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1、中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期：2011/4/26成绩： 班级：学号：姓名：教师：同组者：实验一钻井液流变性测定一. 实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的应用方法。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. 掌握钻井液增粘剂及降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，一定剪功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
2、曲线类型、意义。流变曲线是指流速梯度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：t =n d宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：t =t 0 +n p d指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：t =K D n 或 LgT =lgK + n IgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：T 1/2 =T 1/2 c +n 1/28 .D1/2
3、实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流 体。三. 实验仪器及药品实验仪器：ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。实验仪器使用要点：1. 检查好仪器，要求； 刻度盘对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后在拧紧。 检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。 内筒底与杯距不低于1.3cm。2. 校正旋转粘度计 倒350m1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。 迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数稳定后，分别记录各转速下的 稳定读数0.要求：0 600=2.0 格,0 300=1.0 格。3. 把水换成待测泥浆，重复2.4. 继续测量静切
4、力，方法是在600 rpmT搅1分钟，然后将旋钮转到3 rp m位置，把电源关上，静等1分钟后启动之，注意读取刻盘的最大值。再重新在 600 rpm下搅1分钟，用同样的方法读取静置10分钟3 rpm下的最大值。T s=0.5X03 Pa.5. 实验后，关闭电源，倒出泥浆，洗净内、外筒，擦干装好。注意：停转后，由于静切力作用，刻度盘可能不回零，此时不需要再调零。实验药品：增粘剂KPAM；降粘剂XY-27或SD-202。五.实验步骤1. 熟悉旋转粘度计的使用方法。2. 检查和校正旋转粘度计。3. 测量泥浆在各剪切速率下的剪切应力和1分钟、10分钟的切力（T S1和T S10）。六.实验数据处理剪切
5、速率D与粘度计转速n对应关系：D=1.703Xn泥浆剪切应力T与粘度计读数0对应关系：T =0.511 0.利用剪切速率D和剪切应力T画图，判断钻井液流变模式，计算相应的流 变参数，了解钻井液增粘剂和降粘剂对钻井液流变模式和流变参数的影响。基浆基浆+增粘剂20040060080010001200剪切速率D21XO1XO 8 6 4 2 0 为应切剪粘度计转速n (rpm)60030020010063T s1T s10剪切速率D (s_1022511340170105基浆1411108653.5776.132剪切应力7.1545.6215.114.0883.0662.555基浆+增粘剂25181
6、512658.17615.33剪切应力12.7759.1987.6656.1323.0662.5551.计算流变参数，确定流变模式：基浆：n P=6 600-0 300=3 (mPs)T o=0.511(20 300-0 600)=4.088Pa静切力：T s1=7X0.511=3.577 PaT s10=12X0.511=6.132 Pa流变曲线如上图，基浆流变模式为宾汉模式基浆+增粘剂：n p=0 600-0 300=7 (mPs)T o=0.511 (20 300-0 600) =6.132 Pa静切力：T s1=16X0.511=8.176 PaT s10=30X0.511=15.330 Pa流变模式如上图，加入增粘剂的基浆流变模式为宾汉模式2.分析增粘剂对流变模式、流变参数的影响：增粘剂增加了基浆的粘度和切力，没有改变基浆的流变模式（仍然是宾汉 模式），但改变了基浆的流变参数，流体流动的最低剪切应力即屈服值基 本没有变化，但塑性粘度（流变曲线斜率的倒数）增大了
钻井液流变性测定
