钻井液流变性测定.doc

中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期： 2011/4/26 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验一 钻井液流变性测定一 .实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的应用方法。2. 掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。3. 比较各流变模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。4. 掌握钻井液增粘剂及降粘剂对钻井液流变性的影响。二.实验原理1. 旋转粘度计工作原理电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。根据牛顿内摩擦定律，一定剪功速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。2. 流变曲线类型、意义。流变曲线是指流速梯度和剪切应力的关系曲线。根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为： =D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为： = 0 +pD指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为： =KD n 或 Lg =lgK + nlgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：1/2 =1/2 c +1/2 .D1/2实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流体。三. 实验仪器及药品实验仪器：ZNN-D6 型旋转粘度计；高速搅拌器。实验仪器使用要点：1.检查好仪器，要求；刻度盘对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后在拧紧。检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。内筒底与杯距不低于1.3cm。2.校正旋转粘度计倒350m1 水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数稳定后，分别记录各转速下的稳定读数.要求： 600=2.0 格, 300=1.0 格。3.把水换成待测泥浆，重复2.4.继续测量静切力，方法是在600下搅1 分钟，然后将旋钮转到3位置，把电源关上，静等1 分钟后启动之，注意读取刻盘的最大值。再重新在600下搅1 分钟，用同样的方法读取静置10 分钟3下的最大值。s=0.53 Pa.5.实验后，关闭电源，倒出泥浆，洗净内、 外筒，擦干装好。注意：停转后，由于静切力作用，刻度盘可能不回零，此时不需要再调零。实验药品：增粘剂KPAM；降粘剂XY-27 或SD-202。五.实验步骤1.熟悉旋转粘度计的使用方法。2.检查和校正旋转粘度计。3.测量泥浆在各剪切速率下的剪切应力和1分钟、10分钟的切力（s1和s10）。六.实验数据处理剪切速率D 与粘度计转速n 对应关系：D=1.703n泥浆剪切应力 与粘度计读数 对应关系： =0.511 .利用剪切速率D 和剪切应力 画图，判断钻井液流变模式，计算相应的流变参数，了解钻井液增粘剂和降粘剂对钻井液流变模式和流变参数的影响。粘度计转速n（rpm）60030020010063s1s10剪切速率 D（）1022511340170105基浆1411108653.5776.132剪切应力7.1545.6215.114.0883.0662.555基浆+增粘剂25181512658.17615.33剪切应力12.7759.1987.6656.1323.0662.5551.计算流变参数，确定流变模式：基浆：p=600-300=3 （mPs） o=0.511（2300-600）=4.088Pa 静切力：s1=70.511=3.577 Pa s10=120.511=6.132 Pa流变曲线如上图，基浆流变模式为宾汉模式基浆+增粘剂：p=600-300=7 （mPs） o=0.511（2300-600）=6.132 Pa 静切力：s1=160.511=8.176 Pa s10=300.511=15.330 Pa流变模式如上图，加入增粘剂的基浆流变模式为宾汉模式2.分析增粘剂对流变模式、流变参数的影响：