钻井液剪切稀释性及其相关性研究

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1、精细石油化工进展12ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第16卷第5期钻井液剪切稀释性及其相关性研究郭金爱，赵静，杨国涛，史沛谦，杨朝光(1．中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院；2．中国石化中原油田分公司采油三厂：河南濮阳457001)摘要从剪切稀释性的定义出发，通过对跟踪井的水基和油基钻井液流变性数据分析，论证了宾汉动塑比(YP／PV)、幂律流性指数(n)、卡森剪切稀释指数(Im)均能表征钻井液的剪切稀释性，这些指标有局限性，相互之间有一定的相关性；YP／PV和n只能准确表征钻井液在7埘一T6oo速梯区间

2、的剪切稀释性；，m对应不同的速梯区间有不同的值，只能准确表征相应速梯区间的剪切稀释性，。。。一Tsoo速梯区间对应的，m与YP／PV、n具有很好的相关性，其他速梯区间对应的，m与YP／PV、n相关性不强。关键词钻井液流变性剪切稀释性相关性钻井液的剪切稀释性具有塑形和假塑形流体井液的剪切稀释能力越强。笔者认为，要证明这的表观黏度随着剪切速率的增加而降低的特性，些参数的相关性，还得从剪切稀释性的定义人手，它是优质钻井液必须具备的性能L1I2]。长期以剪切稀释性的本质就是表观黏度对速度梯度的敏来，业界都习惯用动塑比(YP／PV)和流性指

3、数感性，用一定速度梯度范围(一)内表观黏度(n)来表示钻井液的剪切稀释能力，认为动塑比的降低率×100％(71，表示速度梯越高、流性指数越小，钻井液的剪切稀释能力就越’Jfl强u3J。有学者对钻井液剪切稀释性参数相关性度，叼表示速梯对应的表观黏度)表示钻井液的进行过研究。王全平H用比面积法表征了钻井剪切稀释性是最本质的方法，3个参数如果能代液的剪切稀释性，认为在相同速梯范围内，。／仇，表钻井液的剪切稀释性就应该和×下／，n具有一致性，都能定量表征钻井液的剪ql切稀释性，但没有研究与剪切稀释常数(，m)的相100％保持一致，YP／P

4、V，Im，的变化应该和关性。江小玲等对剪切稀释性相关性进行了×100％的变化保持一致，即研究，得出幂律流性指数n与YP／PV有较好的相唧1rl关性，但，m与钻井液的剪切稀释性不能保持一×100％增大，YP／Pv、，增大，孔降低；致。笔者对跟踪井的现场数据分析，从剪切稀释y71性的定义出发对钻井液剪切稀释性参数及其相关×100％降低，YP／PV、降低，增大；而且增大性进行了研究。或降低的趋势和幅度应吻合。1钻井液剪切稀释性指标和其相关性的研究2剪切稀释性现场数据分析和相关性讨论钻井液剪切稀释性根据钻井液流变模式的不以白一3HF井、S

5、l12—6H井、文101—17C井同一般有不同的评价指标；宾汉模式的动塑比和桥43—3井为例，对相关钻井液剪切稀释性参(YP／PV)；其中PV：06oo一0300，YP=0．511数进行了计算分析，并对其相关性进行了讨论。(0，。。一PV)；幂律模式的流性指数(n，无因次)：2．1白一3ItF井钻井液流变性数据凸白一3HF井是中国石化中原油田分公司在白几=3．3221og1,600；卡森模式的剪切稀释常数(，m，0300庙构造主体北部白12区块部署的一口致密砂岩无因次)：tm=[1+(100Tc／／)]，其中T和气开发井，井型为水

6、平井，水平段长1000in，完钻叼在不同速梯区间有不同的公式，所以，也是井深为5086m。为保证水平井段的安全钻井施针对不同速梯范围的。业内一般用这3种方法表征钻井液的剪切稀收稿日期：2015—06—07。作者简介：郭金爱，高级工程师，主要从事钻井液研究与设计释性，通常认为YP／PV越高、，越高、越低，钻工作。2015年9月郭金爱等．钻井液剪切稀释性及其相关性研究13工，四开井段使用油基钻井液，基本配方为：85份2．2Sl12—6H井钻井液流变数据柴油+15份CaCI水(浓度25％)+2．2％乳化剂Sl12—6H井是位于新疆库车县

7、境内西北油SMEMUL一1+0．8％孚L化剂SMEMUL一2+0．5％田分公司部署在塔河油田区志留系柯坪塔格组构SMWET润湿剂+3％有机土SMOGEL—D+1．5％造位置的一口滚动开发井，钻探的主要目的层为CaO+2％降滤失剂SMFLA—O+适量重晶石，以志留系柯坪塔格组，井身结构为三开(50／800／四开4470—5086I'll井段油基钻井液流变数据见4784／5904)，完钻井深为5094．2m。此井一开、表l，流变性数据随井深分布趋势作图1。二开井段使用的是聚合物聚磺钻井液，三开为造斜水平段，造斜段泥浆体系为聚磺聚胺混油

8、泥浆表1白一3HF井钻井液相关流变数据体系：搬土浆+0．3％NaOH+0．5％KPAM+0．3％(PMHC一2)+1％(CXA一1)+3％SMC+1％(KJ一2)+3％(WFT一666)+0．1％FB40+0．1％RH一3D+3％(YK—H)；由于