钻井液的常规性能测试（钻井液常规性能测试实验报告）

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本文目录一览：

• 1、钻井液主要参数和测定
• 2、钻井液常规性能和流变性能分别有哪些？
• 3、钻井液的性能
• 4、LSYP是钻井液的哪个性质
• 5、泥浆参数检测与监测

钻井液主要参数和测定

一
功用：冷却和润滑钻头钻具钻井液的常规性能测试，携带和悬浮钻屑钻井液的常规性能测试，泥浆录井时反应地层信息，稳定井壁，平衡地层压力，传递水动力以提高钻进速度和破岩效率等
二
钻井液类型：1.
按密度：非加重和加重钻井液
2.
按与粘土水化性能强弱：非抑制性和抑制性钻井液
3.
按固相含量：地固相和无固相钻井液
4.
按流体介质：水基，油基和气体型三类
近期出现钻井液的常规性能测试了合成基钻井液。
目前国内得到认可钻井液的常规性能测试的各种钻井液类型为：
1.分散钻井液
2.钙处理钻井液
3.盐水钻井液
4.饱和盐水钻井液
5.聚合物钻井液
6.钾基聚合物钻井液
7.油基钻井液
8.合成基钻井液
9.气体型钻井流体
10.保护油气层的钻井液
三
主要参数：
密度
流变性
滤失造壁性
润滑性
钻井液的ph和碱度
钻井液的含沙量
钻井液的固相含量
钻井液中膨润土含量钻井液中滤液分析
前几项参数分常规和高温高压两种不同条件
同时前几项的重要性也最大，一般测得就是前几项

钻井液常规性能和流变性能分别有哪些？

钻井液的常规性能包括：密度、表观粘度、塑性粘度、钻井液切力、滤失量及泥饼、含砂量、PH值
而钻井液流变性主要是指钻井液的可流动性，粗略的可由表观粘度表示，更细入的表示用表观粘度、塑性粘度和结构粘度表示

钻井液的性能

一 、钻井液密度：

指每单位体积钻井液的质量；

钻井液密度是确保安全，快速钻井和保护油气层的一个十分重要的参数。通过钻井液密度的变化，可以调节钻井液在井筒内的静液柱压力，以平衡地层孔隙压力。有时亦用于平衡地层构造应力，以避免井塌的发生。

密度过高：将引起钻井液过度增稠，易漏失，钻速下降，对油气层损害加剧和钻井液成本增加等一系列问题。

密度过低：容易发生井涌甚至井喷，还会造成井塌、井径缩小和携屑能力下降。

一般情况下，所需钻井液密度越高，则加重前钻井液的固相含量及粘度、切力应控制的越低，加入可溶性无机盐也是提高密度较常用的方法。

二、钻井液的流变性：

钻井液流动和变形的特性；

最常用的流变模式为宾汉和幂律模式。其中宾汉模式的参数为塑性粘度和动切力；幂律模式的参数为流应指数和稠度系数。

由于，钻井液的流变性与携岩、井壁稳定、提高机械转速和环空水力参数计算等一系列钻井工作密切相关，因此，它是钻井液最重要的性能之一。

三、钻井液的滤失造壁性：

在钻井过程中，当钻头钻过渗透性地层时，由于钻井液的液柱压力一般总是大于地层孔隙压力，在压差作用下，钻井液的液体便会渗入地层，这种特性称为钻井液的滤失性。

四、钻井液的PH值：

分散钻井液在10以上；

石灰的钙处理钻井液在11～12

石膏的钙处理钻井液在9.5～10.5

聚合物钻井液在7.5～8.5

五、钻井液的含砂量：

一般要求控制在0.5%以下，含砂量过高对钻井有以下危害：

1.钻井液密度增大，对提高钻速不利；

2.泥饼松软，导致滤失量增加，不利于井壁稳定，并影响固井质量；

3.增加钻头和钻具的磨损，缩短使用寿命；

4.容易造成压差卡钻；

六、钻井液的固相含量

LSYP是钻井液的哪个性质

刚查了下资料 钻井液性能测试标准中没有 LSYP这个性质
按照API（America Petroleum Instistite）推荐的钻井液性能测试标准，需要检测的钻井液常规性能有：密度、漏斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API滤失量、HTHP滤失量、pH值、含砂量、固相含量、膨润土含量、滤液各种离子浓度。

泥浆参数检测与监测

8.2.1 泥浆性能检测

超深井钻探由于井深、温度高、压力大，对钻井液要求严格。特别是在深井段，随着深度的增加，泥浆温度、压力也逐渐升高，对高温高压条件下钻井液性能的实时检测尤为重要，现场泥浆工程师将根据检测结果实时对钻井液进行调整和完善。因此，除了API标准要求的常规检测外，需要增加高温检测项目，因此需要在现场建立泥浆实验室，并配备高温高压方面的检测仪器。

需要配备的高温钻井液检测仪器：高温滚子炉、高温高压滤失仪（动态及静态）、高温流变仪等。

8.2.2 钻井液泥浆监测系统

钻井泥浆监测就是在钻井过程中，对泥浆性能参数进行实时监测，存储和间接计算，并利用这些基础数据实时分析泥浆性能，指导钻井施工。经过长时间的数据积累，可以为钻井方案设计和施工提供参考依据。

在钻井施工过程中，钻井泥浆监测系统可对泥浆各项性能参数进行实时监测、处理和动态显示，并结合其他钻井参数，建立起各个参数间的数学模型。

（1）现场泥浆检测的主要参数

钻井液的黏度、密度、温度、流量及泥浆罐液面高度等。

（2）钻井泥浆监测系统组成

钻井泥浆监测系统由现场测量仪表、通信线和计算机组成，如图8.1 所示。现场测量仪表包括电磁流量计、液位监测计、泥浆密度监测计和泥浆黏度监测计等。下面主要就电磁流量计和密度计这两项最主要的监测设备作介绍。

图8.1 钻井泥浆监测系统组成

1）电磁流量计。为了测得泥浆管道中的泥浆流量，采用电磁式流量传感器测量流量。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。2只电极沿管径方向固定在测量管上，电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈以双向方波励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线，感应出电动势E。电动势E正比于工作磁场的磁通量密度B、测量管内径d与平均流速v的乘积，即E=kBdv（k为比例常数）。电动势E（流量信号）由电极检出，经过信号调理、AD（模拟数字转换器）转换，变成数字信号传送给单片机，最后通过通信总线传送给工业控制计算机。电磁流量计结构如图8.2 所示。

2）密度计。密度计采用放射源产生的伽马射线穿过管道中的被测介质，其中一部分射线被介质散射和吸收，剩余部分被安装在管道另一边的探测器所接收。介质吸收了多少射线，与被测介质密度成指数关系；通过相应的计算，就可得到管道中泥浆的密度。密度计采用单片机控制，通过通信总线与工业控制计算机相连。用户可在上位机中设定参数；测量到的实时数据，也可通过通信总线传送给上位机进行显示、存储。密度计结构如图8.3所示。

（3）泥浆监测数据处理

根据现场测得的泥浆数据，采用综合加权评分法进行编程，对泥浆多项性能指标（流动指数、塑性黏度、悬浮能力及钻头水眼黏度等）进行分析，以判断泥浆质量的好坏。根据经验和钻井技术要求，给各项指标确定权值。流动指数对流型和洗井质量影响很大，是指标中最重要的一个；塑性黏度不但决定了泥浆携带岩屑的能力，而且影响钻进速度；泥浆凝胶强度和结构影响泥浆悬浮能力；失水量是钻井液性能的重要参数，也是衡量泥浆护壁效果的指标之一；钻头水眼黏度既影响泥浆的抗剪能力和稀释能力，又影响钻进速度。根据相应的权值进行计算，并考虑泥浆配比中的各种成分，可得到最优泥浆配方。另外，在影响钻进速度的许多变量中，泥浆的性能参数是比较独立的，只受井筒地质条件影响；但泥浆类型及其性能变化却对钻压、转速和水力因素的配合有很大影响。所以对采集到的实时泥浆数据要进行相应的处理。最优泥浆密度由下式求得：

图8.2 电磁流量计结构

图8.3 密度计结构

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（中册）

式中：ρm为最优泥浆密度，kg/L；Pk为地层孔隙压力，MPa；H为井深，m；Δρ为附加泥浆密度，常取0.03～0.05kg/L。

钻头钻速和泥浆的运动黏度有一定的关系。可根据泥浆黏度、密度和泥浆流量反算出钻头的机械钻速与实际钻速（通过测量得到）的相对比。

8.2.3 仪器控制及分析软件初步编制

基于计算机平台，利用VB计算机语言和相应的数据库，编写高温高压泥浆分析软件，以高效科学地管理室内和现场泥浆数据、便捷直观地显示泥浆各项性能随温度压力的变化图表、科学精确地预测较高温高压时的泥浆性能。

Visual Basic是Microsoft公司推出的可视化的开发环境，是Windows下最优秀的程序开发工具之一。利用Visual Basic可以开发出具有良好交互功能、良好的兼容性和扩展性的应用程序。

VB的特点：①可视化编程；②事件驱动机制；③面向对象的程序设计语言；④支持多种数据库访问机制。我们可以想到的程序90%都可以用VB来开发和实现。从设计新兴的用户界面到利用其他应用程序的对象，从处理文字图像到使用数据库，从开发小工具到大型企业应用系统，甚至通过Internet的编辑全球分布式应用程序，都可以利用VB来实现。因此，我们选用VB来进行该软件的设计。

软件主要功能包括：室内数据导入、现场数据导入；泥浆各项性能随温度压力变化曲线，包括综合图和分组图；井下具体位置的泥浆性能查询，具体包括温度、pH值、润滑性、失水量、黏度、胶体率、密度，地层膨胀量，乳化效果；较高温高压条件下的泥浆性能预测；泥浆性能数据修改、导出、打印。

软件结构图：见图8.4。

图8.4 软件功能结构图

软件数据流见图8.5。

软件系统包括的数据流有技术员对数据的录入；室内实验员对数据的录入；软件将泥浆数据以图表的形式可视化显示；管理人员对泥浆数据的查询；管理人员对泥浆数据的修改；软件对较高温高压条件下的泥浆性能进行预测；泥浆性能数据打印输出。数据流图如下：

图8.5 软件数据流程图

可视化效果见图8.6至图8.11。

图8.6 泥浆分析软件模拟界面图

图8.7 温度随井深变化曲线

图8.8 pH值随温度变化曲线

图8.9 黏度随温度变化曲线

图8.10 失水量随温度变化曲线

图8.11 泥浆摩阻系数随温度变化曲线

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