钻井液中固相含量的测定
钻井液固相含量测定仪原理
钻井液固相含量测定仪原理
钻井液固相含量测定仪采用不锈钢外壳，高精度蒸馏器，适合一般水基钻井液固相含量的测定。
实验中，将已知容积的液体放在蒸馏器中加热使其蒸发成气态，将这些水蒸气凝结并收集在一个带有刻度的接收器里，并用百分比容量标出。
固体的百分比含量可以由原始总的液体容积减去，后液体总容积计算出来。
由于钻井液成分复杂，对一些%性质钻井液的固相含量测定应选用%大容量蒸馏器的仪器。
，参数
电源：AC220V±5%;50 HZ
功率：100W
蒸馏器容积 20ml
外形尺寸：26*20*14cm
钻井液固相含量测定仪部件
主要部件
#165-14-01蒸馏器组件
#165-14-02固相加热棒
#165-14-03固相电源线
#165-14-21量筒20ml%
钻井液油水（固相）分离装置
钻井液油水（固相）分离装置是用来分离和测定钻井液样品中水、油和固相体积的仪器。
是了解固相浓度和组成水基钻井液粘度、滤失控制的基础。
由于，外钻井液新体系的不断推出，传统的采用20ml蒸馏器的固相含量测定仪已难以适用%钻井液测定的需要。
选用合适仪器，可以快速有效地进行试样的测定。
钻井液油水（固相）分离装置的特点为采用电子仪表电流控制，加热温度可调。
测量精度高、重复误差小，操作、携带方便，使用大容量蒸馏器，不锈钢外壳，冷凝效果好，液体回收率高。
钻井液中的固相物质
钻井液中的固相物质
就固相颗粒而言，按API标准可分为粘土 （或胶体颗粒），尺寸大于74um。如果 用筛网检查颗粒大小的话，那么凡是不 能通过200目筛孔（200目的筛孔为API砂 子检验筛孔）的固相颗粒为砂子（即颗 粒尺寸大于74um）。
钻井液中的固相物质
二、固相颗粒在钻井液中分布及其研磨性
在钻井过程中，由于钻头对井底岩石的 切削、冲击和研磨等作用，不断地破碎 岩石，井眼在不断的加深，同时对岩石 破碎形成的不同尺寸的岩屑也进入了钻 井液系统，在这些岩石之中，最大尺寸 的最小尺寸的都是少量的，而大量的岩 屑是中间尺寸的。
钻井液中的固相物质
以前，钻井液工作者普遍认为在钻井液系统中 API砂子是唯一的磨粒。其实不然，任何固相 颗粒的研磨性应由它的尖锐程度和硬度来决定。 研磨性颗粒应比被磨的材料更硬更尖锐。同时 较大的磨粒在磨损某种材料的时候，与较小的 磨粒相比，产生的磨痕较深，磨去的材料较多。 由于岩石发生机械降级作用，其研磨性逐渐变 小，15um以下的颗粒对设备的研磨性就不太明 显了。钻井液中的磨粒主要由微米以下的颗粒 组成。
钻井液中的固相物质
γm＝γ水（1－X）＋2.5X…………………（9）
式中：γm—钻井液密度； γ水—水的密度； X—固相体积百分数； 2.5—低密度固相物质的密度。
钻井液中的固相物质
钻井液中的固相物质
如果已知钻井液的密度，利用公式（9） 可确定非加重钻井液的固相含量。
当钻遇异常高压地层时，需要增大钻井 液密度，提高钻井液液柱的静液压力， 以控制地层压力，防止井涌、井喷之类 的事故发生。往钻井液里加重晶石粉可 以使钻井液的密度增加，加重晶石后的 钻井液称为加重钻井液。
钻井液中的固相物质
②用每升含3.74克亚甲基蓝（分析纯）的溶液 （1毫升≈0.01毫克当量）进行滴定，每滴入 0.5ml亚甲基蓝溶液后旋摇30秒钟。当固相仍被 悬浮时，用搅拌棒转移1滴液体放在滤纸上， 观察在染色固定斑点周围是否出现绿－蓝色圈。 若无此圈，继续滴入0.5ml亚甲基蓝溶液，重复 上述的操作。当出现绿－蓝色圈时，摇动三角 瓶2min后再向滤纸上滴1滴，染色固体斑点周 围的绿—蓝色圈不消失为止（见下图）。记录 所耗亚甲基蓝溶液的毫升数。
钻井液常规性能测试、盐侵、固相含量测定实验讲义
钻井液常规性能测试、盐侵、固相含量测定实验讲义实验四钻井液常规性能测试⼀、实验⽬的1、掌握六速旋转粘度计的使⽤⽅法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切⼒的测定和计算⽅法；2、掌握静滤失仪的使⽤⽅法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定⽅法；3、掌握钻井液固相含量的测定⽅法和实验原理；4、掌握钻井液密度的测定⽅法；5、掌握钻井液漏⽃粘度的测定⽅法。
⼆、实验原理及测定⽅法1、六速旋转粘度计的⼯作原理、使⽤⽅法及粘度和切⼒的计算（1）六速旋转粘度计的结构和⼯作原理六速旋转粘度计（图4-1）是以电动机为动⼒的旋转型仪器。
被测液体处于两个同⼼圆筒间的环形空间内。
通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测液体作⽤于内筒产⽣⼀个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了⼀个相应⾓度，依据⽜顿定律，该转⾓的⼤⼩与液体的粘度成正⽐，于是液体粘度的测量转为内筒转⾓的测量。
记录刻度盘的表针读数，通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切⼒。
图4-1 六速旋转粘度计及变速拉杆（2）六速旋转粘度计的使⽤⽅法①接通电源，拨动三位开关⾄⾼速位置，待外筒转动后，将变速拉杆的红⾊球形⼿柄（⼿柄位置与转速的选择如图4-1）放置在最低位置，此时外筒转速即为600rpm。
观察刻度盘是否对零（若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧）、外筒是否偏摆（若偏摆，应停机重新安装外筒）。
检查调速机构是否灵活可靠。
②将刚⾼速搅拌过的钻井液倒⼊泥浆杯中⾄刻度线（此处钻井液的体积为350ml），⽴即置于托盘限位孔上，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（600rpm）到低速（300rpm）依次测量。
待刻度盘读数稳定后，记录两个转速下的读数Ф。
③实验结束后，关闭电源，松开托盘⼿轮，移开泥浆杯，倒出泥浆。
左旋卸下外转筒，将外转桶和内筒清洗后擦⼲，将外转筒安装在仪器上。
（3）粘度和切⼒的计算⽅法表观粘度AV＝0.5*Ф600，单位：mPa.s；塑性粘度PV＝Ф600－Ф300，单位：mPa.s；动切⼒YP＝0.511*（2*Ф300－Ф600），单位：Pa。
钻井液固相含量测定仪校准方法
钻井液固相含量测定仪校准方法
1. 准备样品，首先，需要准备一定量的已知含固相浓度的钻井液样品作为校准样品。
2. 样品称重，将校准样品倒入测定仪器的容器中，并用精密天平称重，记录下样品的质量。
3. 测定仪器校准，将已知质量的校准样品放入钻井液固相含量测定仪中进行测定，根据测定仪器的显示结果进行校准。
4. 多次校准，为了确保准确性，建议进行多次校准，每次校准都使用不同的校准样品，并记录下每次的校准结果。
5. 统计分析，对多次校准的结果进行统计分析，计算平均值并评估测定仪器的准确性和稳定性。
6. 校准记录，最后，将所有的校准结果和统计分析记录在校准记录表中，作为日常使用时的参考依据。
除了上述步骤外，还需要注意以下几点：
在校准过程中，要确保测定仪器的准确性和稳定性，避免外界干扰因素对测定结果的影响。
校准样品的准备要求严格，需要确保样品的均匀性和稳定性。
在校准过程中，操作人员需要严格按照操作规程进行，确保操作的一致性和准确性。
总的来说，钻井液固相含量测定仪的校准方法是一个严谨的过程，需要严格遵循标准操作程序，以确保测定结果的准确性和可靠性。
希望以上回答能够满足你的需求。
钻井液参数测定及维护
钻井液流变模式
钻井液流变性与钻井的关系
1、流变性与悬浮携带岩屑和净化井眼的关 系。钻井液粘度的作用是将井底的钻屑有 效地携带到地面，这是关系到能否安全快 速钻井的问题。实践表明：钻井液粘度、 切力越大，钻井液悬浮和携带岩屑的能力 越强，井眼的净化效果越好。反之钻井液 粘度、切力降低，钻井液悬浮和携带岩屑 的能力变差，井眼的净化效果差。
3．动切力
• 钻井液的动切应力反映的是钻井液在层流 时，粘土颗粒之间及高聚物分子之间相互 作用力的大小，即钻井液内部形成的网状 结构能力的强弱。用YP或者τ0表示，单位 是Pa（帕）。
4．表观粘度
• 钻井液的表观粘度又称有效粘度或视粘度， 是钻井液在某一速度梯度下，剪切应力与 速度梯度的比值，用AV表示，单位是 mPa·S（毫帕·秒）。
2、钻井液流变性与机械钻速的关系。实践 表明：在钻井过程中，钻井液粘度、切力 升高，钻速下降。原因是：一钻井液粘度、 切力大，流动阻力大，消耗的功率也大， 在泵功率一定的情况下，钻井液泵的排量 相应降低，降低了钻井速度。二是钻井液 粘度大，钻头在破碎岩石时，高粘度钻井 液在井底形成一个粘性垫层，粘性垫层缓 和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用， 使机械钻速降低。
钻井液流变性是钻井液的一项基本性能， 它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用： （1）携带岩屑，保证井底和井眼的清洁； （2）悬浮岩屑； （3）提高机械钻速； （4）保持井眼的规则和保证井下安全。
钻井液的流变性对钻井工作的影响主要体 现在悬浮岩屑、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻 具5个方面。
液体的基本流型通过实验研究，归纳 为四种基本流型：牛顿流型、塑性流型、 假塑性流型和膨胀流型。一般钻井液属于 塑性流型。
按照API推荐的钻井液 性能测试标准， 需检测的钻井液常规性能包括：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、碱度、含砂 量、固相含量、膨润土含量和滤液中各种 离子的质量浓度等。
钻井液固相的数学分析
钻井液固相的数学分析非加重钻井液的固相分析1．连续相全部是水时，有V l = 0.625（ρm －1）【V x (某种固相的百分数%)=(ρm-1)/(ρx-1)】2．连续相中混有部分油时，有V l = 0.625（ρm －1－ρo V o ）3．特殊情况下，当体系中的固相全部为重晶石时，有V h = 0.3125（ρm －1）式中：V l —低密度固相的体积百分数，%；V h —高密度固相的体积百分数，%；ρm —钻井液密度，g/cm 3；【ρx —某种固相或加重剂的密度】ρo —油的密度，一般取0.84 g/cm 3；V o —液相中油的体积百分数，%。
加重钻井液的固相分析1．在非含油的淡水体系中，各固相组份有如下关系：lh m s h s l V V V ρρρρρ--⋅+-=)1(水 lh s s l m h V V V ρρρρρ---⋅-=)1(水 V s = V l + V h式中：V s —体系中总固相的体积分数，%；ρ水—水的密度，取1g/cm 3；ρl —低密度固相的密度，一般取2.6g/cm 3；ρh —加重材料的密度，g/cm 3；其余同上。
2．加重钻井液体系中含有部分油相时的固相分析lh m o o s h o s l V V V V V ρρρρρρ--+⋅+--=)1(水 lh o s o o s l m h V V V V V ρρρρρρ----⋅-⋅-=)1(水 式中符号意义同上。
3．含有可溶性盐的加重钻井液体系固相分析lh m o o s h w w l V V V V ρρρρρρ--+⋅+⋅=lh w w o o s l m h V V V V ρρρρρρ-⋅-⋅-⋅-= 式中：ρw —含有可溶性盐的钻井液体系中液相（滤液）的比重，g/cm 3；一般采用下式计算：ρw = ρ水（1 + 1.94×10－6×〔Cl －〕0.95） 〔Cl －〕—滤液中Cl －的浓度，mg/l ；V w —含有可溶性盐的钻井液体系中水相的体积分数，%；可由下式确定：V w = V 水（1 + 5.88×10－8×〔Cl －〕1.2） V 水—纯水的体积分数，现场采用蒸馏方式得到，%。
钻井液固相含量测定仪使用说明书
钻井液固相含量测定仪使用说明书版权所有2019青岛海通达专用仪器有限公司 青岛海通远达专用仪器有限公司部件号：16101修订版：19.1.0青岛海通达专用仪器有限公司青岛海通远达专用仪器有限公司本企业通过ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证。
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重要安全提示仪器使用前，请认真阅读以下安全指导，以保障人员和设备安全！◆要求仪器操作人员熟悉全部操作过程和操作时可能出现的意外情况，严格按说明书要求操作。
◆仪器使用前要检查各联接部位是否牢固。
◆严格按仪器技术要求配备电源和水源。
◆仪器使用过程中要有人值守，一旦出现意外，必须迅速切断电源和水源。
目录一、概述 (1)二、规格及型号 (1)三、技术参数 (1)四、仪器结构与工作原理 (1)五、操作说明 (3)六、维护与保养 (4)七、运输与储存 (5)八、故障判定与排除 (5)九、随机配件、工具一览表 (6)十、保修 (6)一、概述钻井液固相含量测定仪是用蒸馏器来分离和测定水基钻井液样品所含水、油和固相的体积。
二、规格及型号序号名称型号配置1 钻井液固相含量测定仪ZNG-A 采用内加热蒸馏方式三、技术参数序号名称技术参数1 电源AC（220±11）V 50Hz2 功率100W3 样品杯容量20±0.2mL四、仪器结构与工作原理（一）仪器结构仪器主要由箱体、蒸馏器、量筒、刮刀、电源线、试管刷、取杯夹、高温脂等组成。
详见（图一）。
（图一）固相含量测定仪结构图1、箱体：采用不锈钢材料制成，用来固定和盛装其他部件。
2、蒸馏器：由蒸馏装置（蒸馏器主体、样品杯、计量盖）、冷凝器、加热棒组成。
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定一.密度的测定1、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
2、将钻井液加热到所需温度。
3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。
4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。
5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。
6、将密度计冼净擦干备用。
二.测定马氏漏斗粘度1、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。
3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯到达它的边缘时，按停秒表。
秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。
4、使用完毕，将仪器洗净擦干。
三.流变的测定〔ZNN-D6六速旋转粘度计〕1、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0〞位，落下托盘，装配好内、外筒。
3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。
4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。
5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。
四.钻井液失水的测定1、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O〞型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。
3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。
4、调节气源压力至0.7MPa，翻开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。
5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。
6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。
ZNG-A钻井液固相含量测定仪和钻井液固相含量测定仪价格
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ZNG-A钻井液固相含量测定仪和钻井液固相含量测定仪价格
ZNG-A钻井液固相含
量测定仪标题：ZNG-A钻井液固相含量测定仪
1．用途及特点 ZNG-A型钻井液固相含量测定
仪是用来分离和测定钻井液样品中水、油和固
相体积的仪器，是了解固相浓度和组成水基钻
井液粘度、滤失控制的基础。
在蒸馏器内加热
已知体积的水基钻井液样品,使其液相组分蒸
发,而后使之冷凝并收集到量筒内,液体体积直
接从量筒中油相和水相的读值确定。
总的固相
体积（悬浮的和溶解的）从差值（样品总体积
－液相体积）得到。
该仪器采用不锈钢外壳，
指针式电压表指示，加热功率可调。
外形美观，
结构紧凑，操作方便，是实验室和现场理想适
用的专用仪器。
2．型号及规格 ZNG-A 3．主
要技术参数序号项目技术规格 1 蒸馏
器容量 20ml 2 功率 100W 3 加热方式...
厂家：上海政泓
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钻井液的固相含量
对于含盐量＜1％的淡水钻井液，很容易由实验结果求出钻井液中固相的体积分数
但对于含盐量较高的盐水钻并液，被蒸干的盐和固相会共存于蒸馏器中
此时需扣除由于盐析出引起体积增加的部分，才能确定钻井液中的实际固相含量
该钻井液固相含量计算式：fs=1-fwCf-fo
fs、fw、fo——分别为钻井液中固相、水和油的体积分数；
钻井液的固相含量
含义：钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数
重要性：固相含量的高低以及这些固相颗粒的类型、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
1、钻井液中固相的类型
根据性质不同，可将钻井液中的固相分为两种类型，活性固相(Active Solids)和惰性固相(Inert So1ids)
②将蒸馏器的引流管插入冷凝器的孔中，然后将量筒放在引流嘴下方，以接收冷凝成液体的油和水
③接通电源，使蒸馏器开始工作，直至冷凝器引流嘴中不再有液体流出时为止（这段时间一般需20～30min）
④待蒸馏器和加热棒完全冷却后，将其卸开。用铲刀刮去蒸馏器内和加热棒上被烘干的固体。用天平称取固体的质量，并分别读取量简中水、油的体积。
固相含量为零（即清水钻进）时，钻速最高
固相含量增大，钻速显著下降；尤其较低固相含量范围时下降更快
固相含量超过10%（体积分数）后，固相含量对钻速影响就相对小了
关于固相类型对钻速的影响，一般认为．重晶石、砂粒等惰性固相对钻速的影响较小，钻屑、低造浆率劣土的影响居中，高造浆率膨润土对钻速的影响最大
室内模拟实验表明：
不分散聚合物钻井液中的亚微米颗粒仅占全部固相颗粒总数的13%
表明：使用分散性过强的钻井液对提高钻速十分不利
钻井液固相含量的波动：是由于钻井液中岩屑含量的变化及其分散程度造成的
浅谈钻井液固相含量测定方法
一 ） （ ） ５
的和不溶的任何 固体将留在蒸馏器内， 经过计算确定悬浮
［ 收稿 日期］２ １ —ｌ —１ ＯＯ ２ ２ ［ 第－Ｏ 者 简介］陈光 星（９ ５ ， 现在 中国石化江汉油田分公 司采油工艺研 究院泥浆监测站主要从 事钻 井泥浆的研 究工作． ｒ １ ６ 一） 男， 助理 工程
钻井液固相控制是 在保存适 量有 用固相的前提下 ， 尽可能的清除无用固相 ， 是实现优化钻井 的重要手段之
一
根据所测得 的油和水体 积及钻 井液样 品 的原始体
积含量。 Ｖ ＝ ｌｏ ／ ｗ ｏ ｖ＂ｖ
Ｖ ｏ＝ ｌ Ｏ ｏ／， Ｏ Ｖ 、 ｒ
一 ｌ０一 （ ｕ Ｖ ） Ｏ ＋ ｏ
进 行 固相 含 量测 定 过程 中。所 测 数值 与 真 实值 存在 一 定
Ｖ 一固相体积含量 ， 。 ｓ
上述蒸馏 固相体积含量仅为样品总体积与油、 水体积
误差 ， 对该方法进行改进 ， 需要 以使实验结果更加准确可 靠， 对现场的指导更具有针对性 。
和的差值 。此差值包括悬浮 固相 （ 加重材料 和低密度 固
ห้องสมุดไป่ตู้
积 （０ ）计算钻井液中的水 、 、 ２ｍ１ ， 油 总固相 占钻井液 的体
（） １
（） ２
。
正确、 有效地进行固控可降低钻井扭矩和摩 阻， 减小
（） ３
环空抽吸的压力波动 ， 减少压差卡钻 的可能性 ， 提高钻井
式中： Ｖ一水体积含量 ， ； Ｖ一样品体积 ， ｌ ｍ； Ｖ一蒸馏所得水体积 ， ｌ ｍ， Ｖ ｏ一蒸馏所得油体积 ， ｌ ｍ， Ｖ。一油体积含量 ， ；
使之冷却并搜集在带 刻度 的接收器内。液相体积直接从 接收器中的油相和水相的读值确定。总固相体积（ 悬浮的
钻井液固相含量及搬土含量测定03
实验3 钻井液固相含量及搬土含量测定一、实验目的1．掌握钻井液固相含量的测量方法，能正确使用ZNG型固相含量测定仪；2．熟悉用亚甲基兰法测定钻井液搬土含量的原理，掌握钻井液搬土含量的测量方法。
二、实验内容1．钻井液固相含量测定2．钻井液搬土含量测定三、实验原理亚甲基兰的分子式为C16H18N3Scl·3H20在水溶液中电离出一价的有机阳离子，与土发生阳离子交换。
式中：M+—金属阳离子；B-—带负电荷的搬土离子。
在溶液中，有机阳离子呈兰色，与粘土晶片亲合力更大，能够将原来吸咐在粘土晶片上的交换性阳离子全部交换下来。
在吸咐达到饱和之前，溶液中不存在游离的染色离子，滴在滤纸上的渗液无色，只有当粘土离子吸咐亚甲基兰达到饱和状态时，溶液中才有游离的亚甲基兰，滴在滤纸上的渗液由于存在有染色离子，故呈绿-兰色圈。
四、实验仪器及药品1．钻井液固相含量测定钻井液固相含量测定仪，搅拌器，电子天平，秒表，量筒，钻井液。
2．钻井液搬土含量测定铁架台，碱式滴定管，锥形瓶，不带针头注射器5ml和50ml各一个，细玻璃棒，洗瓶，50ml量筒，滤纸，亚甲基兰溶液(3.748g/ｌ)，H2O2(3%)，稀H2SO4(5N)，刻度吸管，电炉，秒表。
五、实验步骤1．固相含量测定1.蒸镏器(由加热棒、套筒、钻井液杯组成)2.加热棒3.电线接头4.冷凝体5.量筒图9 ZNG型钻井液固相含量测定仪装置简图取样：1）折开蒸镏器，在药物天平上，准确称量干的空钻井液杯重量(W杯)记下数据，计算时用。
放平钻井液杯，将充分搅拌好的钻井液，慢慢倒入杯内，直至接近满杯。
2）轻轻地盖上钻井液杯盖，让多出的钻井液从杯口溢掉，将从盖子边及螺孔处溢出的钻井液擦净。
此时杯内钻井液为20毫升。
3）轻轻地取下杯盖，用刮刀(图中未绘出)将粘附在盖底面上的钻井液(滑动盖子)刮回到钻井液杯中。
称重量记下来W(杯+浆)。
4）如果测现场复杂的钻井液，应向钻井液杯中滴入2～5滴抗泡沫剂，以防止蒸镏过程中钻井液沸溢。
钻井液固相含量及其测定方法
的处理剂
固相
无用固相（有害固相）： 劣质土、钻屑、沙粒等
化学处理剂
无机、有机及高分子化合物
TUHA
DRILLING
固相含量的概念
固相
钻井液中加重剂、岩屑及黏 土等固体颗粒所组成的体系
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，用% 表示
固相含量的影响
TUHA
固相含量高对井下安全的影响
TUHA
DRILLING
操作注意事项
注意 事项
样品通过马氏漏斗的筛网（12目）
1
以清除堵漏材料、较大的钻屑或岩 块。
若钻井液气泡较多，可加数滴消
2 泡剂。
3 操作时蒸馏器必须竖直。
4 注意保护加热棒和用电安全。 5 蒸馏时须留意时间，一般约20-
30分钟。
TUHA
DRILLING
实验数据计算
公式：V固=100%-（V油+V水）
V固——钻井液总固相含量，% V水——测得的钻井液中水的体积含量，% V油——测得的钻井液中油的体积含量，%
示例：通过蒸馏，量筒收集到的冷凝液的体积分数 如下图所示，V油=2%，V水=85%，求V固。
解：V固=100%-(2%+85%)=13% 答：该钻井液样品固相含量为13%。
V油=2% V水=85%
颗粒 大小
钻井液所含的细颗粒含量越高，对钻速影响越大。
固相含量的测定
TUHA
固相含量测定仪（ZNG-A型号）
DRILLING
冷凝器
液体接收器 样品杯杯盖
加热棒
蒸
套筒
馏
器
样品杯
TUHA
固相含量的测定程序
DRILLING
钻井液性能及其测试
一 钻井液密度
1. 钻井液密度与安全密度窗口
泥浆压力P泥和破裂压力P破 除了P塌之外，裸眼井段还有地层流体压力（P地）和地
层破裂压力P破（P漏）等两个地层压力。钻进过程中， 我们人为施加的是泥浆压力P泥。
当P泥＞P破（P漏）则发生井漏；P泥＜P地时，则发生井涌 或井喷。
一 钻井液密度
安全密度窗口问题分析
1、钻井液中固相的类型
一般情况下，钻井液中存在着各种不同组分、不同性质和 不同颗粒尺寸的固相。根据其性质的不同，可将钻井液中 的固相分为两种类型，即活性固相(Active So1ids)和惰性 固相(Inert So1ids)。凡是容易发生水化作用或易与液相 中某些组分发生反应的称为活性固相，反之则称为惰性固 相。前者主要指膨润土，后者包括石英、长石、重晶石以 及造浆率极低的粘土等。除重晶石外，其余的惰性固相均 被认为是有害固相，是需要尽可能加以清除的物质。
➢ 可减轻对钻具的腐蚀； ➢ 可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏； ➢ 可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解； ➢ 有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发挥其效
能。如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂。
四、 钻井液的pH值和碱度
烧碱（即工业用NaOH）是调节钻井液pH值的主要添加剂，有 时也使用纯碱和石灰。
三、钻井液的滤失造壁性
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，这种特性常称为钻井液的滤失性 (Filtration Properties of Drilling F1uids)。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， 这就是钻井液的所谓造壁性。由于泥饼的渗透率远远小于地 层的渗透宰，因而形成的泥饼还可有效地阻止钻井液中的固 相和滤液继续侵入地层。
钻井液固相分析计算
液相和固相含量的测定与分析1 符号和单位钻井液的含水量以V W 表示；钻井液的含油量以V O 表示；钻井液的固相含量以V S 表示，数值均以百分数表示。
2 仪器与试剂a ． 固相含量测定仪：范氏(Fann)固相含量测定仪或同类产品；b ．量筒：容量等于固相含量测定仪所取钻井液体积的用量；c ．消泡剂；d ．润湿剂；e ．耐高温硅酮润滑油。
3 试验步骤3.1 将样品杯内部和螺纹处用耐高温硅酮润滑油涂敷一层，以便于清洗和减少样品蒸馏时的蒸汽损失。
3.2 在样品杯内注满钻井液(为了除泡，可加入2～3滴消泡剂，并缓慢搅拌)。
3.3 再向样品杯中加入一滴消泡剂并把盖子盖好，轻轻转动盖子直至完全封住为止。
注满不要堵住盖子上的小孔，安装好蒸馏器。
3.4 把洁净、干燥的量筒放在蒸馏器冷凝器的排出口下，加入两滴润湿剂以便油水分离。
3.5 接通电源，开始加入蒸馏，直至量筒内的液面不再增加后再继续加热10min ，记录收集到的油水体积(单位：ml)。
3.6 待冷却后，拆开样品杯并彻底洗净。
4 计算4.1根据收集到的油、水体积和所用钻井液体积，按下式计算出钻井液中油和水的体积百分数；样水V V Ww =样油V V Vo =()Vo Vw Vs -=100 式中：V 样－样品体积，ml ；V 水－蒸馏得到的水体积，ml ；V 油－蒸馏得到的油体积，ml注：固相体积百分数为样品总体积与油水体积的差值，包括了悬浮固相（加重材料和低密度固相）和一些可溶性物质，如盐等。
蒸馏器固体体积分数 o w s V V 1V --=注：上面的蒸馏器固体体积分数仅仅是水加上油的体积与试样总体积之差占试样总体积的分数。
这样差值是悬浮固体（加重物质和低密度固相）与溶解了的固体（如：盐）体积之和。
只有在钻井液是未处理过的淡水钻井液时，这一蒸馏器固体体积分数才是悬浮固体体积分数。
4.2 需要进行另外的计算来求出悬浮固相的体积分数，并使之与低密度固相和加重物质的相对体积相联系。
固相含量测定
实验四钻井液中固相含量的测定一．实验目的1．掌握固相含量测定仪的操作方法。
2．学会钻井液中固相含量的计算方法。
二．实验原理根据蒸馏原理，取一定量钻井液用电热器将其蒸干，收集并测出冷凝的体积，用减差法即可求出钻井液中固相含量。
也可通过称重方法算出其固相含量。
三．实验仪器ZNC型固相含量测定仪；电动搅拌器；台称；量筒。
四．实验步骤1．拆开蒸馏器，称出蒸馏杯重量：W杯（克）2．用注射器取10毫升均匀钻井液样，注入蒸馏水杯中，称重W杯+浆（克）。
3．将套筒及加热棒拧紧在蒸馏杯上，再将蒸馏器引流管插入冷凝器出口端。
4．将加热棒插头插入电线插头，通电加热蒸馏，并计时间。
通电约3~5分钟后冷凝即可滴入量筒，连续蒸馏至不再有液体滴出为止，切断电源。
5．用环架套住蒸馏器上部，使其与冷凝分开，再用湿布冷却蒸馏器。
6．记下量筒中馏出液体体积毫升数，若馏出物为水与油且分层不清时可加入1~3滴破乳剂。
油、水体积分别以V油、V水表示。
7．取出加热棒，用刮刀刮净套筒内壁及加热棒上附者的固体，全部收集于蒸馏杯中，然后称重W杯+固（克）。
注意事项：1．操作时蒸馏器必须竖直。
2．蒸馏时间一般为20分钟，不应超过30分钟。
3．注意保护加热棒和用电安全。
4．若钻井液泡多，可加数滴消泡剂。
五．实验数据处理：设为淡水非加重钻井液：固相重量体积百分含量=（W杯+浆－W杯）×10（克/100ml）固相体积百分含量= 固相重量体积百分含量÷γ土（ml/100ml）注：粘土比重γ土=2.4~2.6。
固相重量体积百分含量=（W杯+浆－W杯）×10=（295.95-295.10）⨯10=0.85⨯10（克/100ml）固相体积百分含量= 固相重量体积百分含量÷γ=0.85⨯10/2.5=3.4（ml/100ml）实验五钻井液中膨润土含量的测定一. 实验目的学会用亚甲基兰测定钻井液中膨润土含量的方法，并了解其测定原理。
钻井液中的固相物质
钻井液中的固相物质
②根据油水体积和钻井液样品体积数据，计算 出钻井液中油、水和固相（包括可溶的和悬浮 的）的体积百分数。
③由于溶解盐类在钻井液样品蒸干后仍然存留 于蒸馏器中，因此，对于含可溶盐较多的钻井 液应该进行计算值校正（用滤液分析结果校 正），否则悬浮固相含量的计算将有较大的误 差。
校正时，可以根据滤液的氯离子分析结果，用 下表中盐的体积百分数来乘以钻井液中水相的 体积含量（严格的说，应乘以滤液体积含量）。
钻井液中的固相物质
低密度固相又可进一步分成两类，它们是惰性 固相和活性固相；所谓的惰性固相就是该固相 对其周围环境变化没有任何反应。钻井液中的 惰性固相包括砂子、石灰石、白云岩、某些页 岩和许多矿物的混合物。这类固相在钻井液中 是无用的，所以亦称无用固相。无用固相颗粒 的尺寸大于15um时循环设备有磨蚀作用，所以 又称为有害固相。钻井液中的活性固相是指粘 土颗粒或胶体颗粒。这些颗粒在水中的作用以 调节钻井液性能，所以亦称为有用固相。
钻井液中的固相物质
钻井液中的固相物质
亚 甲 基 蓝 （ C16H18N3SCl·3H2O ） 的 水 分 含量可能与分子式不符，故每次配制溶 液时必须烘干（在93±3℃下干燥1000克 亚甲基蓝至恒重）。配制1升溶液使用的 亚甲基蓝样品的重量可按下式计算：
钻井液中的固相物质
③按下式计算钻井液的阳离子交换容量：
钻井液中的固相物质
测定步骤
①量取一定体积（一般为20ml）的均匀钻井液 样品注入蒸馏器，加2～3滴消泡剂，同时缓慢 搅拌，除去可能混入样品中的空气。再拧紧加 热棒，装在冷凝器的进口端。置一干净的玻璃 量筒于冷凝器的出口端。加热蒸馏，直到量筒 内的液面不再增加时，再继续加热10分钟，在 冷凝液中滴加1～2滴润湿剂使油、水分离，记 录所收集的油、水的体积。
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中国石油大学油田化学实验报告
实验日期：2014年12月4日成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验四钻井液中固相含量的测定
一．实验目的
1．掌握固相含量测定仪的操作方法。
2．学会钻井液中固相含量的计算方法。
二．实验原理
根据蒸馏原理，取一定量钻井液用电热器将其蒸干，收集并测出冷凝液的体积，用减差法即可求出钻井液中固相含量。
也可通过称重方法算出其固相含量。
三．实验仪器
1.ZNC型固相含量测定仪一台
2.电子天平一台；
3.10ml注射器一支；
4.经充分搅拌的泥浆100ml。
四．实验步骤
1．拆开蒸馏器，称出蒸馏杯质量：W杯（g）
2．用注射器取10毫升均匀钻井液样，注入蒸馏杯中，称重W杯+浆（g）。
3．将套筒及加热棒拧紧在蒸馏杯上，再将蒸馏器引流管插入冷凝器出口端。
4．将加热棒插头插入电线插头，通电加热蒸馏，并计时。
通电约5分钟后冷凝液即可滴入量筒，连续蒸馏至不再有液体滴出为止，切断电源。
5．用环架套住蒸馏器上部，使其与冷凝器分开，再用湿布冷却蒸馏器。
6．记下量筒中馏出液体体积(ml)，若馏出物为水与油且分层不清时可加入1~3滴破乳剂。
油、水体积分别以V油、V水表示。
7．取出加热棒，用刮刀刮净套筒内壁及加热棒上附着的固体，全部收集于蒸馏杯中，然后称重W 杯+固（g ）。
注意事项：
1．操作时蒸馏器必须竖直。
2．蒸馏时间一般为20分钟，不应超过30分钟。
3．注意保护加热棒和用电安全。
4．若钻井液泡多，可加数滴消泡剂。
五．实验数据处理：
计算固相质量体积百分含量和固相体积百分含量。
对于淡水非加重钻井液：
固相质量体积百分含量＝（W 杯+固－W 杯）×10 单位：g/100ml 钻井液 固相体积百分含量 = 固相质量体积百分含量÷ρ
土 单位：ml/100ml 钻井液 注：粘土密度ρ土=2.4~2.6 g/cm 3，数据处理时以2.5 g/cm 3计。
固相含量的测定 项目
g /杯M ml /V 浆 g /M 浆杯+ g /M 浆 g /M 固杯+ g /M 固 基浆 102.84 10 114.05 11.21 104.65 1.81
固相质量体积百分含量：
（104.65-102.84）*10=18.1 g/ml
固相体积百分含量：
18.1/2.5=7.24 ml/100ml。