【2017年整理】基础知识04钻井液性能.ppt

钻井液基本性能;钻井液性能的概念、基本要求及性能调节;--钻井液密度 ;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。;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。 ;3、钻井液密度的调整 （2）降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。;--流变参数 ;1、漏斗粘度 概念：用一定体积的钻井液流经规定尺寸（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。; 漏斗粘度计;2、塑性粘度、动切力 （1）塑性粘度 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。; 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。;3、流性指数和稠度系数;流性指数n对钻井液剪切稀释性的影响;流性指数n对平板型层流的影响;（2）稠度系数K;4、表观粘度和剪切稀释特性;（2）剪切稀释性 塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性称为剪切稀释性。例如，在钻头水眼处，剪切速率高达10000－100000s-1，钻井液变得很稀；而在环形空间，当剪切速率为50－250s-1时，钻井液又变得比较稠。这种剪切稀释特性是一种优质钻井液必须具备的性能，因为它既能充分发挥钻头的水马力，有利于提高钻速，而在环形空间又能很好的携带钻屑。; （2）剪切稀释性 在钻井液工艺中，常用动切力与塑性粘度的比值（简称动塑比）表示剪切稀释性的强弱。YP/PV 的值越大，剪切稀释性越强。为了能够在高剪率下有效地破岩和在低剪率下有效地携带岩屑，要求钻井液具有较高的动塑比。根据现场经验和平板型层流流核直径的有关计算，一般情况下将动塑比控制在0.36?0.48 Pa/mPa?s是比较适宜的，大斜度、大位移井的动塑比控制的还要高一些。;动塑比对平板型层流的影响;5、钻井液静切力和触变性 （1）钻井液的静切力 定义：钻井液中的粘土颗粒，由于其形状不规则，表面带电性和亲水性不均匀，常易形成网状结构，破坏钻井液中单位面积上的网状结构所需的最小切应力，称为钻井液的极限静切力，简称钻井液切力。用符号“G”表示，单位“Pa”。切力的大小不仅与钻井液本身性质有关，而且与钻井液静止时间有关。 统一规定，钻井液静止10s后所测之切力称为初切力，用G10s表示；静止10 min后所测之切力称为终切力，用G10min表示。;5、钻井液静切力和触变性 （2）触变性 初切与终切的差值表示了钻井液的触变性，即网状结构随静止时间的长短恢复的程度。差值越大，触变性越强；反之，触变性越弱。 ;ZNN型旋转粘度计 ;ZNN型旋转粘度计－－数据处理; 塑性流体和粘塑性流体 ： 表观粘度 （mPa?s） 塑性粘度 （mPa?s） 动切力 （Pa） 静切力