钻井液流变性测定

中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期：2011/426 成绩：_班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验一钻井液流变性测定一.实验目的掌握六速旋转粘度计的应用方法。掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。比较各流变模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。掌握钻井液增粘剂及降粘剂对钻井液流变性的影响。二.实验原理旋转粘度计工作原理电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。根据牛顿内摩擦定律，一定剪功速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。流变曲线类型、意义。流变曲线是指流速梯度和剪切应力的关系曲线。根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为：t二n・d宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：t二t0+np•d指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：t=K•Dn或LgT=lgK+n•lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：T1/2=T1/2c+n1/28.Dl/2实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流体。三.实验仪器及药品实验仪器：ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。实验仪器使用要点：检查好仪器，要求；刻度盘对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后在拧紧。检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。内筒底与杯距不低于1.3cm。校正旋转粘度计倒350m1水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数稳定后，分别记录各转速下的稳定读数0.要求：0600=2.0格,0300=1.0格。把水换成待测泥浆，重复2.继续测量静切力，方法是在600rpm下搅1分钟，然后将旋钮转到3rpm位置，把电源关上，静等1分钟后启动之，注意读取刻盘的最大值。再重新在600rpm下搅1分钟，用同样的方法读取静置10分钟3rpm下的最大值。Ts=0.5X03Pa.实验后，关闭电源，倒出泥浆，洗净内、外筒，擦干装好。注意：停转后，由于静切力作用，刻度盘可能不回零，此时不需要再调零。实验药品：增粘剂KPAM；降粘剂XY-27或SD-202。五.实验步骤熟悉旋转粘度计的使用方法。检查和校正旋转粘度计。3•测量泥浆在各剪切速率下的剪切应力和1分钟、10分钟的切力（TS1和Ts10）。

六.实验数据处理剪切速率D与粘度计转速n对应关系：D=1.703Xn泥浆剪切应力T与粘度计读数0对应关系：T=0.5110.利用剪切速率D和剪切应力T画图，判断钻井液流变模式，计算相应的流变参数，了解钻井液增粘剂和降粘剂对钻井液流变模式和流变参数的影响。2O—基浆基浆+增粘剂200 400 600 800 1000 1200剪切速率D8642O2O—基浆基浆+增粘剂200 400 600 800 1000 1200剪切速率D8642O为应切剪粘度计转速n(rpm)60030020010063Ts1Ts10剪切速率D(s_]1022511340170105基浆1411108653.5776.132剪切应力7.1545.6215.114.0883.0662.555基浆+增粘剂25181512658.17615.33剪切应力12.7759.1987.6656.1323.0662.5551.计算流变参数，确定流变模式：基浆：np=e600-0300=3 (mPs)To=0.511(20300-0600)=4.088Pa静切力：Tsl=7X0.511=3.577PaTsl0=12X0.511=6.132Pa流变曲线如上图，基浆流变模式为宾汉模式基浆+增粘剂：np=0600-0300=7 (mPs)To=0.511(20300-0600)=6.132Pa静切力：Tsl=16X0.511=8.176PaTsl0=30X0.511=15.330Pa流变模式如上图，加入增粘剂的基浆流变模式为宾汉模式2.分析增粘剂对流变模式、流变