钻井液性能测试方法

《钻井液性能测试方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻井液性能测试方法（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

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0-100C，分读值为1C；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

2、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；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G1oS（10s切力）和G1Omin（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

3、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0-100C，分度值为1C。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）C下应为（280.5）s。3表观粘度、塑性粘度、切力的测定3.1 仪器直读式粘度计：

4、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） C，分读值1C。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）C（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6C），并在记录中注明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30

5、0r/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= g 600PV=e 600-e 300YP=1/2（e 300- PV）= e 3001/2e 6。G10sT/2e 3。IG10min=1/2e 3F式中：8 600 600r/min下的读值； 300 300r/min 下的读值；8 3 j静止10s后3r/min下的读值；83。f一静止10

6、min后3r/min下的读值。4滤失量的测定4.1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

7、大同小异，均可参照本步骤 执行。a. 在洁净、干燥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

8、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（150C、150-200C，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

9、器等；过滤介质：当测试温度在200C以下时，用瓦特曼50型滤纸或同类产品；当测试温 度在200C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0-250C；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，用不锈钢或耐腐蚀材料制成；钢板尺：刻度值为1mm。4.3.2 150CHTHP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

10、通电源，预热至略高于所需 温度（一般高5-6C）。b. 将待测钻井液高速搅拌1min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，将顶部压力调节至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3C之内。如滤液接收器内的压力超过 690kPa（0.7MP

11、a），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：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 150C以上HTHP滤失量的试

12、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（3.5MPa）。表1不同测试温度下的推荐回压值测试温度，C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

13、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，均可参照本步骤执行。(3)测定温度在200C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0-100C，分读值为1C。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30

14、s）。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

15、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:k（v/样）XI。快成侄样）X100匕T。0 -（5。）式中：V样样品体积，mL；V水一一蒸馏得到的水体积，mL；V油一一蒸馏得到的油体积，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