钻井液性能在线测量技术的研究及现状分析

粘度 、 钻井 液 的表观 粘 度 、 井 液 的 动 切力 、 井 液 的 钻 钻
塑性粘度以及初切力和终切力等六个参数。 为了克 服现 场 钻井 液 的手 动 测 量 带来 的不 便 ， 西 安石油学 院的景天佑等［ 早在 １８ ］ ９９年就对现场钻井
液 的流 变性 遥测 装 置进 行 了研 究 ， 们 研 制 的遥 测 装 他 置 的 主要原 理是 一个 力 矩 电机 带 动 转筒 转 动 ， 据 旋 根 转 速度 和力 矩测 定值 计算 出流 变性 参数 。该论 文还 论
石
油
仪
器
２１年 ｏ ０１ ４月
Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ ＥＲ Ｌ Ｕ ＴＵ Ｎ Ｓ Ｎ
用 于 现场 。２０ 年 Ａ．ａｓｎ等 人 采 用 了能 在 不 同 剪 ０８ Ｓａｅ 切速 率下 测量 粘度 的 Ｃｕｔ （ ｏｅｔ 库爱特 ） 度计 ＿ 。 ｅ 粘 ４ ｊ
环境监测和环境保护；７有利于实现信息的远传 。 （）
１ 钻 井液性 能在线测量技术 的国 内外现 状
钻井 液性 能不 但 影 响钻 井 过 程 和 钻井 质 量 ， 而且 还 会 影 响到油 井 的生 产 性 能 和 环 境 等 ， 以 钻井 液 性 所
能参 数 的 自动 化 在线测 量 一直是 石 油工业 上 的重要 课
目前 ， 场 钻井 液 的 流变 性有 关 参数 按 ＩＯ１４ １ 现 Ｓ ０ １
—
１２０ 标准 规 定 主要 使 用 直 读 式 旋 转 粘 度 计 和 马 ：０ １
氏漏 斗粘度 计测 定 。测 试 的 主要 数 据 有 ： 钻井 液 漏 斗
主要 采用 手动 测量 方 法 测 量 钻井 液 的各 项 常 规 性 能 ， 这样 不 但增 加 了钻 井 液 工 程 师 的劳 动 量 ， 而且 特 殊 资 料可 比性 差 、 统 性 不 强 ， 至 有 时 客 观 性 都 无 法 保 系 甚 障 ， 以这 些数 据很 难用 于 现场钻 井 液 的维 护 处理 ， 所 更 无 法用 于取 全 取准 各项 工程 资料 。所 以实 现现 场钻 井
题 。在上世纪 ８ ０年代对钻井液的流变性、 密度等单项
钻 井液 性 能 的 自动 化 测 量 技术 就有 过 一 些 零 星 报 道 ，
现了钻井液漏斗粘度的 自 动化测量。 ２０ 年 Ｗｉ ｕｄ ｊ ｊ 的基于超声多普勒效应 ０７ ｋ ｎ ， 等人 ｌ Ｅ ３
的直接插入测量正在开发 阶段 。 但是 ， 现在还不能应
等性 能 自动化在 线测量和钻井液的 固相分析 以及 液相 分析 等技 术的 国内外现 状进行 了分析 ； 最后提 出了发展钻 井液 自
动 化 在 线测 量技 术 的 建 议 。
关 键 词 ：钻 井液性 能；自动化测量 ； 线测量 在 中图法分类 号 ： Ｅ ５ ． Ｔ ２４ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：１０ —１４ ２ １ ）２０ ５—２ ０４９ ３ （０ ０ —０ ５０ １
液性 能的 自动化在线测量至关重要。具体有如下必要 性 ：１有利于满足设计要求的钻井液配制 ；２有利于 （） （）
钻井 液 质量 的 实时 检测 和性 能维 护 ；３有 利于提 高 钻 （） 井液 性 能检 测 的客 观性 ；４有 利 于察觉 井 下复杂 情 况 （） 的发 生 ；５ 有利 于钻 井 过程 中 的油层保 护 ；６有 助 于 （） （）
石
油
仪
器
２１年 ０１
・
第２ ５卷
第 ２期
Ｐ Ｔ Ｅ Ｒ０Ｌ ＵＭ ＮＳ ＲＵＭＥ Ｓ Ｅ Ｉ Ｔ ＮＴ
方法 研 究 ・
钻 井液 性能在线测量技术的研究及现状分析
刘保双 李公让 唐代 绪 王忠杰
（ 胜利石油管理局钻井工艺研究 院 山东 东营 ）
摘
要 ：文章首先 阐述 了钻 井液性能 自动化在 线测 量的必要 性 ， 次对钻 井液流 变性、 其 钻井 液密度、 井液 的滤失量 钻
１ １ 钻 井液 的流变 性 ຫໍສະໝຸດ Baidu量 ．
人员的重视 ， 形成 了各种测试程序和测量方法 ， 比如 ， Ａ Ｉ 准 Ａ Ｉ Ｐ１Ｂ一１１９ 规定 了钻 井 液常 规 Ｐ标 Ｐ ３ Ｒ ９ ７９就
性 能 的测试 方 法 和测试 程 序 。 目前 我 国等 同采 用 了这
个 标 准程 序来 测试 钻井 液 的现场 性 能 。在 这些 程序 中
基金项 目： 本文系中 国石化集团公司重点科研攻关 项 目“ 钻井 液性能三参数在线测量技术研究 ” 开题调研 的部分 内容 。 第一作者简介 ： 刘保双 ， ，９ ３ 男 １６ 年生 ， 高级工程师 ， ８ 年毕业于承德石油学校油 田化学专业 ，９０年毕业于石 油大学（ １ ４ ９ １９ 函授 ） 井工程专业 ， 钻 现 在胜利石油管理局钻井工艺研究 院从事钻井液方面 的研究工作 。邮编 ：５０ ７ ２ ７ １
Ｏ 引 言
要保证 钻 井 的顺 利 进 ， 键 是 控 制 维 护钻 井 液 的 关 性 能 。为 此 ， 井 液 的性 能 测 试 一 直 深 受钻 井 液 技 术 钻
但 对 于钻 井液 的全 套 常规性 能 的检测 却一 直未见 文献 报道 。直 到 ２０ ０８年 ， 才见 到关 于全 套钻 井液性 能 和钻 屑性 能 的 自动 化测 量文 献 。下面 对各项 钻井 液性 能 自 动化 测量 技术 的 国 内外 状况 做一 些简单 分 析 。
证了单转筒粘度计 ， 虽然在理论上可以测定流体粘度 ，
但 是 只能测 定低 剪切 速率 下 的粘度 ， 在实 际钻井 中 ， 流
体的速度梯度往往很高 ， 这就要求调幅范围很宽 的直
流 力矩 电机 ， 实际 电机选 用带 来 了一定 的 困难 ， 以 给 所 他们 设计 的粘度 计为 双筒 式旋 转粘度 计 。 高玉 凯 ｊ 曾在 ２０ 等 ０２年研 究 了一 个 在 线 测 量 漏 斗粘 度 的装 置 ， 仪器 的原 理 是 选 择 了 电 阻法 测 量 漏 该 斗 中的液 位变 化来 测 量 钻 井 液 的漏 斗 粘 度 ， 妙 地 实 巧