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1、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
2、.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1
3、52mm，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。b. 移去手指并同时计时，记录注满1000mL刻度杯的时间（单位为s）。c. 测量并记录钻井液的温度。2.2.3 校正按以上步骤测定淡水的马氏漏斗粘度，在(243)下应为(280.5)s。3 表观粘度、塑性粘度、切力的测定3.1 仪
4、器直读式粘度计：范（Fann）35型或同类产品；秒表：灵敏度为0.1s；样品杯：350-500mL；温度计：量程为(0-100) ，分读值1。3.2 试验步骤a. 将待测钻井液倒入样品杯后放置在仪器的样品杯托架上，调节高度使钻井液的液面正好在转筒的测量线处。在实验室测定时，钻井液在测定前应用高速搅拌器搅拌5min，测定温度应在(243)（或所需温度范围之内）；在井场，应在尽可能短（如5min之内）的时间内进行，测定温度应与取样位置的钻井液温度接近（温度差值不应超过6），并在记录中注明2取样位置和钻井液温度。b. 将粘度计的转速调至600r/min，待读值稳定后读取数值并记录。c. 将转速调至3
5、00r/min，待读值稳定后读取并记录。d. 如需要，按相同方法读取并记录200，100，6，3r/min的读值。e. 在600r/min下搅拌10s，静置10s后在3r/min下读取并记录最大读值，再在600r/min搅拌10s，并静置 10min后读值并记录3r/min下的最大读值。3.3 计算AV= 1/2600PV=600 -300YP=1/2(300- PV)G10s=1/23。IG10min=1/23。F式中：600 600r/min下的读值；300 300r/min下的读值；3。I静止10s后3r/min下的读值；3。F静止10min后3r/min下的读值。4 滤失量的测定4.1
6、 符号及单位滤失量以FL表示，单位为mL。4.2 室温中压滤失量指在室温、压力为69035kPa（一般近似为0.7MPa）条件下的滤失量。4.2.1 仪器室温中压滤失仪：包括压滤器、支架、垫圈等，并带有压力源；压力器容积为300-400mL，直径76.2mm，高度大于64.0mm，过滤面积为458060mm2，用耐腐蚀材料制成；滤纸：瓦特曼（Whatman）50型或相当的产品；秒表：灵敏度为0.1s；刻度量筒：容量为10-25mL，分读值为0.2mL；钢板尺：刻度值为1mm。4.2.2 试验步骤不同厂家生产的滤失仪外观形状可能略有不同，但试验步骤大同小异，均可参照本步骤执行。a. 在洁净、干燥
7、的压滤器内放一张干燥的滤纸，将垫圈等按顺序装配好。b. 将已用高速搅拌器搅拌1min后的钻井液倒入压滤器中，使钻井液液面距顶部为1cm，盖好盖子，将其悬挂在滤失仪的支架上，并把刻度量筒放在滤失仪流出口下面。c. 迅速加压并计时，所加压力为69035kPa(近似为0.7MPa)。压力源可用氮气、二氧化碳气或压缩空气，禁止用氧气。d. 但滤出时间到30min时，将滤失仪流出口上的液滴收集到量筒中，移去量筒，读取并记录所收集的滤液的体积（单位：mL），同时测定并记录钻井液的温度。关闭压力源，放掉压滤器中的压力，取下压滤器，倒出其中的钻井液，小心取出带有泥饼的滤纸，用水冲去泥饼表面的浮泥，用钢板尺测量
8、并记录泥饼厚度（单位：mm）,观察并记录泥饼质量好坏（硬、软、韧、松等）。注：如滤失量大于8mL，可测定7.5min的滤失量，其值乘2可得到30min滤失量的近似值，通常情况下应进行30min滤失量的测定。e. 冲洗并擦净压滤器。4.3 高温高压滤失量目前通常是测定三种温度（150、150-200，200-250）条件下，压差为3450kPa失的滤失量。4.3.1 仪器高温高压滤失仪：主要组件是，一个可承受7092-10132kPa压力的钻井液压滤器、一套加热系统、一个可承受3546kPa压力的滤液接受器，并带有压力源、调压器等；过滤介质：当测试温度在200以下时，用瓦特曼50型滤纸或同类产品
9、；当测试温度在200以上时，用戴纳劳依X-5型不锈钢多孔圆盘或同类产品；秒表：灵敏度为0.1s；金属温度计：量程为0-250；刻度量筒：容量为25mL或50mL，分读值为0.2mL；高速搅拌器：在负载情况下转速为11000300r/min，搅拌轴装有单个波形叶片，叶片直径为20.5cm，质量为5.5g；带有样品杯，其高18cm，上端直径9.7cm，下端直径7.0cm，3用不锈钢或耐腐蚀材料制成；钢板尺：刻度值为1mm。4.3.2 150HTHP滤失量的试验步骤a. 把温度计插入钻井液压滤器外加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度（一般高5-6）。b. 将待测钻井液高速搅拌1min
10、后，倒入压滤器中，使钻井液液面距顶部约13mm，放好滤纸，盖好杯盖，用螺丝固定。c. 将上、下两个阀杆关紧，放进加热套中，把另一支温度计插入压滤器上部温度计的插孔中。d. 连接气源管线，把顶部和底部压力调节至690kPa（约0.7MPa），打开顶部阀杆，继续加热至所需温度（样品加热时间不要超过1小时）。e. 待温度恒定后，奖顶布压力调节至4140KPa(约4.2MPa)。打开底部阀杆并计时，收集30min的滤液。在试验过程中温度应在所需温度的3之内。如滤液接收器内的压力超过690kPa(0.7MPa)，则小心放出一部分滤液以降低压力至690kPa(0.7MPa)。记录30min的滤液体积（单位
11、：mL）、压力（单位：kPa）、温度和时间。f. 滤液体积应校正成过滤面积为4580mm2时的滤液体积。如果所使用的的滤失仪的过滤面积为2258mm2，则将所得结果乘以2即得高温高压滤失量。g. 试验结束后，关紧顶部和底部阀杆，关闭电源 、气源、取下压滤器，并使之保持直立的状态冷却至室温，放掉压滤器内的压力，小心取出滤纸，用水冲去泥饼表面的浮泥，用钢板尺测量并记录泥饼厚度（单位：mm）,观察并记录泥饼质量好坏（硬、软、韧、松等）。冲洗并擦净压滤器。4.3.3 150以上HTHP滤失量的试验步骤试验步骤与4.2.3所述基本相同，不同点有：a. 钻井液液面距顶部距离至少为38mm。b. 底部回压及
12、顶部压力应根据所需温度选定（见表1），顶部和底部压力差为3450kPa(35MPa)。4表1 不同测试温度下的推荐回压值测试温度，水蒸气压，kPa（MPa）推荐最小回压，kPa（MPa）100101（0.1）690（0.7）121207（0.20）690（0.7）149462（0.46）690（0.7）177932（0.92）1104（1.09）2041704（1.68）1998（1.87）23229.12（2.87）3105（3.06）注：（1）测试条件不能超过所用仪器生产厂推荐的最高温度、压力和体积。（2）不同厂家生产的高温高压滤失仪外观形状可能略有不同，但试验步骤大同小异，均可参照本步骤
13、执行。（3）测定温度在200以上时，滤纸下面应垫上戴纳劳依X-5型不锈钢多孔圆盘或同类产品。5 pH值的测定5.1 用酸度计测pH值5.1.1 仪器酸度计：pH值范围为0-14；缓冲液：pH分别为4.0、7.0、10.0；蒸馏水或去离子水；软纱布；温度计：量程0-100，分读值为1。5.1.2 试验步骤按所用仪器操作说明进行。5.2 用pH试纸测pH值a. 取一条约25mm长的pH试纸缓慢地放在待测样品表面。b. 使滤液充分浸透并使之变色（时间不要超过30s）。c. 将变色后的滤纸与色标进行对比，读取并记录pH值。d. 如果试纸变色不好对比，则取较接近的的精密pH试纸重复以上试验。注：用pH试
14、纸测定水基钻井液的pH值，通常只能测到0.5pH单位，如须精确测定，应使用酸度计。6 液相和固含量的测定6.1 符号和单位钻井液的含水量以VW表示；钻井液的含油量以VO表示；钻井液的固相含量以VS表示，数值均以百分数表示。6.2 仪器与试剂固相含量测定仪：范氏固相含量测定仪或同类产品；量筒：25mL或50mL；消泡剂；润湿剂；耐高温硅酮润滑剂。6.3 试验步骤a. 将样品杯内部和螺纹出用耐高温硅酮润滑剂涂敷一层，以便于清洗和减少样品蒸馏时的蒸汽损失。b. 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）。c. 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。注意不要堵住盖子上的小孔，安装好蒸馏器。d. 把洁净、干燥的量筒放在冷凝器的排出口下，加入两滴润湿剂以便油水分离。e. 接通电源，开始加热蒸馏，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）。f. 待冷却后，拆开样品杯并彻底洗净。6.4 计算5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：VW=（V水/V样） 100VO=（V油/V样） 100VS=100 -（VW+VO）式中：V样样品体积，mL；V水蒸馏得到的水体积，mL；V油
