流变参数
功能与说明:
流变参数的控制对于钻井液工作是一个非常重要的工作。此程序对于我国现场常用流变仪(仪器常数为 1.078, ｒ=n*1.703,τ=θ*0.511 (n 为转/分,θ为应力读数)测定结果进行流变参数计算。对于仪器常数不同的流变仪, 请将程序中的有关常数进行改正。此程序将利用二点法计算宾汉、幂律、卡森流体的流变参数, 可计算其中之一, 也可计算其全部。 在计算宾汉、卡森流体时, 同时给出动塑比和剪切稀释常数, 供钻井液工作者考察钻井液的携屑能力。
基本公式
宾汉流体
γηττb b +=067.1 (1) b
b D ητ= (2) 幂律流体
n C K γτ)/(= (3) )8772.01(133.81
n n C -= (4)
卡森流体 21212121033.1γηττ?+=b c (5) 2))(1(Im 21c c ητ+= (6)
屈服幂律流体
n C K γττ)/(3=- (7)
参数：
γ 剪切速率， s -1；
η b 宾汉塑性粘度，Pa.s ；
ηc 卡森塑性粘度，Pa.s ；
τ 剪切应力，Pa ；
τ
宾汉屈服值，Pa；
b
卡森屈服值，Pa；
τ
c
三转下剪切应力，Pa；
τ
3
C 与仪器有关的常数；
D 动塑比，s-1；
Im 剪切稀释常数，s-1； K 稠度系数，Pa.s n；
N 流型指数
护肤品的肤感与流变性关系的研究 工104班（10101785）张瑜 摘要：当今，化妆品已成为人民生活的必需品。随着精细化工、生命科学、分子生物学、高新技术的迅速发展，化妆品的科技内涵也随之提升，产品各项特性已愈来愈受到社会民众与各国有关管理部门的关注。化妆品具有安全性、稳定性、功效性和使用性。其中使用性是评价化妆品好坏的重要性质。化妆品的感观评价和流变特性是约束其使用性的主客观评价方法。贯穿在化妆品的配方、生产、运输和使用过程中。 本文简要介绍了化妆品流变学的定义，系统综述了流变学在判断化妆品流体类型、化妆品生产、稳定性考察及肤感评价等方面的应用，重点阐述了流变学在表面活性剂、乳状液、凝胶等化妆品体系中的研究进展，指出了在未来开发化妆品过程中，通过流变学将微观结构和产品特性联系在一起的发展方向。 关键词：护肤品，肤感，流变性 1 研究背景 1.1 介绍 流变一词来源于希腊语“hteo”—意为流动。流变学是研究物质在力的作用下变形和流动的科学,是研究材料在应力、应变、温度、湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动规律的学科,属于力学的一个分支,它的主要研究对象是非牛顿流体。 化妆品流变学是化妆品、化学、流体力学间的交叉学科,主要研究的是化妆品受外力和形变作用的结构。由于化妆品物料的流变特性与食品的质地稳定性和加工工艺设计等有着重要关系,所以通过对化妆品流变特性的研究,可以了解化妆品的组成、内部结构和分子形态等,能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。 感官评价是人们判断化妆品品质好坏的重要手段，而流变特性可以用来客观地确定当产品被应用到皮肤的感觉，这可以帮助缩短研究和开发时间，为化妆品开发提供便利。因此，建立起流变特性与感官评价之间的相关性，建立起主观与客观之间的联系，可以对化妆品的使用感觉和效果做出正确评价。 2 文献综述 王硕在《化妆品感官评价与流变学研究进展》一文中提出化妆品感官评价是人们判断化妆品品质好坏的重要手段。感官评价是通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉所引起
第六章 钻井液的流变性 钻井液的流变性是钻井液的一项最基本性能，它是指在外力作用下，钻井液发生流动变形的特性。该特性通常用钻井液的流变曲线、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力等流变参数来进行描述的。它在解决1、岩屑携带，保证井底和井眼清洁；2、悬浮岩屑和加重材料；3、保持井眼规则和保障井下安全；4、提高机械钻速等钻井问题时起着十分重要的作用。另外，钻井液的某些流变参数还直接用于钻井环空水力学的有关计算。对钻井液流变性的深入研究有利于对油气井钻井液流变参数的优化设计和合理调控。 一、流体流变性的概念 1、流体流动的特点 流体流动实际上是流体随时间连续变形的过程。液体的流动变形是因为液体受到剪切作用引起的剪切变形。既液体在大小相等、方向相反、而作用线相距很近的两个力作用下，液体内部指点发生相对错动。以河水流动的速度分布为例，可以看到，越靠近河岸，流速越小，河中心处流速最大。水在管道中流速分布与河水相似，管道中心流速最大，靠近管壁处速度为零。可以想象，如果把管道内流动的水沿着管道半径的方向由内向外分成若干层，每一层流速是不同的。 如图6—1所示。液流中各层的流速不同这个现象，通常用剪切速率（或称速度梯度）这个物理量来描述。 2、剪切速率和剪切应力 如前所述，液体在管内流动时，在垂直于流速方向上，由内向外流速逐渐减小。若液体液层之间的距离为dx ，各液层的速度差为dv ，则垂直于流速方向不同液层流速的变化可以表示为dv/dx ，那么dv/dx 叫速度梯度即剪切速率。其物理意义是在垂 直于流速方向上，单位距离流速的增量。物理单位为S -1 钻井液在循环系统的不同位 置剪切速率值如下： 沉砂池： 10 —20 S -1 环形空间： 50 —250 S -1 图6-1在圆形管道中水的流速分布 a —流速分布示意图b —流速分布曲线
润滑脂流变性研究 前言 目前，润滑脂在各个领域中都得到广泛应用，与润滑油相比，润滑脂在对润滑部件的结构和维护方面有很多优点。但是，由于粘弹性的关系，润滑脂的应用又有很多约束性。例如，在汽车润滑中，润滑脂必须在很宽的温度范围内都具有优良的性能，如汽车厂家会要求润滑脂能够在-40℃时正常使用。所以，急需一种仪器或方法能够测试很宽温度范围内的粘弹性。本文介绍了一种能够控制温度的流变仪，并介绍了一些适当的测试方法，希望能够对这一领域的研究者提供参考。 样品说明 本文中的样品是使用三种不同的矿物油基的润滑脂，在美国国家润滑脂协会分级标准中分别为：NLGI 0、1和2。 仪器和测试方法 使用配有Peltier控温系统（P-PTD200/56+H-PTD200）的MCR301流变仪（如图1中所示），Peltier使用FP50-MW恒温循环器进行冷却，其温度设定为-20℃，测试夹具为PP25 （25mm平板），间隙为1mm，测试使用直接应变振荡模式（DSO）。 图1 MCR流变仪，配有带控温罩的Peltier系统 使用附加的Peltier控温罩可以确保样品在整个温度范围内温度分布的均匀性，消除温度梯度，样品内部温度梯度是一个非常关键测试条件，温度梯度会导致错误的测试结果，而如果只用下板进行控温，那么将会形成较大的温度梯度。 在测试温度下设定零间隙，在25℃时装样；以10K/min的冷却速度降温到-40℃，冷却速度对样品在低温下的结构有非常重要的影响，因此可以通过改变降温速度测试不同条件对样品结构的影响。达到-40℃以后，样品稳定10分钟，为了防止结冰，需要通入氮气。 以角频率10rad/s进行振荡应变扫描，应变范围0.001%至100%；用应变扫描可以研究粘弹性、确定表观屈服应力等。 测试结果
面团流变学特性的研究及应用 摘要：面团是多种食品的加工原料，其流变学特性对食品的加工制作有极大的影响，甚至起决定性作用，不同的食品对面团的流变学特性有不同的要求，本文研究了面团的流变学特性，列举了研究方法、仪器以及指标，介绍了面团流变学的研究意义，并对馒头、面条、饺子、饼干以及面包五种食品对面团的流变学特性进行了介绍描述。 关键词：面团；流变学特性；应用
1.食品流变学概述 流变学是研究物质形态和流动的学科。食品流变学主要研究作用于物体上的应力和由此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数，主要研究的是食品受外力和形变作用的结构。通过对食品流变特性的研究,可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等,能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。近年来由于食品的深加工性、工艺及设备设计的依据性等的需要,食品流变学的研究变得愈来愈广泛【1】。 食品流变特性在生活中随处可见,如打蛋和搅蛋过程中蛋液的流动特性、和面时面团的弹性和变形、花生酱的涂抹等【2】。通过对食品的流变性的研究，可将食品分为固体类食品、牛顿流体类食品、非牛顿流体类食品、粘弹性体类食品以及塑性液体类食品五大类。其中粘弹性体类食品是一类介于固态食品与液态食品之间的具有弹性特性又有粘性特性的粘弹性体。属于这一类食品的有米面粉团、淀粉团、冻凝胶等【3】。本文主要研究面团的流变性以及不同产品对面团流变特性的要求。 2.面团流变学的研究 2.1面团 小麦粉是各种各样面制品的基础原料，与水混合后，由于面筋的形成从而形成了具有黏弹性且具有一定流动性的面团，面团的这种黏弹性和流动性称为面团的流变学特性【4】。水在面团的黏弹性中有重要作用，若要形成很好的面团加水量一定要适中，过多或不足均无法形成良好的面团，面团质量的好坏直接影响产品的质量。当加适当水混匀时，蛋白质结合在一起形成连续的黏弹性面筋网状结构，此时淀粉与水合面筋的大分子网络形成连续的颗粒网状结构，这两个独立的网络和他们的相互作用形成了面团的流变学特性，在揉和过程中，脂类和其它成分均被揉和到面筋蛋白网络中。因此，面筋蛋白的含量和质量是影响面团及面制品品质的重要因素【5】。面筋蛋白根据是否溶于乙醇，可分为两类：麦谷蛋白和麦醇溶蛋白。麦谷蛋白决定小麦粉面团的弹性，而麦醇溶蛋白则影响面团延伸性【6】。 2.2面团流变特性研究的意义 在面食类食品加工中，面团的品质其决定性作用，面团流变学特性是小麦品质的指标之一,受面粉蛋白质含量、面筋含量等组成成分的影响, 它决定着小麦和其烘焙、蒸煮食品等最终产品的加工品质, 可以给小麦粉的分类和用途提供一个实际的、科学的依据。研究面团的流变学特性有着重要的意义：(1)面团的结构和性质直接由其品种的品质状况决定, 蛋白质含量和质量、淀粉的种类和组合、脂肪的结构和组成以及矿物质、维生素的多少都直接影响到面团的粉质、拉伸、揉混等特性；(2)面团的性质又直接影响到面包等制成品的
钻井液流变参数(塑性粘度,动切力,静切力,n,k)的测量与计算 钻井液的流变参数与钻井工程有着密切的关系，是钻井液重要性能之一。因此，在钻井过程中必须对其流变性进行测量和调整，以满足钻井的需要。钻井液的流变参数主要包括塑性粘度、漏斗粘度、表观粘度、动切力和静切力、流性指数、稠度系数等。 一、旋转粘度计的构造及工作原理 旋转粘度计是目前现场中广泛使用的测量钻井液流变性的仪器。它由电动机、恒速装置、变速装置、测量装置和支架箱体等五部分组成。恒速装置和变速装置合称旋转部分。在旋转部件上固定一个能旋转的外筒。测量装置由测量弹簧、刻度盘和内筒组成。内筒通过扭簧固定在机体上、扭簧上附有刻度盘，如图4—1所示。通常将外筒称为转子，内筒称为悬锤。 测定时，内筒和外筒同时浸没在钻井液中，它们是同心圆筒，环隙1mm左右。当外筒以某一恒速旋转时，它就带动环隙里的钻井液旋转。由于钻井液的粘滞性，使与扭簧连接在一起的内筒转动一个角度。根据牛顿内摩擦定律，转动角度的大小与钻井液的粘度成正比，于是，钻井液粘度的测量就转变为内筒转角的测量。转角的大小可从刻度盘上直接读出，所以这种粘度计又称为直读式旋转粘度计。 转子和悬锤的特定几何结构决定了旋转粘度计转子的剪切速率与其转速之间的关系。按照范氏仪器公司设计的转子、悬锤组合(两者的间隙为1．17mm)，转子转速与剪切速率的关系为： 1 r/min＝1.703s-1（4－1） 旋转粘度计的刻度盘读数θ (θ为圆周上的度数，不考虑单位)与剪切应力τ(单位为Pa) 成正比。当设计的扭簧系数为3.87×10-5时，两者之间的关系可表示为： τ＝0.511θ (４-2) 旋转粘度计有两速型和多速型两种。两速型旋转粘度计用600 r／min和300 r／min这两种固定的转速测量钻井液的剪切应力，它们分别相当于1022s-1和511s-1的剪切速率(由式 4-1计算而得)。但是，仅在以上两个剪切速率下测量剪切应力具有一定的局限性，因为所测得的参数不能反映钻井液在环形空间剪切速率范围内的流变性能。因此，目前国内外已普遍使用多速型旋转粘度计。 六速粘度计是目前最常用的多速型粘度计，该粘度计的六种转速和与之相对应的剪切速率见表4-1 表４-1 转速与剪切速率的对应关系
钻井液流变性 本章要点： 掌握有关的基本概念 常用流型的特点、流变参数的意义、影响因素、计算及调整 了解钻井液流变性与钻井的关系 一、基本概念 ?流变性：指在外力作用，物质发生流动和变形的特性 ?钻井液的流变性(Rheological ProPerties of Drilling Fluids):指钻井液流动和变形的特性 ?特性的表征 流变模式（最常用的两个：宾汉模式、幂律模式） 宾汉模式的参数：塑性粘度(Plastic Viscosity)和动切力(Yield Point)； 幂律模式的参数：流性指数(FLow Behavior Index)和稠度系数(Consistency Index) 流变参数 流变曲线、动切力(Yield Point)、静切力(Gel Strength) 表观粘度(Apparent Viscosity)漏斗粘度(Funnel Viscosity)、塑性粘度(Plastic Viscosity) 对钻井液而言，其流动性是主要的方面 ?对钻井工作的意义 环空水力参数计算 悬浮岩屑与重晶石 提高钻井速度/机械钻速 携带岩屑，保证井底和井眼的清洁 保持井眼规则、保证井壁稳定和井下安全 1、流体流动的基本概念 ①剪切速率
液体与固体的重要区别之一就是：液体具有流动性 液流中各层流速不同的现象，通常用剪切速率（或称流速梯度）描述 剪切速率/速度梯度γ：指垂直于流速方向上单位距离流速的增量γ=dv/dx ?单位：流速单位v：m/s、距离单位x：m 、剪切速率γ：s-1 ?流速越大，剪切速率越大（剪切速率与流速成正比） 在钻井过程中，钻井液在各个部位的剪切速率不同 沉砂池处：10-20s-1 环形空间：50～250s -1 钻杆内：100～1 000 s-1 钻头喷嘴处：10 000-100 000 s-1 ②剪切应力 液流中各层的流速不同，故层与层之间必然存在着相互作用。由于液体内部内聚力的作用 流速较快的液层会带动流速度较慢的相邻液层，而流速较慢的液层又会阻碍流速较快的相邻液层 因此在流速不同的各液层之间发生内摩擦作用，即出现成对的内摩擦力(即剪切力)，阻碍液层剪切变形液体的粘滞性：液体流动时所具有的抵抗剪切变形的物理性质 ?牛顿内摩擦定律：液体流动时，液体层与层之间的内摩接力(F)的大小与液体的性质及温度有关 并与液层间的接触面积(S)和剪切速率(γ)成正比，而与接触面上的压力无关表达式：F=μSγ 剪切应力：内摩擦力F除以接触面积S 表达式：τ =F/S=μγ
中国石油大学钻井液工艺原理实验报告 实验日期： 2015.03.23 成绩： 班 级： 石工12-1 学号 姓名： 教师： 范鹏 同组者： 实验一 钻井液流变模式确定实验 一.实验目的 1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。 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NaCl 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，一定剪切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. 流变曲线类型、意义。 流变曲线是指剪切速率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： τ=η·D 宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为： τ=τ0 +ηp ·D 指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为： τ=K ·D n 或 Lg τ=lgK + n ·lgD 卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为： 2 121212 1 .D c ∞ +=ηττ
实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合，就把实际液体看成哪种流型的流体。 三、实验仪器及药品 1．仪器 ZNN-D6型旋转粘度计、高速搅拌器； 2. 药品 350ml水、500ml泥浆、NaCl。 四．仪器使用要点 1.检查好仪器，要求； ①粘度计刻度盘是否对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。 ②检查粘度计的同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。 ③检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。若偏摆，则停止使用。 2.校正旋转粘度计 ①倒350ml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。 ②迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数?. 要求：? 600=2.0格,? 300=1.0格。 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.测量泥浆加入NaCl前后在各剪切速率下的剪切应力。 将待测泥浆高速搅拌10min后，把水换成待测泥浆，按四-2的方法操作，分别记录各转速下的读数。 泥浆剪切应力τ与粘度计读数?对应关系：τ=0.511 ?，单位：Pa。 4. 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。
钻井液性能测试操作规程 （一）钻井液马氏漏斗粘度的测定 该仪器适应于测定钻井液的相对粘度(与水比较)。由于测得数据在很大程度上受胶体和密度的影响，所测数据不能与旋转粘度计等有关仪器所测数据对比。该仪器由漏斗、筛网及接收器组成，是被测钻井液在一定温度下流出946毫升时所用的时间。 一、主要技术参数 1．筛底以下的漏斗容积1500cm3 2．漏斗锥体直径152mm 3．漏斗锥体高度305mm 4．管口长度50.8mm 5．管口内径 4.7mm 6．筛网12目 7．接收器946mL 二、仪器的校正 在温度为(21℃±3℃)时，注入1500mL清水，从漏斗中流出946mL清水的时间为26±0.5s，其误差不得超过0.5s。 三、测定 1．测量钻井液的温度，用℃表示。 2．手握漏斗，用手指堵住流出口，将新取的钻井液通过筛网注入洁净、干燥直立的漏斗中，直到钻井液面与筛网底部平齐为止。 3．保持漏斗垂直，移开手指的同时按动秒表，测量钻井液注满946mL所需要时间。 4．以s为单位记录马氏漏斗粘度，并以℃为单位记录钻井液的温度。
四、操作注意事项 1．样品温度对测定结果有影响，测定时要记录样品温度。 2．大的分散颗粒和气泡干扰测定，应避免大颗粒进入漏斗，防止气泡产生，必要时加入消泡剂消泡。 3．液面的初始位置必须恰当，否则，由于液柱压力和惯性的影响可能会使测定结果错误。 4．钻井液倒入漏斗后立即开始测定，如拖延时间过长，钻井液可能形成凝胶，使测定结果出现正误差。 5．测定过程中尽可能使漏斗保持垂直。 （二）钻井液密度的测定 钻井液密度是指单位体积钻井液的质量。单位为g/cm3或kg/ m3。 通过用钻井液密度计来测定钻井液的密度。钻井液密度计通常设计成臂梁一端的钻井液杯和另一端的固定平衡锤及一个可沿刻度臂梁自由移动的游码来平衡。为使平衡准确，臂梁上装有水准泡（需要时可使用扩大量程的附件）。 一、仪器的校正 1．量点的校正 经常用淡水来校正仪器。在21℃，淡水的密度值应是1.00 g/cm3。用洁净的淡水盛满钻井液杯，然后盖上盖子，使多余的水从盖子中心小孔溢出，擦去外面的溢水，使密度计的刀口放在座支架上，将游码边线(一般是左边)对准刻度1.00处，观察密度计是否平衡(水泡是否位于中央)，如果不平衡则调节平衡圆柱内的铅粒使其平衡，即水泡位于中央为止。要求在试验前校正好，密度计的误差不大于0.01。 2．加重(减重)的校正。 有时使用超重或泡沫钻井液钻井时，其密度超出测定范围，需要对密度计进行加重或减重校正，其方法是用密度较大的液体或钻井液，首先在标准密度计称重，然后根据需要将游码向左或向右移动0.3～0.4，重新调节圆柱内的铅弹，使其再平衡，这时被测液体的密度就等于密度计读数加上或减去校正时移动的格数
中国石油大学（钻进液工艺原理）实验报告 实验日期： x 成绩： 班级： x学号： x姓名： x教师：x 同组者： x 实验一钻井液流变模式确定实验 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，就可以绘出钻井液的流变曲线。 牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为： 宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为： 指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为： 卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为： 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；高速搅拌器。 实验药品：增粘剂KPAM；降粘剂XY-27或SD-202。 四．仪器使用要点 1.检查好仪器，要求； ①刻度盘对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后在拧紧。 ②检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。 ③内筒底与杯距不低于1.3cm。 2.校正旋转粘度计 ①倒350m1水于钻井液杯中，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。 ②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￠. 要求：? 600=2.0格,? 300=1.0格。 3.把水换成待测钻井液，重复2。 4.在钻井液中加入增粘剂搅拌10min，重复2。 5.在加入增粘剂的钻井液中加入降粘剂搅拌10min，重复2。 6.实验后，关闭电源，倒出钻井液，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。 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.测量钻井液在各剪率下的剪切应力。
钻井液流变性概述 摘要： 钻井液在石油钻井中起着十分重要的作用，深入研究钻井液的性能，对油气井钻井液流变参数的优化设计和有效调控是钻井液工艺技术有十分重要的指导意义。根据API 推荐的钻井液性能测试标准，钻井液的常规性能包括：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的各种离子的质量浓度等。本文主要对钻井液的流变性进行综述，包括钻井液的流型及流变参数、钻井液流变性与携岩原理及井壁稳定性的关系。 关键词：钻井液 流变性 流型 携岩原理 一．钻井液在石油钻井中的作用 （1）从井底清除岩屑（2）冷却和润滑钻头及钻柱（3）造壁功能（4）控制地层压力（5）循环停止时悬浮岩屑和加重材料，防止下沉（6）从所钻地层获得资料（7）传递水力功率 二．钻井液的类型 分散钻井液 钙处理钻井液 盐水钻井液 饱和盐水钻井液 聚合物钻井液 甲基聚合物钻井液 合成基钻井液 气体型钻井液 保护油气层的钻井液 三．钻井液的流变性 钻井液的流变性是指在外力作用下，钻井液发生流动和变形的特性。 流体分为牛顿型流体和非牛顿型流体，非牛顿型流体又分为塑性流体、假塑性流体、膨胀性流体。现场使用钻井液多为塑性、假塑性流体。 1．牛顿流体 通常将剪切应力与剪切速率的关系遵守牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。 流变方程： dv dx τμ =
其流动特点：加很小的剪切力就能流动，而且流速梯度与切应力成正比。在层流区域内，粘度不随切力流速梯度变化，为常量。 2．非牛顿流体 （1）塑性流体 0PV dv dx ττμ-= 剪切力τ≠0，而是s τ，即施加的切应力必须超过某一特定值才能开始流动。切应力继续增大，并超过s τ时，塑性流体不能均匀剪切，粘度随切应力的增加而增加，即图中曲线段；继续增加切应力，粘度不随切应力的增加而增加，图中直线段； 1）s τ，静切力，是钻井液静止时单位面积上形成的连续空间网架结构强度的量度。 2）0τ，动切力，反映钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度的量度。 3）0 pv dv dx ττμ-= ，塑性粘度，即塑性流体流变曲线段斜率的倒数，不虽剪切力而变化。 4）00 PV AV PV PV dv dx dv dx dv dx dv dx τμττ μμμμ+= = = +=+结构，表观粘度，又称有效粘 度，是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值。 5）0PV τμ，动塑比，反映钻井液中结构强度和塑性粘度的比例关系。一般要求在0.34—0.48的范围内。 两种粘度对钻井液工艺具有很重要的意义： 1、了解两种粘度所占的比例组成，有助于认识钻井液的实质和问题所在，有助于判断环空流态和钻井液稀释特性。