基础知识04钻井液性能

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1、钻井液基本性能2009年10月8日渤海钻探泥浆技术服务公司钻井液性能的概念、基本要求及性能调节--钻井液密度1、概念钻井液的密度是指单位体积的钻井液质量。密度一般用符号“ρ”表示，常用单位是g/cm3。ρ＝钻井液质量（m）/钻井液体积（v）钻井液性能的概念、基本要求及性能调节2、钻井对钻井液密度的基本要求钻井液密度对钻井的影响：一是平衡地层压力。二是对钻速的影响。钻井液密度大，产生的液柱压力就大，钻具在井中转动的摩擦阻力就大，从而增加了动力消耗，加重了钻头研磨新地层的负担，致使钻速降低。密度过大易压

2、漏地层，破坏油层渗透率，或把油、气层压死，增加了发现油气藏的困难。综上所述，钻井对钻井液密度的基本要求是“压而不死，活而不喷”。即密度大，但不能把油层压死；密度小，但不能发生井喷。--钻井液密度钻井液性能的概念、基本要求及性能调节3、钻井液密度的调整（1）提高钻井液密度的方法一般可在钻井液中加入惰性的、密度大的固体粉末，如重晶石粉、石灰石粉、蚌壳粉等。还可加入可溶性盐类，如NaCl、CaCl2等。使用最普遍的是加重晶石粉。--钻井液密度钻井液性能的概念、基本要求及性能调节3、钻井液密度的调整（2）降

3、低钻井液密度的方法1）机械除砂，即用振动筛、除砂器、除泥器清除钻井液中的钻屑、砂粒等有害固相，减少钻井液固相含量，从而降低密度。2）加入清水稀释。3）加入一定数量的发泡剂。4）使用化学絮凝剂，使部分固体颗粒聚结沉淀而降低密度。此外，加新浆、油类物质等。--钻井液密度钻井液性能的概念、基本要求及性能调节--流变参数钻井液的流变参数主要有：漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流性指数、稠度系数、剪切稀释性、动塑比和触变性等。钻井液性能的概念、基本要求及性能调节1、漏斗粘度概念：用一定体积的钻井

4、液流经规定尺寸（12目即0.68mm孔径筛）的小孔所需的时间来表示，故也叫漏斗粘度。用大写字母“FV”表示，单位“s”。使用漏斗粘度计测量的粘度就是漏斗粘度，它是钻井液直观流动性的表现，既受钻井液内摩擦力的影响，又受钻井液结构力的影响。用漏斗粘度计测量钻井液流动时间越长，表观粘度越大，钻井液流动性越不好。因此，漏斗粘度只具有相对意义，不能表示钻井液内部结构的变化。--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节漏斗粘度计--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节2、塑性粘度、动切力（1）塑性粘

5、度塑性粘度是塑性流体的性质，它不随剪切速率而变化，反应的是钻井液在层流时，钻井液中的固体颗粒与固体颗粒之间、固体颗粒与液体分子之间、液体分子与液体分子之间内摩擦力的总和。符号：“PV”，常用单位：mPa.s。--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节2、塑性粘度、动切力（2）动切力（屈服值）是塑性流体流变曲线中的直线段在τ轴上的截距，它反映的是钻井液在层流流动时，粘土颗粒之间及高分子聚合物之间相互作用力的大小，即形成空间网架结构能力的强弱。符号：“YP”，常用单位：Pa。--流变参数钻井液性能

6、的概念、基本要求及性能调节3、流性指数和稠度系数（1）流性指数n在幂律模式中，指数n表示假塑性流体在一定剪切速率范围内所表现出的非牛顿性的程度，因此通常将n称为流性指数。水、甘油等牛顿流体的n值等于1。钻井液的n值一般均小于1。n值越小，表示钻井液的非牛顿性越强，表明流体的流变性偏离牛顿流体越来越远。流性指数是一个无因次量。在钻井液设计中，经常要确定流性指数的合理范围，一般希望有较低的n值，以确保钻井液具有良好的剪切稀释性能。--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节流性指数n对钻井液剪切稀释

7、性的影响--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节流性指数n对平板型层流的影响根据右图，减小n值有利于钻井液形成平行型层流，通常钻井液的流性指数n保持在0.4-0.7比较合适。流性指数对钻井液流态的影响--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节（2）稠度系数K稠度系数K值则与钻井液的粘度、切力联系在一起。显然，它与流体在剪切速率为1s-1时的粘度有关。K值愈大，粘度愈高，因此一般将K值称为稠度系数。对于钻井液，K值可反映其可泵性。若K值过大，将造成重新开泵困难。若K值过小，又将对携岩不利

8、。因此，K值也应保持在一个合适的范围。K值主要受体系中固体含量和液相体流变曲线的关系粘度的影响，同时也受结构强度的影响。当固体含量或聚合物处理剂的浓度增大时，K值相应增大，n值则主要受形成网架结构因素的影响，如加入高分子聚合物，或加入适量无机电解质时，会使形成的网架结构增强，n值便相应减小。--流变参数钻井液性能的概念、基本要求及性能调节3、流性指数和稠度系数4、表观粘度和剪切稀释特性（1）表观粘度对于非牛顿流体，剪切应力和剪切速率的比值不是一个常数，这就意味着不能用