钻井液常规性能测试+石油工程2013+实验1301+24+1309000125+赵萱.doc

实验四 钻井液常规性能测试 一、实验目的 1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法； 2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法； 3、掌握钻井液固相含量的测定方法和实验原理； 4、掌握钻井液密度的测定方法； 5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法。 二、实验原理及测定方法 1、六速旋转粘度计的工作原理、使用方法及粘度和切力的计算 （1）六速旋转粘度计的结构和工作原理 六速旋转粘度计（图4-1）是以电动机为动力的旋转型仪器。被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度，依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。记录刻度盘的表针读数，通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切力。 图4-1 六速旋转粘度计及变速拉杆 （2）六速旋转粘度计的使用方法 ①接通电源，拨动三位开关至高速位置，待外筒转动后，将变速拉杆的红色球形手柄（手柄位置与转速的选择如图4-1）放置在最低位置，此时外筒转速即为600rpm。观察刻度盘是否对零（若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧）、外筒是否偏摆（若偏摆，应停机重新安装外筒）。检查调速机构是否灵活可靠。 ②将刚高速搅拌过的钻井液倒入泥浆杯中至刻度线（此处钻井液的体积为350ml），立即置于托盘限位孔上，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（600rpm）到低速（300rpm）依次测量。待刻度盘读数稳定后，记录两个转速下的读数Ф。 ③实验结束后，关闭电源，松开托盘手轮，移开泥浆杯，倒出泥浆。左旋卸下外转筒，将外转桶和内筒清洗后擦干，将外转筒安装在仪器上。 （3）粘度和切力的计算方法 表观粘度AV＝0.5*Ф600，单位：mPa.s； 塑性粘度PV＝Ф600－Ф300，单位：mPa.s； 动切力YP＝0.511*（2*Ф300－Ф600），单位：Pa。简略计算时，可将0.511替换为0.5。 2、静滤失仪的工作原理、使用方法及滤失量、pH值和泥饼厚度的测定 （1）钻井液滤失原理 在滤失介质两端施加一定的压力差，在压力差的作用下，钻井液通过滤失介质发生滤失。 （2）打气筒静滤失仪的结构和工作原理 打气筒静滤失仪（如图4-2）是将一定量的钻井液，注入筒状钻井液杯中，上紧杯盖，接通气源，调节减压阀将压力调至0.69MPa，打开放气阀，气源进入钻井液杯中。通过静滤失仪可记下滤失时间、滤失量并可留取泥饼。 图4-2 打气筒静滤失仪 1-带压力表的打气筒 2-减压阀 3-底座 4-钻井液杯 5-量筒 图4-3 减压阀的操作示意图 图4-4 放空阀的操作示意图（左图为进气、右图为关闭或排空） 图4-5 钻井液杯的安装示意图 （3）打气筒静滤失仪的使用方法 ①松开减压阀（逆着图4-3箭头方向旋转减压阀手柄，将手柄退出），使减压阀处于关死状态，此时无压力输出和显示，然后关闭放空阀（如图4-4右图）。用力打气使气筒压力表达1MPa 左右，然后顺时针旋转减压阀（如图4-3箭头方向），直到压力表读数为0.69MPa。 ②用手指堵住钻井液杯气接头小孔，倒入适量的泥浆，使液面与泥浆杯内刻度线平齐（高度以低于密封圈1-1.5cm最好），放好干燥的密封圈，铺一张干燥的滤纸，将干燥的泥浆杯盖盖好旋紧。然后装入三通接头并卡好（如图4-5），将量筒放在泥浆杯下面，对准出液孔。 ③顺着“进气”箭头方向推通气阀杆（如图4-4左图），同时观察压力表指示。当压力表稍有下降或听到有进气声后，即停止操作通气阀，开始计时并微调减压阀手柄，使压力表指示保持为0.69MPa。 ④记录7.5min时收集的滤液量，取开量筒，逆着“进气”箭头方向推通气阀杆（如图4-4右图），听到放气声后表示泥浆杯中余气放尽，取下泥浆杯。 ⑤冲洗擦干泥浆杯、杯盖和密封圈。 （4）钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法 ①钻井液滤失量的测定方法 假设钻井液的瞬时滤失量为0，7.5min时量筒中滤液体积的2倍即为静滤失量。 ②钻井液pH值的测定方法 将pH试纸放到滤液中浸湿后取出，待其颜色稳定后和标准色对照，估计出泥浆的pH值。 注意：此方法只有在滤液颜色较浅的水基钻井液中才可使用。 ③钻井液泥饼厚度的测定方法 7.5min静滤失实验结束后，打开泥浆杯，取下滤纸，用缓慢的水流小心的洗净泥饼上的浮浆，把滤纸放置在平整的桌面上，用钢板尺测量的平均厚度值的2倍即为泥饼厚度。 3、钻井液中固相含量的测定 根据蒸馏原理，取一定量钻井液用电热器将其蒸干，收集并测出冷凝液的体积，用减差法