鉆井液常規(guī)性能測(cè)試

1、中國石油大學(xué)（華東）油田化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)： 石工1412 學(xué)號(hào)： 姓名： 教師： 范鵬 同組者： 實(shí)驗(yàn)日期： 2016.9.28 實(shí)驗(yàn)一、鉆井液常規(guī)性能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的使用方法以及鉆井液表觀粘度、塑性粘度和動(dòng)切力的測(cè)定和計(jì)算方法；2、掌握靜濾失儀的使用方法以及鉆井液濾失量、pH值和泥餅厚度的測(cè)定方法；3、掌握鉆井液膨潤土含量的實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)定方法；4、掌握鉆井液密度的測(cè)定方法；5、掌握鉆井液漏斗粘度的測(cè)定方法；二、實(shí)驗(yàn)裝置 鉆井液：400ml 高速攪拌機(jī) 六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 打氣筒失水儀 濾紙 量筒 秒表 鋼板尺 PH試紙 亞甲基蘭溶液 酸式滴定管 玻璃棒三、實(shí)驗(yàn)步驟

2、1、用高速攪拌器高速攪拌鉆井液10min。 2、使用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定并計(jì)算鉆井液表觀粘度、塑性粘度和動(dòng)切力； 3、使用打氣筒濾失儀測(cè)定鉆井液濾失量、泥餅厚度和pH值； 4、測(cè)定并計(jì)算鉆井液膨潤土含量；5、學(xué)習(xí)并掌握測(cè)定鉆井液密度的方法；6、學(xué)習(xí)并掌握測(cè)定鉆井液漏斗粘度的方法。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理 1.數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)一 鉆井液的常規(guī)性能測(cè)試數(shù)據(jù)記錄處理表項(xiàng)目600300濾失量ml泥餅厚度mmPHV漿 mlV亞ml數(shù)據(jù)12714.5 x 22.0 x 292.05.6實(shí)驗(yàn)二 無機(jī)電解質(zhì)對(duì)鉆井液的污染及調(diào)整項(xiàng)目600300濾失量ml泥餅厚度mmPH基漿12714.5 x 22.0 x 29基漿+0

3、.75g/400ml CaCl2161241.0 x 24.5 x 28 污染實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)班級(jí)匯總表加量組別600300濾失量ml0.251/2 16 12 40.0 0.50 3/4 18 15 62.0 0.75 5/6 19 14 82.0 1.00 7/8 16 12 90.0 1.25 9/10 14 10 96.0基漿 11 7 32.02.數(shù)據(jù)處理 本組實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)處理結(jié)果: 表面粘度AV=0.5 x600=0.5x12=6 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=12-7=5 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=1.022 Pa 鉆井液膨潤土含量=

4、××1000=14.3×=14.3×=40.04 g/l（1）基漿： 表面粘度AV=0.5 x600=0.5x11=5.5 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=11-7=4 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=1.533 Pa（2）加量0.25g/100ml CaCl2 泥漿： 表面粘度AV=0.5 x600=0.5x16=8 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=16-12=4 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=4.088 Pa（3）加量0.50g/100ml CaCl2 泥漿：

5、表面粘度 AV=0.5 x600=0.5x18=9 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=18-15=3 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=6.132 Pa（4）加量0.75g/100ml CaCl2 泥漿： 表面粘度 AV=0.5 x600=0.5x19=9.5 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=19-14=5 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=4.599 Pa（5）加量1.00g/100ml CaCl2 泥漿： 表面粘度 AV=0.5 x600=0.5x16=8 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=16-1

6、2=4 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=4.088 Pa（6）加量1.25g/100ml CaCl2 泥漿： 表面粘度 AV=0.5 x600=0.5x14=7 mPa.s 塑性粘度 PV=600-300=14-10=4 mPa.s 動(dòng)切力YP=0.511 x（2 x300-600）=3.066 Pa 由以上所得數(shù)據(jù)整理成表如下：加量/ g/mlAV/mPa.sYP/PaFL/ml05.51.53332.00.2584.08840.00.5096.13262.00.759.54.59982.01.0084.08890.01.2573.06696.0作圖如下：1.

7、AVCaCl2加量關(guān)系曲線：2.YPCaCl2加量關(guān)系曲線：3.FLCaCl2加量關(guān)系曲線： 將AVCaCl2加量關(guān)系曲線，YPCaCl2加量關(guān)系曲線，F(xiàn)LCaCl2加量關(guān)系曲線放在一起表示趨勢(shì)變化關(guān)系，如下： 3.現(xiàn)象解釋： CaCl2能夠大量溶于水中，且其溶解度隨著溫度的增加而增加。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，隨著CaCl2加入量的逐漸增大，泥漿的表面粘度AV，動(dòng)切力PY，都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，而濾失量FL則呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。鉆井液鈣侵后，原來的鈉質(zhì)土變成了鈣質(zhì)土，其臨界電位降低，水化膜變薄，粘土顆粒間形成或增強(qiáng)絮凝結(jié)構(gòu)。從而導(dǎo)致鉆井液粘度、切力上升、失水增大。當(dāng)鈣侵到一定程度后，粘土顆

8、粒繼續(xù)變粗而沉淀，此時(shí)粘土分散度明顯降低，使粘度、切力轉(zhuǎn)而下降，失水繼續(xù)增大。從而鉆井液性能的變化趨勢(shì)就如上圖所示。五、思考題1.鉆井液的粘度測(cè)定前，為什么通常都需要使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌？ 答：保證鉆井液在實(shí)驗(yàn)過程中的均勻性，防止產(chǎn)生沉淀，穩(wěn)定鉆井液性能。2.使用六速旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)得的表觀粘度和馬氏漏斗粘度有沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系？為什么？ 答：六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)通過測(cè)量內(nèi)筒轉(zhuǎn)角測(cè)量粘度，而馬氏漏斗粘度計(jì)是通過在重力作用下從一個(gè)固定的型漏斗中自由流出所需時(shí)間來測(cè)量粘度，兩者從不同角度測(cè)量了粘度，存在一定的關(guān)系。3、靜濾失量測(cè)定時(shí)，要求先準(zhǔn)備好工作壓力，然后再倒入鉆井液后迅速加壓測(cè)量，請(qǐng)結(jié)合靜濾失方程進(jìn)行解釋

9、。 答：從靜慮失方程： qFL= A2kP(scsm-1)t1/2 可以看出，實(shí)驗(yàn)過程中如果壓差改變，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果。所以需要事先準(zhǔn)備好工作壓力，再倒入鉆井液加壓測(cè)量，有利于使慮失壓力保持不變。以防止實(shí)驗(yàn)造成誤差。4、未知成分的鉆井液，測(cè)定膨潤土含量時(shí)，需要使用氧化劑以減少實(shí)驗(yàn)誤差，為什么？答：未知成分的鉆井液中可能有一些有機(jī)處理劑，這樣做可以防止這些有機(jī)處理劑與亞甲基蘭發(fā)生反應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成誤差，使用氧化劑可以減少有機(jī)處理劑對(duì)亞甲基蘭的影響。5、分析膨潤土含量的計(jì)算公式，在不考慮測(cè)量誤差的前提下，指出該公式可能產(chǎn)生誤差的主要原因。答：鉆井液膨潤土含量=××1000=14.3×，實(shí)驗(yàn)中加入亞甲基蘭過快，導(dǎo)致記錄的亞甲基蘭的體積比實(shí)際大，出現(xiàn)誤差；或者鉆井液中有一些物質(zhì)與亞甲基蘭反應(yīng)，導(dǎo)致使用的亞甲基藍(lán)的體積與實(shí)際不同，出現(xiàn)誤差。6、測(cè)定鉆井液膨潤土含量時(shí)，首次出現(xiàn)綠蘭色圈后，繼續(xù)旋搖色圈可能會(huì)消失，為什么？答：因?yàn)槟酀{體系可能分布不均勻，粘土中水化后帶負(fù)電的可交換陽離子沒有完全消耗帶正電荷的染色離子，所以出現(xiàn)綠蘭色圈，而再攪拌兩分鐘后由于進(jìn)一步與粘土離子結(jié)合使溶液中沒有游離