钻井液的流变性课件

钻井液的流变性钻井液的流变性1钻井液的流变性概述钻井液流变性(RheologicalPropertiesofDrillingFluids)是指在外力作用下,钴井液发生流动和变形的特性,其中流动是主要的方面。该特性通常用钻井液的流变曲线和塑性粘度(PlasticⅤIscosIty)、动切力(Yieldpoint)、静切力(GelStrength)表观粘度(Apparentviscosity)等流变参数来进行描述的。钻井液的流变性概述2钻井液的流变性概述钻井液流变性是钻井液的一项基本性能,它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用●(1)携带岩屑,保证井底和井眼的清洁;(2)悬浮岩屑;(3)提高机械钻速;●(4)保持井眼的规则和保证井下安全钻井液的流变性概述3内容概要●钻井液的流变性对钻井工作的影响流变类型与流变参数●不同钻井液流型的形成机理分析●钻井液流变性的测量内容概要4钻井液的流变性对钻井工作的影响●钴井液的流变性对钻井工作的影响主要体现在悬碴、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻具5个方面。动画演示1—一悬碴、护壁动画演示2一提高钻速钻井液的流变性对钻井工作的影响5钻井液的流变性对钻井工作的影响钻井液的主要功能之一就是清洗井底并将岩屑携带到地面上来。钻井液清洗井眼的能力除取决于循环系统的水力参数外,还取决于钻井液的性能,特别是其中的流变性能。岩屑的清除分两个过程,一是岩屑被冲离井底,二是岩屑从环形间隙被携带到地面。钻井液的流变性对钻井工作的影响6钻井液的流变性对钻井工作的影响●对于破碎的不稳定井壁,利用较粘稠的泥浆还可以起到较好的粘结护壁作用。絮流液流对井壁有较强的冲蚀作用,容易引起易塌地层垮塌,不利于井壁稳定。其原因是絮流时液流质点的运动方向是絮乱的和无规则的,而且流速高具有较大的动能。因此,在钻井液循环时,般应保持在层流状态,尽量避免出现絮流。对于非牛顿流体,一般采用综合雷诺数Re来判别流态。将钻井液按塑性流体考虑,当Re>2000付为絮流。如果按Re=2000,即可推导出临界返速的公式。钻井液的流变性对钻井工作的影响7钻井液的流变性对钻井工作的影响但是,泥浆的粘稠性大又有不利的方面●使井底碎岩效率降低,这种影响主要表现在钻头喷嘴处的絮流流动阻力对钻速的影响。钻井液粘度越大,絮流流动阻力越大,从而降低了钻头在井底的碎岩效率。增加泥浆循环的流动阻力;增大对井壁的液压力激动破坏。井内液柱压力是指在起下钻和钻进过程中,由于钻柱上下运动、泥浆泵开动等原因,使得井内液柱压力发生突然变化(升高或降低),给井内增加一个附加压力(正值或负值)的现象。钻井液的流变性对钻井工作的影响8流变类型与流变参数4种流型,9个流变参数、牛顿流体(绝对粘度)2、宾汉流体(静切力、动切力、塑性粘度、表观粘度)3、幂律流体(流性指数、稠度指数)4、卡森流体(极限高剪粘度、卡森动切力)流变类型与流变参数91、牛顿流体牛顿方程t=7.y式中:τ—单位面积上的内摩擦力,或称为剪切应力,Pa;y一剪切速率或流速梯度7牛顿粘度或称为动力粘度,Pas,(lPa·s=1000cP=1000mPa·s)1、牛顿流体10钻井液的流变性课件11钻井液的流变性课件12钻井液的流变性课件13钻井液的流变性课件14钻井液的流变性课件15钻井液的流变性课件16钻井液的流变性课件17钻井液的流变性课件18钻井液的流变性课件19钻井液的流变性课件20钻井液的流变性课件21钻井液的流变性课件22钻井液的流变性课件23钻井液的流变性课件24钻井液的流变性课件25钻井液的流变性课件26钻井液的流变性课件27钻井液的流变性课件28钻井液的流变性课件29钻井液的流变性课件30钻井液的流变性课件31钻井液的流变性课件32钻井液的流变性课件33钻井液的流变性课件34钻井液的流变性课件35钻井液的流变性课件36钻井液的流变性课件37钻井液的流变性课件38钻井液的流变性课件39钻井液的流变性课件40钻井液的流变性课件41钻井液的流变性钻井液的流变性42钻井液的流变性概述钻井液流变性(RheologicalPropertiesofDrillingFluids)是指在外力作用下,钴井液发生流动和变形的特性,其中流动是主要的方面。该特性通常用钻井液的流变曲线和塑性粘度(PlasticⅤIscosIty)、动切力(Yieldpoint)、静切力(GelStrength)表观粘度(Apparentviscosity)等流变参数来进行描述的。钻井液的流变性概述43钻井液的流变性概述钻井液流变性是钻井液的一项基本性能,它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用●(1)携带岩屑,保证井底和井眼的清洁;(2)悬浮岩屑;(3)提高机械钻速;●(4)保持井眼的规则和保证井下安全钻井液的流变性概述44内容概要●钻井液的流变性对钻井工作的影响流变类型与流变参数●不同钻井液流型的形成机理分析●钻井液流变性的测量内容概要45钻井液的流变性对钻井工作的影响●钴井液的流变性对钻井工作的影响主要体现在悬碴、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻具5个方面。动画演示1—一悬碴、护壁动画演示2一提高钻速钻井液的流变性对钻井工作的影响46钻井液的流变性对钻井工作的影响钻井液的主要功能之一就是清洗井底并将岩屑携带到地面上来。钻井液清洗井眼的能力除取决于循环系统的水力参数外,还取决于钻井液的性能,特别是其中的流变性能。岩屑的清除分两个过程,一是岩屑被冲离井底,二是岩屑从环形间隙被携带到地面。钻井液的流变性对钻井工作的影响47钻井液的流变性对钻井工作的影响●对于破碎的不稳定井壁,利用较粘稠的泥浆还可以起到较好的粘结护壁作用。絮流液流对井壁有较强的冲蚀作用,容易引起易塌地层垮塌,不利于井壁稳定。其原因是絮流时液流质点的运动方向是絮乱的和无规则的,而且流速高具有较大的动能。因此,在钻井液循环时,般应保持在层流状态,尽量避免出现絮流。对于非牛顿流体,一般采用综合雷诺数Re来判别流态。将钻井液按塑性流体考虑,当Re>2000付为絮流。如果按Re=2000,即可推导出临界返速的公式。钻井液的流变性对钻井工作的影响48钻井液的流变性对钻井工作的影响但是,泥浆的粘稠性大又有不利的方面●使井底碎岩效率降低,这种影响主要表现在钻头喷嘴处的絮流流动阻力对钻速的影响。钻井液粘度越大,絮流流动阻力越大,从而降低了钻头在井底的碎岩效率。增加泥浆循环的流动阻力;增大对井壁的液压力激动破坏。井内液柱压力是指在起下钻和钻进过程中,由于钻柱上下运动、泥浆泵开动等原因,使得井内液柱压力发生突然变化(升高或降低),给井内增加一个附加压力(正值或负值)的现象。钻井液的流变性对钻井工作的影响49流变类型与流变参数4种流型,9个流变参数、牛顿流体(绝对粘度)2、宾汉流体(静切力、动切力、塑性粘度、表观粘度)3、幂律流体(流性指数、稠度指数)4、卡森流体(极限高剪粘度、卡森动切力)流变类型与流变参数501、牛顿流体牛顿方程t=7.y式中:τ—单位面积上的内摩擦力,或称为剪切应力,Pa;y一剪切速率或流速梯度7牛顿粘度或称为动力粘度,Pas,(lPa·s=1000cP=1000mPa·s)1、牛顿流体51钻井液的流变性课件52钻井液的流变性课件53钻井液的流变性课件54钻井液的流变性课件55钻井液的流变性课件56钻井液的流变性课件57钻井液的流变性课件58钻井液的流变性课件59钻井液的流变性课件60钻井液的流变性课件61钻井液的流变性课件62钻井液的流变性课件63钻井液的流变性课件64钻井液的流变性课件65钻井液的流变性课件66钻井液的流变性课件67钻井液的流变性课件68