鉆井液常規(guī)性能測試.doc

中國石油大學(xué)（華東）油田化學(xué)基礎(chǔ)實驗報告班級： 石工1412 學(xué)號： 姓名： 教師： 范鵬 同組者： 實驗日期： 2016.9.28 實驗一、鉆井液常規(guī)性能測試一、實驗?zāi)康?1、掌握六速旋轉(zhuǎn)粘度計的使用方法以及鉆井液表觀粘度、塑性粘度和動切力的測定和計算方法；2、掌握靜濾失儀的使用方法以及鉆井液濾失量、pH值和泥餅厚度的測定方法；3、掌握鉆井液膨潤土含量的實驗原理和測定方法；4、掌握鉆井液密度的測定方法；5、掌握鉆井液漏斗粘度的測定方法；二、實驗裝置 鉆井液：400ml 高速攪拌機(jī) 六速旋轉(zhuǎn)粘度計 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、實驗步驟 1、用高速攪拌器高速攪拌鉆井液10min。 2、使用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測定并計算鉆井液表觀粘度、塑性粘度和動切力； 3、使用打氣筒濾失儀測定鉆井液濾失量、泥餅厚度和pH值； 4、測定并計算鉆井液膨潤土含量；5、學(xué)習(xí)并掌握測定鉆井液密度的方法；6、學(xué)習(xí)并掌握測定鉆井液漏斗粘度的方法。四、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理 1.數(shù)據(jù)記錄實驗一 鉆井液的常規(guī)性能測試數(shù)據(jù)記錄處理表項目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實驗二 無機(jī)電解質(zhì)對鉆井液的污染及調(diào)整項目600300濾失量ml泥餅厚度mmPH基漿12714.5 x 22.0 x 29基漿+0.75g/400ml CaCl2161241.0 x 24.5 x 28 污染實驗數(shù)據(jù)班級匯總表加量組別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 本組實驗所得數(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 動切力YP=0.511 x（2 x300-600）=1.022 Pa 鉆井液膨潤土含量= 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 動切力YP=0.511 x（2 x300-600）=4.088 Pa（3）加量0.50g/100ml CaCl2 泥漿： 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=16-12=4 mPa.s 動切力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.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。從整個實驗現(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，動切力PY，都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，而濾失量FL則呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。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，粘土顆粒繼續(xù)變粗而沉淀，此時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就如上圖所示。五、思考題1.鉆井液的粘度測定前，為什么通常都需要使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌？ 答：保證鉆井液在實驗過程中的均勻性，防止產(chǎn)生沉淀，穩(wěn)定鉆井液性能。2.使用六速旋轉(zhuǎn)粘度儀測得的表觀粘度和馬氏漏斗粘度有沒有對應(yīng)關(guān)系？為什么？ 答：六速旋轉(zhuǎn)粘度計通過測量內(nèi)筒轉(zhuǎn)角測量粘度，而馬氏漏斗粘度計是通過在重力作用下從一個固定的型漏斗中自由流出所需時間來測量粘度，兩者從不同角度測量了粘度，存在一定的關(guān)系。3、靜濾失量測定時，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量，請結(jié)合靜濾失方程進(jìn)行解釋。 答：從靜慮失方程： qFL= A2kP(scsm-1)t1/2 可以看出，實驗過程中如果壓差改變，會影響實驗最終結(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量，有利于使慮失壓力保持不變。以防止實驗造成誤差。4、未知成分的鉆井液，測定膨潤土含量時，需要使用氧化劑以減少實驗誤差，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)對實驗造成誤差，使用氧化劑可以減少有機(jī)處理劑對亞甲基蘭的影響。5、分析膨潤土含量的計算公式，在不考慮測量誤差的前提下，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，實驗中加入亞甲基蘭過快，導(dǎo)致記錄的亞甲基蘭的體積比實際大，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)的體積與實際不同，出現(xiàn)誤差。6、測定鉆井液膨潤土含量時，首次出現(xiàn)綠蘭色圈后，繼續(xù)旋搖色圈可能會消失，為什么？答：因為泥漿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的亞甲基蘭，綠蘭色圈就會消失。7、