钻井液用流变仪测量的影响因素及研究进展

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1、石油管材与仪器2015年第1卷第4期PETR0LEUMTUBULARGoODS&DSTRUMENTS·综述·钻井液用流变仪测量的影响因素及研究进展张超韩成黄凯文魏安超许发宾(中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057)摘要：流变性是钻井液一项基本的性能，准确测定钻井液流变性对钻井工程具有重要意义。文章分析了钻井液用流变仪测试结果的影响因素，综述了传统钻井液用流变仪及近年发展的钻井液用流变仪的工作原理及研究进展，指出钻井液用流变仪向着更能真实地反映钻井液井底温度和压力条件下的流变性的特点发展。关键词：钻井液；流变仪；影响因素；进展中图法分类号

2、：TE254文献标识码：A文章编号：2096—0077(2015)04—0001—04FactorsonMeasuringandResearchProgressofDrillingFluidRheometerZHANGChaoHANChengHUANGKaiwenWEIAnchaoXUFabin(ZhanfiangBranchofCNOOCLtd．，Zhanjiang，Guangdong524057，China)Abstract：Rheologicalpropertyisabasicperformanceofdrillingfluid．Accurate

3、determinationofdrillingfluidrheologicalprope~yisofgreatsignificancefordrillingengineering．Factorsaffectingdrillingfluidrheometertestresultswereanalyzed．Theworkingprincipleandre—searehprogressoftraditionalandthelatestdrillingfluidrheometerswerereviewed．Itpointedoutthatthedevelopm

4、entofdrillingfluidrhe-ometersistowardtomoretrulyreflectingtherheologiealpropertiesofdrillingfluidundertheconditionoftemperatureandpressureinbottomhole．Keyword：drillingfluid，rheometer，factors，researchprogress度。钻井液常用的六速旋转粘度计悬垂设计长度为380引言inIn，Kelessidis通过计算流体对悬垂底部端面、上部圆锥部分、悬垂固定杆作用的力

5、矩，分别相当于作用在长度随着石油勘探开发向着深层发展，将会钻遇到更多为0．162mm、1．724mm、0．655mm的圆柱悬垂产生的力复杂地层，钻井液流变性能的控制与维持问题日益突矩_lJ。目前定量研究钻井液用的流变仪测量产生的末出。钻井液的流变性关系到井眼清洁、携岩性能、保持端效应研究较少。Gucuyener针对悬垂端部几何设计做井眼规则。为确保深井、超深井的安全钻进，准确测量过研究，结果表明悬垂底部中空或是悬垂上下端面均为钻井液的流变性能显得十分重要。本文分析了钻井液圆锥形的，测试结果误差均较大。Kelessidis用六速旋流变性测量过程中的影响因

6、素，总结了钻井液用流变仪转粘度计测量非牛顿流体流变性时发现，当悬垂底部与研究进展。测试杯底的间距小于API标准距离28．2mln时，随着间距的减小，剪切应力显著增大，即末端效应较为严重⋯。1流变仪测量影响因素1．2二次流与湍流1．1末端效应同轴圆筒旋转流变仪基于Couette流假设设计的，钻井液常用的流变仪一般为同轴圆筒(Couette)旋Couette流假设流体为等温稳定的平面层流，并且忽略流转流变仪。末端效应就是待测流体作用于悬垂端面造体重力及端部效应影响。这些假设与含固相颗粒的钻成的附加黏性力矩，其作用相当于延长悬垂一定的长井液区别较大，悬垂转动

7、的过程中固相颗粒撞击内筒，第一作者简介：张超，男，1981年生，工程师，2007年毕业于西南石油大学，获硕士学位，主要从事海上钻井方面研究工作。E．mailzhangehaol@CnOOC．com．cn石油管材与仪器PETROLEUMTUBULARGooDS&INSTRUM噩NTS2015年8月会导致不稳定的扭转。此外，当外筒绕着内筒旋转，流工具。待测流体处于悬垂和转筒之间的环形空间内，对体惯性会导致一个较小的轴对称的二次流或湍流，因此于每一个固定的转速，转筒都是以恒定的转速旋转，转会消耗一部分能量使得扭矩增大，因而测量的表观粘度筒带动流体作用于悬垂，

8、产生一个扭矩，使得同弹簧连也会增大、。接的定子旋转了一个相应角度，反应到刻度盘上为指针1．3壁