钻井液润滑性测定
第四章 钻井液的滤失和润滑性能
b、滤失压差
Vf
A
2Kp
f sc f sm
1
t
从公式可以推出，钻井液的滤失量与滤失压差的平 方根成正比，即如果泥饼不可压缩，压差增大，滤失 量增加。但是泥饼具有压缩性，渗透率降低，所以滤 失压差对钻井液滤失量的影响是一分为二的，具体哪 个因素对钻井液的滤失量影响更大一些，要看具体情 况，主要是钻井液性质、泥饼的可压缩性。
减小泥饼固相含量的方法，一是采用优质膨润土配浆，优质膨润土 分散性好、固相颗粒细、水化好、水化膜厚，所以形成的泥饼固相含量 分数低。二是加入有机高分子处理剂，可以吸附在粘土颗粒表面，有效 降低泥饼固相含量。
e. 泥饼压实性与渗透性对滤失量的影响
对于钻井液，往往泥饼是泥饼越厚钻井液的滤失量越 大，泥饼越薄滤失量越小。主要原因是泥饼的渗透性存在 差别。一般情况下（以API失水为例），泥饼越薄说明泥 饼的压实程度比较大，比较致密，渗透性差，所以滤失量 小。
泥饼的渗透性还受粘土颗粒直径、处理剂种类、性能 等因素有关。粘土颗粒细泥饼的孔隙小且少，泥饼比较致 密，降滤失剂的存在也会通过不同的方式影响滤失量，化 学吸附、物理封堵等等，使渗透率降低。
f、地层渗透率对钻井液滤失量的影响 在泥饼尚未形成之前，地层是泥浆滤失的第一渗透介 质，所以地层渗透性大小决定了钻井液瞬时滤失量的大 小。泥饼形成之后，才逐渐对滤失起主要作用，地层成 为第二滤失介质。室内试验也是一样，你得首先给它一 个渗滤介质（滤纸），它的渗透率比较小，允许液相和 部分小颗粒通过，而留下大的颗粒，才能逐渐形成泥饼。
g. 絮凝与聚结对泥饼渗透率的影响 钻井液的絮凝使得颗粒之间形成网架结构，钻井液 中自由水增加，渗透率会有所增加，如前所讲受钙污染 钻井液产生絮凝，粘度增加但失水增加。网架结构的存 在，使其对滤失压差具有一定的抵抗力，絮凝程度越高， 颗粒间的引力越大，其结构越强，对压差的抵抗能力越 强，越不容易形成致密泥饼，泥饼的渗透率就愈大。如 果钻井液不但絮凝而且伴随着聚结则泥饼的渗透率就会 进一步增大。
钻井液性能评价测试doc
钻井液基本性能评价测试方法目录1 钻井液基本性能及其测试 (3)一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验仪器、设备及药品 (3)（一）仪器、设备 (3)（二）药品 (3)四、实验方法及步骤 (3)（一）泥浆比重的测定 (3)（二）泥浆粘度、切力的测定 (4)1、漏斗粘度的测定 (4)2、旋转粘度计测泥浆流变性能 (5)3、泥浆中压失水量及滤饼厚度的测定 (6)4、实验数据记录与分析 (7)5、泥浆高温高压滤失量及滤饼厚度的测定 (7)2钻井液的润滑性 (11)一、实验目的 (11)二、实验内容 (11)三、实验仪器及测试原理 (11)3.1 EP-B型极压润滑仪 (11)3.1.1、工作原理 (11)3.1.2、操作步骤 (12)3.1.3、注意事项 (14)3.2 Fann212型极压润滑仪 (14)3、钻井液抑制性及抑制剂评价实验 (17)一、实验目的 (17)二、实验内容 (17)三、实验仪器及材料 (17)（1）实验仪器 (17)（2）试验材料 (17)四、实验操作步骤 (17)1、岩心回收率实验 (17)2、页岩膨胀率实验 (18)1 钻井液基本性能及其测试一、实验目的通过实验：1）掌握钻井液基本性能指标及其测定方法；2）掌握常规钻井液性能测定仪器使用方法；理解钻井液性能对钻井作业的影响。
二、实验内容1、比重、流变参数（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流行指数和稠度系数）、失水造壁（失水量、泥饼）等主要性能的测定仪器结构原理及操作方法。
2、比重、粘度、切力、失水量等性能测定。
三、实验仪器、设备及药品（一）仪器、设备天平、D90-1型电动搅拌机、GJ-1型高速搅拌机、量具、不锈钢尺、秒表、1002泥浆比重秤、1006型泥浆粘度计（漏斗粘度计）、ZNN-D6型电动六速旋转粘度计、SD型多联中压滤失仪、GGS71-B型高温高压滤失仪、XGRL-4A型高温滚子加热炉、定性滤纸等。
钻井液性能及其测试
8
.
二、钻井液的流变性
钻井液的流变性是指钻井液流动和变形的特性。 该特性通常是由不同的流变模式及其参数来表征的，最 常用的流变模式为宾汉模式和幂律模式 宾汉模式的参数： 塑性粘度(Plastic Viscosity)和动切力(Yield Point) 幂律模式的参数： 流性指数(FLow Behavior Index)和稠度系数 (Consistency Index)
19
.
降低钻井液含砂量量有效的方法：
充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备 ，对钻井液的固相含量进行有效的控制
20
.
六、钻井液的固相含量
钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积 的百分数
固相的组成： 膨润土，石英、长石、重品石，造浆率极 低的粘土 固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型 、尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井 速度及油气层损害程度等有直接的影响
钻井液性能及其测试
1
.
钻井液常规性能包括： 密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切 力、静切力等） 滤失造壁性（滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等） ……
2
.
一、钻井液密度 1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性
1.1 密度（Density） 单位体积钻井液的质量 最常用符号：ρ 最常用单位：g/cm3 1.2 泥浆比重(Mud Weight) 在钻井工程上，钻井液密度 = 泥浆比重
10
.
钻井液流变性的测量
11
.
三、钻井液的滤失造壁性
1 钻井液的滤失性 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，这种特性常称为…… 2 钻井液的造壁性 在液体发生渗滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着 沉积在井壁上形成一层泥饼(Mud cake)；随着泥饼的逐 渐加厚以及在压差作用下被压实，会对裸眼井壁有效地 起到稳定和保护作用，这就是……
钻井液性能评价测试及设计
钻井液性能评价测试及设计 指导书
郑秀华主编
中国地质大学（北京） 2005 年 03 月编制
第 1 页 共 48 页
前
言
《钻井液性能评价测试及设计指导书》 主要是为勘查技术与工程专业和相关专业四年制 本科生编写的实践用教材，配合《Principles of Drilling Fluids》教材，为《钻井液工 艺原理》课程提供实验和钻井液设计指导。本教材也可作为相关的现场技术人员，尤其是岩 心钻探技术人员、管理人员的参考书。 目前，大学本科教学正在向素质教育转变，本教材理论联系实际，有助于学生掌握知识 和应用知识。本教材有四部分组成：第一部分介绍钻井液基本性能及其测试方法，第二部分 钻井液用膨润土性能评价，第三部分钻井液碱处理及钙、盐污染及处理，第四部分钻井液添 加剂及钻井液体系评价。 本教材从钻井液基本性能出发，针对岩心钻探向深部发展，钻遇地层更加复杂，对钻井 液性能要求更高等问题， 结合近年来的钻井液研究成果， 借鉴油气开发的一些先进钻井液技 术，进行岩心钻探技术钻井液设计，为学生提供实践经验，同时为岩心钻探提供一些成功的 钻井液技术。 钻井液基本性能包括：钻井液密度、钻井液流变性能、钻井液失水造壁性、钻井液固相 含量、钻井液含砂量、钻井液的润滑性。 膨润土性能评价包括：钻井液中膨润土含量、泥浆用膨润土品质评价。 钻井液处理包括：泥浆碱处理，钙、盐侵污染和处理 钻井液添加剂及钻井液体系评价包括:水解聚丙烯酰胺的性能应用、钻井液的抑制性评 价以及各种添加剂在相应体系中作用原理的分析与评价。 本教材第一部分由郑秀华与杨浩编写， 第二部分由郑秀华与李国民编写。 全书由郑秀华 负责统稿。在编写过程中，得到刘选朋、陈立敏、詹美萍、张天笑、刘翠娜等研究生的大力 支持和帮助，在此向他们及其他未提及的研究生们表示衷心的感谢。 限于编者的水平，书中错误和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
钻井液润滑性评价方法对比研究
2020年10月第36卷第10期石油工业技术监督Technology Supervision in Petroleum IndustryOct.2020Vol.36No.102021年4月第37卷第4期Apr.2021Vol.37No.4钻井液润滑性评价方法对比研究赵虎中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院（河南濮阳457001）摘要摩阻和扭矩高是长水平井、三维井和长裸眼段井等作业中普遍存在的问题，提高钻井液的润滑防卡能力是解决该问题的主要措施之一。
较为精准地评价钻井液的润滑减磨性，选取合理的钻井液体系和润滑剂成为关键技术。
分析了几种常用钻井液润滑性评价方法的优缺点，结合实际需要，在不同条件下选择合理的评价方法。
关键词钻井液；润滑防卡；评价方法Comparison of Evaluation Methods for Lubricity of Drilling FluidZhao HuDrilling Engineering Technology Research Institute,PetroChina Zhongyuan Petroleum Engineering Co.,Ltd.(Puyang,Henan457001,China)Abstract High friction and high torque is common problem in long horizontal wells,three-dimensional wells and long open hole wells. One of the main measures to solve this problem is to improve the lubrication and anti sticking ability of drilling fluid.It is the key to ac⁃curately evaluate the lubrication and wear reduction performance of drilling fluid and reasonably select drilling fluid system and lubri⁃cant.This paper analyzes the advantages and disadvantages of several commonly used evaluation methods of drilling fluid lubricity, and in practice,reasonable evaluation method should be selected under different conditions.Key words drilling fluid;lubrication for anti sticking;evaluation method赵虎.钻井液润滑性评价方法对比研究[J].石油工业技术监督,2021,37(4):24-27.Zhao parison of evaluation methods for lubricity of drilling fluid[J].Technology Supervision in Petroleum Industry,2021, 37(4):24-27.钻井液润滑性是影响实钻过程中定向顺利、起下钻通畅、电测与下套管成功等的重要因素，尤其是长水平井、三维井和长裸眼段井等对钻井液润滑性提出了更高的要求[1-5]。
第四章钻井液的滤失和润滑性能
素：絮凝钻井液与分散钻井液的泥饼渗透率相 差二个数量级。
四、滤失影响因素—泥饼
· 一般控制滤失量的方法是控制滤饼的渗透性。 固相颗粒的大小、形状和压差下的变形能力都是控
制渗透性的重要因素。 小颗粒形成滤饼的渗透性比大颗粒形成滤饼的渗透
性低。因此小于1微米的小颗粒作为滤失量的控制剂最 好。薄而扁平的颗粒比球形式不规则的颗粒更有效。因
三、滤失方程-瞬时滤失方程
·瞬时滤失时间很短，其滤失量占总滤失量的比例不大。
·因其时间短到测定时很难与静滤失分开，故其滤失没有相 应方程。 ·瞬时滤失因素除与静滤失相似外，重要一点就是钻井液在
地层孔隙入口处能否迅速形成“桥点”。 ·瞬时滤失量的确定遵循
Vf = Vf 0 + b t1/2
通过Vf - t1/2 关系图来确定Vf0，可以分别读取1.0和7.5 对应的滤失量，从而可以确定。
一、基本概念
·钻井液中水的三种存在形态： 化学结合水 吸附水 自由水
一、基本概念
·钻井液中水的三种存在形态： 化学结合水 吸附水 自由水
一、基本概念
·滤失作用： 在压力差作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的
裂隙或孔隙中渗透的现象。
·滤失性强弱表示方法：
滤失量或失水量
·滤失的两个前提条件： 压力差 裂隙或孔隙
泥饼厚度维持在较薄水平
滤失量初期较大，维持在一固定值。
一、基本概念
·静滤失：
在停止循环情况下，液流无冲刷，随着滤失的进行， 泥饼逐渐增厚，单位时间滤失逐渐减小至一固定值，
这段时间的滤失称为静滤失。
·静滤失特点： 压差小：（静液柱压力 - 地层压力）
泥饼较厚 滤失量相对动滤失小。
特点：
钻井液的滤失和润滑性—钻井液的滤失与造壁性
知识点2：影响钻井液滤失量的因素
低压差不同钻井液滤失 量相近，高压差相差较大； 在深井和对滤失量要求严格 井段钻进前需进行高压差滤 失实验，来选择配浆黏土和 处理剂。
知识点2：影响钻井液滤失量的因素
滤液粘度越小，钻井液 滤失量越大。有机处理剂入 CMC、PHP加入量越大， 滤液粘度越大。可提高滤液 粘度来降低滤失量。油基钻 井液滤失液粘度随压力增加 而增加，滤失量随压力增加 而减小。
V30 2(V7.5 Vsp ) Vsp
若7.5min滤失量小于8mL，2V7.5 与V30相差较大，对 于滤失量小的钻井液，滤失时间应取30min。
知识点2：影响钻井液滤失量的因素
（2）压差和滤液粘度对滤失量的影响 假设条件下滤失量Vf与渗透压差ΔP的平方根成正
比，实际钻井液组成不同，滤失形成的泥饼压缩性也不 同。不同造浆土、不同处理剂，滤失量随压差变化规律 如下图：
知识点2：影响钻井液滤失量的因素
（5）孔隙度和渗透性对滤失量的影响
岩层的孔隙和裂缝是钻井液滤失的天然通道，不同井位、 层位和岩层，钻井液滤失量不同，泥饼厚度也不同。
知识点2：影响钻井液滤失量的因素
渗透性大的砂岩、砾岩、裂 缝发育的石灰岩井壁形成较厚泥 饼；渗透性小的页岩、泥岩、石 灰岩和其他致密岩石井壁上形成 的泥饼较薄，甚至不形成泥饼。
知识点1：钻井液的滤失过程
2、动滤失
瞬时滤失后，泥饼不断增厚，循环的钻井液对新出现的 泥饼产生冲刷作用，泥饼增厚速度与泥饼被冲刷速度相等时， 厚度不再变化，达到动态平衡，此为动滤失。
特点：压差较大（静液柱压力与环空压力降之和与地层 压力之差），泥饼较薄，滤失速率逐渐减小稳定在某数值。
知识点1：钻井液的滤失过程
钻井液的滤失和润滑性—钻井液的润滑性能
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
➢钻井液固相 随着钻井液固相含量增加，密度、粘度、切力相应增大，钻
井液的润滑性能变差。这时其润滑性能取决于固相的类型及含量。 随着钻井液固相含量增加，除使泥饼粘附性增大外，还会使
泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
钻井液在一定时间内通过不断剪切循环，其固相颗粒尺 寸随剪切时间增加而减小，其结果是双重性的：钻井液滤失 有所减小，从而钻柱摩阻力也有所降低；颗粒分散得更细微， 使比表面积增大，从而造成摩阻力增大。可见，严格控制钻 井液粘土含量，搞好固相控制和净化，尽量用低固相钻井液， 是改善和提高钻井液润滑性能的最重要的措施之一。
知识点2：钻井液润滑性的调整
通常用于测定钻井液润滑性的仪器有滑板式泥饼摩阻系 数测定仪、钻井液极压润滑仪、泥饼针入度仪、LEM润滑性 评价及钻头泥包测定分析系统等。
项目四：钻井液的滤失和润滑性
任务二：
钻井液的润滑性能
课程名称：泥浆材料检测与应用
知识点 01 钻井液的润滑性能及其影响因素 知识点 02 钻井液润滑性的调整
项目四：钻井液的滤失和润滑性
任务 02 钻井液的润滑性能
知识点 1 钻井液润滑性及影响因素
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
钻井液的润滑性能一般包括钻井液形成的滤饼的润滑性 能和钻井液流体自身的润滑性能。钻井液和泥饼的摩阻系数， 是评价钻井液润滑性能的两个主要技术指标。
知识点1：钻井液润滑性及影响因素
知识点2：钻井液润滑性的调整
固体润滑剂能够在接触面之间产生物理分离，其作用是 在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，多数固体类润滑剂类 似于细小滚珠，可以存在于钻柱与井壁之间，将滑动摩擦转 化为滚动摩擦，从而大幅度降低扭矩和阻力。固体类润滑剂 的热稳定性、化学稳定性和防腐蚀能力均良好，适合高温、 低转速的条件下使用，但不适合在高转速条件下使用。
石油钻井液性能基础
钻井液性能 4) 钻井液滤液碱度两种测定方法对比
缺 点
优 点
方 法
a) Mf 滴定中有干扰 b) 通常碳酸氢根测定结果偏高
a) 传统的方法 b) 用一个样品滴定二次
Pf/Mf
a) 用三个样品滴定三次 b) 碱的测定很关键 c) 使用有毒物质(BaCl2)
a)消除Mf滴定中的干扰
P1/P2
钻井液性能 15、氯离子浓度(Chloride Concentration) 测定方法：以铬酸钾溶液为指示剂，用硝酸银标准溶液(0.0282mol/l)滴定一定量的滤液至溶液颜色由黄色变为橙红色并能保持30s即为滴定终点。 计算： CCl-＝ CNaCl＝1.65 CCl- 式中： CCl- －滤液中的Cl-浓度，mg/l； CNaCl －滤液中的NaCl含量，mg/l； VAgNO －滴定所消耗的硝酸银溶液体积，ml； V －滤液样品体积，ml。 注：若滤液中的氯离子浓度超过10,000mg/l，可使用每毫升相当于0.01g氯离子的硝酸银溶液(0.282mol/l)，此时，把上式中的系数1000改为10000。
钻井液性能 5、动切力(Yield Point) 钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的结构强度，用直读式粘度计测定，用YP表示，单位为Pa。 动切力的计算： YP = AV－PV 或 YP = (300 －PV) 英制单位为lb/100ft2，Pa = 0.5 lb/100ft2。
1 b━ lg
钻井液性能 (5) 低密度固相、加重材料和悬浮固相浓度的计算： Clg = 9.96lgVlg Cb = 9.96bVb Css = Clg + Cb 式中：Clg －低密度固相浓度，kg/m3； Cb －加重材料浓度， kg/m3 ； Css－悬浮固相浓度， kg/m3 。
钻井液性能测试方法
第一篇钻井液性能测试方法1 密度的测定1.1 符号及单位密度以来表示，单位为g/cm3。
1.2 仪器——密度计：灵敏度为0.01g/cm3；——温度计：量程为0-100℃，分读值为1℃；——量杯：1000mL。
1.3 试验步骤a. 将密度计底座放置在水平面上。
b. 用量杯量取钻井液，测量并记录钻井液温度。
c. 在密度计的样品杯中注满钻井液，盖上杯盖，慢慢拧动压紧，为使样品杯中无气泡，必须使过量的钻井液从被盖的小空中流出。
d. 用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯外部。
e. 把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码，直到平衡（水平泡位于中央）。
f. 记录读值。
g. 倒掉钻井液，将仪器洗净，擦干以备用。
1.4 校正a. 用淡水注满洁净、干燥的样品杯。
b. 盖上杯盖并擦干样品杯外部。
c. 把密度计的刀口放在刀垫上，将游码在左侧边线对准刻度 1.00g/cm3处，观察密度计是否平衡（平衡时水平泡位于中央）。
d. 如不平衡，在平衡圆柱上加上或取下一些铅粒，使之平衡。
2 粘度和切力的测定2.1 符号及单位——漏斗粘度：以FV表示，单位为s；—1———表观粘度：以AV表示，单位为mPa.s；——塑性粘度：以PV表示，单位mPa.s；——动切力：以YP表示，单位Pa；——静切力：以G10S(10s切力)和G10min(10min切力)表示，单位为Pa。
2.2 漏斗粘度2.2.1 仪器——马氏漏斗：圆锥型漏斗长305mm，上口直径152mm，筛网下容量1500mL，金属或塑料制成；流出口长510.8mm,内径4.7mm；筛网孔径 1.6mm，高度9.0mm；——刻度杯：1000mL，金属或塑料制成；——秒表：灵敏度为0.1s；——温度计：量程为0-100℃，分度值为1℃。
2.2.2 试验步骤a. 用手指堵住流出口，把新取的钻井液倒入洁净、干燥并垂直向上的漏斗中，直到刚好注满筛子底部为止。
把刻度杯置于流出口下。
中国石油大学(华东)实验四钻井液润滑性测定
实验四钻井液润滑性测定一．实验目的1. 掌握钻井液润滑性测定仪器的使用和校正方法；2. 了解钻井液润滑性的调整方法及常见润滑剂对钻井液润滑性能的影响。
二．实验原理钻井液中固相含量对其润滑性影响很大。
随着钻井液固相含量增加，除使泥饼粘附性增大外，还会使泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。
另外，固相颗粒尺寸的影响也不可忽视。
致密、表面光滑、薄的泥饼具有良好的润滑性能。
降滤失剂和其它改进泥饼质量的处理剂（比如磺化沥青）主要是通过改善泥饼质量来改善钻井液的防磨损和润滑性能。
在钻井液条件相同的情况下，岩石主要是通过影响所形成泥饼的质量以及井壁与钻柱之间接触表面粗糙度而起作用的。
（1）惰性固体的润滑机理：固体润滑剂能够在两接触面之间产生物理分离，其作用是在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，从而达到减小摩擦、防止磨损的目的。
多数固体类润滑剂类似于细小滚珠，可以存在于钻柱与井壁之间，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而可大幅度降低扭矩和阻力。
（2）沥青类处理剂的润滑机理：沥青类处理剂主要用于改善泥饼质量和提高其润滑性。
沥青类物质亲水性弱，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上，在井壁上形成一层油膜。
这样，既可减轻钻具对井壁的摩擦，又可减轻钻具对井壁的冲击作用。
（3）液体润滑剂的润滑机理：矿物油、植物油、表面活性剂等主要是通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触（或水膜接触）产生的固-固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。
从而使回转钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其它金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。
三．仪器、药品1. ZNS型打气筒失水仪一台2. 粘滞系数测定仪一台3. 高搅机一台4. 秒表一只5. 钢板尺一个6. 20ml量筒1个7. 滤纸8. 待测泥浆泥浆约500ml9. CMC溶液 500ml四、实验步骤1.接通粘滞系数测定仪的电源，预热15min，并检查电机、清零及显示屏工作是否正常。
第四章钻井液的滤失和润滑性能
影响钻井液滤失量的因素
瞬时滤失 瞬时滤失时间很短。其滤失量—般占总滤失量 的比例不大。但对于固相含量低、分散和水化很好 的不分散低固相钻井液，瞬时滤失占的比例则较大。 对于相同的钻井液，如果渗滤介质不同，其瞬时滤 失量也是不同的。 影响瞬时滤失的因素主要有压差，岩层的渗透 性，滤液的粘度，钻井液中固相颗粒的含量、尺寸 和分布，水化程度以及钻井液在地层孔隙人口处能 否迅速形成“桥点” 。
影响钻井液滤失量的因素
动滤失的影响因素 (1)钻井液流动的影响 钻井液在循环流动中的滤失过程称为动滤失。影响 动滤失的因素与静滤失类似。不同之处是动滤失还与钻 井液流动有关，表现为剪切速率和钻井液流态对动滤失 的影响。在动滤失条件下、泥饼的增长受到钻井液冲蚀 作用的限制。当岩层的表面最初暴露时，滤失速率较高、 此时泥饼增长较快，但随着时间的推移，泥饼的增长速 率减小了，直到最终等于冲蚀影响的速率。此后、泥饼 厚度将不再发生变化。根据达西定律得到的滤失率表达 式积分，得到如下动滤失方程：
钻井液的滤失与造壁性
若钻井液中细粘土颗粒多，
而粗颗粒少，则形成的泥饼薄
而致密，钻井液滤失量则小。 反之粗多而细颗粒少，则形成 的泥饼厚而疏松，钻井液的滤 失量则大。 钻井液的滤失量以及泥饼 的厚度还和压差、井下温度以
及岩石的性质有关。
井内钻井液滤失的全过程
钻井液在井内发生滤失的全过程由三个阶段组成， 与此相对应的三种滤失量分别称为瞬时滤失量、动滤 失量和静滤失量。 瞬时滤失(Spurt loss) 从钻头破碎井底岩石，形成新的自由面的瞬间开始， 钻井液开始接触新的自由面，钻井液中的自由水便向 岩石孔隙中渗透，直到钻井液中的固相颗粒及高聚物 在井壁上开始出现泥饼，这段时间的滤失称为瞬时滤 失。 瞬时滤失特点：时间短、井底岩石表面尚无泥饼， 滤失速率很高，亦称初滤失。
钻井液工艺原理讲义
实验一 钻井液流变模式确定实验一.实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。
2. 掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 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。
4. 掌握钻井液增粘剂对钻井液流变性的影响。
二.实验原理1. 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，一定剪切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。
2. 流变曲线类型、意义。
流变曲线是指剪切速率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：=η·D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：=0 +ηp·D指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：=K·D n 或 Lg=lgK + n·lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合，就把实际液体看成哪种流型的流体。
三、 实验仪器及药品1． 仪器ZNN-D6型旋转粘度计、高速搅拌器；2. 药品350ml水、500ml泥浆、增粘剂。
四．仪器使用要点1.检查好仪器，要求；①粘度计刻度盘是否对零。
若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。
②检查粘度计的同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
③检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。
若偏摆，则停止使用。
2.校正旋转粘度计①倒350ml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。
②迅速从高速到低速依次测量。
待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数Ø.要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国石油大学钻井液工艺原理实验报告
实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验四钻井液润滑性测定
一.实验目的
1. 掌握钻井液润滑性测定仪器的使用和校正方法；
2. 了解钻井液润滑性的调整方法及常见润滑剂对钻井液润滑性能的影响。
二.实验原理
钻井液和泥饼的摩阻系数，是常用的两个评价钻井液润滑性能的技术指标。
由于摩阻的大小不仅与钻井钻井液的润滑性能有关，而且还与钻具与地层接触面的粗糙程度、接触面的塑性变形情况、钻柱的尺寸和旋转速度等有关。
因此，要全面的评价和测定钻井过程中钻井液和泥饼摩阻系数，正确地评选钻井液和润滑剂是很困难的。
液体类润滑剂有利于形成致密的油膜，吸附基要牢固地吸附在粘土和金属表面上。
塑料小球一般可降低扭矩35%左右，降低起下钻阻力20%左右。
它可与水基和油基的各种类型的钻井液匹配，是一种较好的润滑剂。
玻璃小球与塑料小球起到了类似的效果，埋入泥饼，从而降低了泥饼的摩擦系数。
石墨具有抗高温、无荧光、降摩阻效果明显，加量小、对钻井液性能无不良影响等特点。
具有降低扭矩、摩阻和减小磨损的作用。
还能吸附在钻具和井壁岩石表面，改善摩擦附之间的摩擦状态。
可以封闭井壁的微孔隙。
三.仪器、药品
1.ZNS型打气筒失水仪一台
2.粘滞系数测定仪一台
3.高搅机一台
4. 秒表一只
5. 钢板尺一个
6. 20ml 量筒1个
7.滤纸
8. 待测泥浆泥浆约500ml
9.CMC 溶液 500ml
四．实验步骤
1.接通粘滞系数测定仪的电源，预热15min ，并检查电机、清零及显示屏工作是否正常。
2.通过手动调节测试板和仪器箱底的升降螺母使仪器测试板水平泡居中。
3.按清零按钮将数字显示屏归零。
4.测定基浆的滤失量后，将泥饼平整的放置在测试板上，将长方体滑块以垂直于测试者身体方向，缓慢地放置在泥饼的中心位置，并静置1min 。
5.按动电机按钮，测试板开始以一定速率缓慢的倾斜，直到滑块开始与泥饼出现相对滑动时，立即记录下此时显示屏的读数。
此读数的正切值即为泥饼的粘滞系数。
6.取基浆加入一定量的CMC 并高速搅拌10min ，按实验步骤4和5测定泥浆泥饼的粘滞系数。
五．数据处理
确定加入CMC 前后的润滑系数降低或提高率，并简要解释原因并提出简要的对策。
润滑系数提高率=245.02443
.02443.01853.0-=-）（ 粘土颗粒间形成或增强网架结构，从而导致钻井液粘度、切力上升，摩擦阻力增大。