水基钻井液配制及API失水的测定

实验8 钻井液高温高压滤失性测定一、实验目的1．掌握钻井液高温高压滤失的测量方法；2．了解温度压力对钻井液造壁性的影响.二、实验仪器设备及药品42型高温高压失水仪，高速搅拌器，高压气源（氮气或空气），秒表，钢板尺，高温高压滤纸，20ml量筒，钻井液200ml。

三、实验步骤1．打开仪器箱取出失水仪，接好减压阀管线并与气源相连，将金属温度表插入加热套，接同电源，调节好控温旋纽，预热加热套。

2．将被测钻井液在高速搅拌器上搅拌1分钟。

3．向钻井液杯内装钻井液。

松开钻井液杯上的固定螺钉，取出钻井液杯盖，拧紧钻井液杯盖上的连通阀杆，按顺序放入密封圈、滤纸、过滤筛网、密封圈，然后装上钻井液杯盖，用内六角扳手拧紧固定螺钉，将搅拌好的钻井液倒入杯中，不宜太多，大约离密封圈20毫米左右，以免钻井液在加热时因体积膨胀堵死钻井液杯盖小孔。

放入密封圈、滤纸、过滤筛网、密封圈、盖上钻井液杯盖，并拧紧固定螺钉。

关闭上下阀杆。

4．将钻井液杯放入加热器内，转动钻井液杯，插入加热套内的固定销子，同时把金属温度计插入到杯内。

观察温度上升情况，在加热钻井液的同时，把减压阀组件和回压接收器组件装到钻井液杯的上下阀杆上。

插入锁紧插销，关闭防气阀及排水阀。

5．打开气瓶，顺时针转动减压阀手柄，使输出压力为0.7MPa，顺时针转动回压接受器减压阀手柄，输出压力为0.7MPa，将上连通阀杆逆时针转动1/4圈，打开进气阀.(注意：下连通阀杆不用打开)。

6．观察温度表是否已到实验温度，若已到，增加工作压力到4.2 MPa，回压压力仍为0.7 MPa，顺时针方向转动下连通阀杆1/4圈，排水处放一量筒，启动秒表记时，此时回压压力慢慢会上升，如果压力过高，打开排放阀卸压(注意：回压压力不应超过 1 Mpa)。

测量30分钟后，测得的滤失量再乘以2，就是该钻井液的滤失量。

7．实验结束后，关闭上下阀杆，退出减压阀及回压接受器减压阀手柄，打开放空阀把剩余的压力放掉。

钻井液测试仪器配套标准钻井液测试标准主题内容与造用范围本标准规定了钻井液的测试方法及钻井液用水中常见离子的分析方法。

本标准选用于钻井液在实验室和井场的性能测试，以及钻井液滤液和钻井液用水的分析。

第一篇钻井液性能测试方法1密度的测定2.1符号及单位密度以ρ表示，单位为g/cm3 。

2.2仪器a、密度计：灵敏度0.01 g/cm3 ，主要部件：带刻度臂，刀口，样品杯，杯盖，平衡柱，游码，底座，刀垫等。

b、温度计：量程为0~100℃，分度值为1℃c、量杯：1000ml2.3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杯盖的小孔中流出。

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、记录读数。

g、倒掉钻井液，将仪器冼净，擦干备用。

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，将游码左侧边线对准刻度 1.00g/cm3处，观察密度计平衡（平衡时水平泡位于中央）。

d、如不平衡，在平衡圆柱上或取下一此铅粒，使之平衡。

2粘度和切力的测定2.1符号及单位a、漏斗粘度：以FV表示，单位为s；b、表观粘度：以AV表示，单位为mPa·s；c、塑性粘度：以PV表示，单位为Pa；d、动切力：以YP表示，单位为Pa；e、静切力：以G10″（10s切力）和G10′（10min切力）表示，单位为Pa；2.2漏斗粘度3.2.1仪器：a、马氏漏斗：圆锥形漏斗长305mm，上口直径152mm，筛网下容量1500ml，金属或塑料制成；流出口长50.8mm，内径4.7mm；筛网孔径1.6mm，高度19.0mm；b、刻度杯：1000ml量杯c、秒表：灵敏度为0.1s；d、温度计：量程为0~100℃，分度值为1℃3.2.2测定步骤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。

钻井液常规性能测定一.密度的测定1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。

2、将钻井液加热到所需温度。

3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。

4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。

5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。

6、将密度计冼净擦干备用。

二.测定马氏漏斗粘度1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。

2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。

3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。

秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。

4、使用完毕，将仪器洗净擦干。

三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计）1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。

2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。

3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。

4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。

5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。

四.钻井液失水的测定1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。

2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。

3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。

4、调节气源压力至0.7MPa，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。

5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。

6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。

钻井液滤失量测量方法重力法English Answer：Principle of Gravimetric Filtrate Loss Measurement Method.The gravimetric filtrate loss measurement method is a technique used to determine the filtration characteristics of drilling fluids. It measures the volume of fluid that passes through a specific filter paper under a given pressure over a set period. The principle of this method is based on the concept of Darcy's law, which describes the flow of fluid through a porous medium.In the gravimetric filtrate loss measurement method, a sample of drilling fluid is placed in a filtration cellthat contains a filter paper. The filtration cell is then subjected to a specific pressure, typically ranging from 100 to 1000 psi. The fluid is forced through the filter paper, and the volume of filtrate that passes through iscollected and measured over a predetermined time interval, usually 30 minutes. The filtrate loss is calculated by dividing the volume of filtrate by the filtration area and the time elapsed.Procedure for Gravimetric Filtrate Loss Measurement.The gravimetric filtrate loss measurement procedure involves the following steps:1. Prepare the filtration cell by assembling the cell body, filter paper, and pressure gauge.2. Calibrate the filtration cell by applying a known pressure and measuring the flow rate of a reference fluid.3. Weigh the filter paper and record its initial weight.4. Pour a sample of the drilling fluid into thefiltration cell.5. Apply the desired pressure to the filtration cell.6. Start a timer and record the time elapsed.7. Collect and measure the volume of filtrate that passes through the filter paper over the specified time interval.8. Stop the timer and record the time elapsed.9. Weigh the filter paper again and record its final weight.Calculation of Filtrate Loss.The filtrate loss is calculated using the following formula:Filtrate Loss = (Final Weight of Filter Paper Initial Weight of Filter Paper) / (Filtration Area Time Elapsed)。

实验一泥浆配制及性能的测定实验一、实验目的1.了解泥浆的配制过程与方法；2.熟练掌握泥浆性能测试仪器的工作原理与操作方法；3.掌握泥浆性能的测试方法及泥浆性能参数与泥浆质量的关系。

二、实验仪器、器材液体密度计；六速旋转粘度计；打气筒式失水仪；固相含量测试仪；含砂量测定仪；PH计；漏斗粘度计；秒表；板尺；量筒等。

三、实验内容（一）1002型比重称1. 仪器1002型比重称由泥浆杯1、横梁8、游动砝码6和支架5组成，在横梁上有调重管9和水平泡3，其结构如图1。

图1 泥浆比重称1. 泥浆杯；2.杯盖；3. 水平泡；4.刀架；5.支座；6. 游动砝码；7.挡臂；8. 横梁；9. 调重管2. 测定步骤①校正比重称，先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，使多余清水从盖上小孔溢出，擦干泥浆杯周围的水珠，把游码移到刻度1，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，则可在调重管内取出或加入重物来调整。

②倒出清水，擦干，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，让多余泥浆溢出，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动游码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。

游码左侧所示刻度即为泥浆比重。

（二）漏斗粘度计（1）仪器结构，该粘度计由漏斗和量筒组成。

构造如图2。

量筒由隔板分成两部分，大头为500ml，小头为200ml，漏斗下端是直径为5mm，长为100mm 的管子。

（2）测定步骤，将漏斗呈垂直，用手握紧并用食指堵住管口。

然后用量筒两端，分别装200ml和500mlN泥浆倒入漏斗。

将量筒500ml一端朝上放在漏斗下面，放开食指，同时启动秒表记时，记录流满500ml泥浆所需的时间，即为所测泥浆的粘度。

图2漏斗粘度计图3六速旋转粘度计1.漏斗；2. 管子；3. 量杯；4.筛网；5.泥浆杯仪器使用前，应用清水进行校正。

该仪器测量清水的粘度为15±0.5秒。

若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。

（三）ZNN型旋转粘度ZNN六速主要用于测量泥浆的流变参数。

中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：实验二钻井液滤失造壁性的测定一．实验目的1.掌握常用API钻井液仪器的使用和校正方法。

2.掌握钻井液静滤失量及瞬时滤失量测定实验。

3.了解钻井液降滤失剂对钻井液滤失量的影响。

二．实验原理在滤失介质两端施加一定的压力差，在压力差的作用下，泥浆通过滤失介质发生滤失。

三．实验仪器1.ZNS型打气筒失水仪一台2.马氏漏斗粘度计一个3.ZNB型泥浆密度计一个4. 高搅机一台5. 秒表一只6. 钢板尺一个7. PH试纸一盒8. 20ml量筒1个9. 滤纸10.待测泥浆约2000ml11.降滤失剂500g四．仪器使用要点①松开减压阀，关死放空阀，打气使气筒压力达1MPa 左右，然后顺时针旋转减压阀，直到压力表读数为0.7MPa 。

②用手指堵住泥浆杯气接头小孔，倒入适量的泥浆，使液面与泥浆杯内刻度线平齐，放好干燥的密封圈，铺一张干燥的滤纸，将干燥的泥浆杯盖盖好旋紧。

然后装入三通接头并卡好，放好量筒。

① 逆时针旋转放空阀，当压力表指针开始下降或有进气声时，开始计时并及时打气使压力保持为0.7MPa 。

② 分别记录7.5分钟和15分钟后（或其它时间点）的滤失量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽后，取下泥浆杯。

打开泥浆杯，取下滤纸，放置在平整的桌面上，用钢板尺测量滤纸上泥饼的厚度。

⑤假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液体积的2倍即为API 滤失量。

若瞬时滤失量不为零，应先按下列方程组求出瞬时滤失量，然后按 计算API 滤失量。

③ 分别记录7.5分钟和15分钟后（或其它时间点）的滤失量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽后，取下泥浆杯。

打开泥浆杯，取下滤纸，放置在平整的桌面上，用钢板尺测量滤纸上泥饼的厚度。

⑤假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液体积的2倍即为API 滤失量。

若瞬时滤失量不为零，应先按下列方程组求出瞬时滤失量，然后按 计算API 滤失量。

《钻井液性能参数测定》实验指导实验类型：验证实验学时：2实验要求：必修一、实验目的（一）相对密度泥浆中粘土量的多少有重要的意义，在条件允许下，应尽可能采用低固相（低粘土量）泥浆，使用造浆率高的膨润土配制泥浆，粘土含量（重量比）可在4﹪~6﹪以下，此时泥浆相对密度1.03~1.05左右。

相反，采用造浆率低的高岭土或伊利水云母配制泥浆，达到同样的泥浆粘度，粘土用量达30﹪以上，即泥浆相对密度达1.25以上。

该实验过程熟悉ANB-1比重秤的测量范围及分度值，学会比重秤的校正，掌握用比重秤测定泥浆密度的方法，熟悉该型号比重秤的计数方法，测出并记录所给泥浆试样的相对密度值。

（二）粘度泥浆粘度是指泥浆流动时的内摩擦阻力，以一定体积的泥浆通过给定孔径时所需的时间（s）来表示。

内摩擦阻力来自流体中液体分子之间、固体颗粒之间、液体分子和固体颗粒之间的内摩擦力。

泥浆粘度的测量是为了保证钻进时泥浆具有合适的粘度。

在保证能将孔底岩粉全部携带到地面的前提下，不希望泥浆粘度过高，如泥浆粘度过高，会造成泵压过高、净化岩粉困难、泥包钻头、影响钻速；起下钻易造成抽吸作用和具有较大的激动压力等问题。

该实验过程掌握泥浆粘度的表示方法，熟练掌握粘度计的校正原理和测试方法，测出并记录所给泥浆试样的粘度值。

（三）含砂量泥浆中含砂量高时，对泵、钻具和钻头的磨损就严重；大量砂子沉淀还易造成埋钻事故；并使孔壁上形成的泥皮松散，易发生泥皮脱落而埋钻。

因此，泥浆的含砂量一般不应大于4%。

为了控制泥浆中的含砂量，在钻进过程中必须经常测试泥浆的含砂量。

该实验过程掌握含沙量测定仪的原理和测管的分度值，利用含沙量测定仪测出并记录所给泥浆试样的含沙量。

（四）失水量在松散和易膨胀的岩层中钻进，如使用失水量大的泥浆会造成孔壁坍塌、掉块、缩径，或因泥皮厚而松散发生泥皮脱落等不良现象，因此，现场一般要求泥浆的失水量不超过30ml/30min。

为了正确选配泥浆，必须要对泥浆的失水量进行测试。

本科生实验报告学号： ___ 姓名：______ 课程：钻井液工艺原理课程号：0201171成绩：______ 2007-12-14实验四粘土的适浆亭测试一、实验目的掌握目前国际上通行的API和OCMA的膨润土评价标准和造浆实验方法。

二、实验内容1、按API实验程序配制泥浆及性能测定。

2、按OCMA实验程序配制泥浆及性能测龙。

3、按API和OCMA标准评价适浆用粘土质量。

三、实验仪器、设备及药品（一）仪器及设备电动搅拌机、髙速电动搅拌机、ZNN-D6型旋转粘度汁、ZNS型泥浆失水量测泄仪、1002型泥浆比重秤、量具、pH试纸（二）药品碳酸钠、粘土粉四、实验方法及步骤（一） API标准1、配制泥浆。

先将最优加量的碳酸钠溶解，并稀释至350亳升，开动搅拌机，将22.5 克粘上缓缓加入，高速搅拌20分钟。

2、将泥浆倒入一密封容器，在室温下静置16小时。

3、将泥浆高速搅拌5分钟，保持温度在24±3°C下用旋转粘度计测出Qoo和比0°。

计算塑性粘度和切力。

4、用API失水仪测量24±3°C和0. 69MPa条件下的失水量。

（二） OCMA 标准1、配制三个350亳升的泥浆，每份泥浆中含有不同重量的粘上和碱量，使苴表观粘度在10〜25厘泊之间。

髙速搅拌20分钟，期间最少要中断二次，以刮下粘附在容器壁上的粘土。

2、密封容器中静放24小时后高速搅拌5分钟，测龙它们的表观粘度和API失水量。

3、在半对数坐标纸上作表观粘度、API失水对粘土浓度的关系图。

在图上画出通过三点粘度的直线，从而确左表观粘度为15厘泊时所需的粘上浓度（克/亳升），并由表中查出相对的造浆率。

画出通过三点的失水量直线，从而求得每100亳升水中含有7.5克粘丄时的API失水量。

五、实验数据记录及处理1、数据记录2、数据处理3、用API和OCMA两个标准评价所测粘上质量。

附表:OCMA标准API标准表1膨润土造浆率何100老丹*浆的粘土克数造浆甲（米¥吨）毎100它升兀浆的粘土克数迭浆率（米$/吨）4.0 25.46.3 16.34.1 24.8 6.4 16.0氛2 24.2 6.5 15.84・3 23.7 6,6 15.64.4 23.1 6.7 15.34.5 22.6 6.8 15.L4.6 22.1 6.9 14.94.7 21.7 7.0 14.74.8 21.2 7.1 14.54.9 20.8 7.2 14.35.0 20.4 7.3 14.15.1 20.0 7.4 13.95.2 J9.7 7.5 13.75.3 19.3 7.6 13.6S.4 18.9 7.7 13.45.5 18.6 7・8 13.25.6 18.3 7.9 13.05.7 17.9 8.0 12.95.8 17.6 8.1 12.75.9 J7 4 8.2 12-66.0 17-1 8.3 12.46.1 16.8 8.4 12.36.2 16.S 8.5 12.2（二）适浆粘土的评价综合国内外对膨润土的研究成果.评价造浆膨润土优劣的测试项目包扌舌：（1）蒙脱石含虽：（2）胶质价和膨胀倍数：（3）阳离子交换容量.盐基总址和盐基分虽：＜4）可溶性盐含量：（5）适浆率：（6）流变特性和失水特性。

钻井液效能评价测试测试方法通过试验：1）把握钻井液基本效能指标及其测定方法；2）把握常规钻井液效能测定仪器使用方法；理解钻井液效能对钻井作业的影响。

1、比重、流变引数（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流行指数和稠度係数）、失水造壁（失水量、泥饼）等主要效能的测定仪器结构原理及操作方法。

2、比重、粘度、切力、失水量等效能测定。

天平、d90-1型电动搅拌机、gj-1型高速搅拌机、量具、不鏽钢尺、秒錶、1002泥浆比重秤、1006型泥浆粘度计（漏斗粘度计）、znn-d6型电动六速旋转粘度计、sd型多联中压滤失仪、ggs71-b型高温高压滤失仪、xgrl-4a型高温滚子加热炉、定性滤纸等。

膨润土粉、碳酸钠（na2co3）1、仪器：1002型泥浆比重秤(液体密度计)2、测定步骤校正比重秤：先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，将盖上及四周溢位的清水擦乾后，再将比重秤横樑置于支架上，移动游码至比重为1.00的刻度处。

如水平泡位于中间，则仪器是準确的；否则应调整调重管内的铅屑，使水平泡处于正中位置。

泥浆比重的测定：将校準好的比重秤擦乾，把待测泥浆注入泥浆杯中，加盖并将溢位的泥浆擦乾，然后将其置于支架上。

移动游码，使水平泡处于中间位置，此时读出横樑上的刻度值（精确到0.01）便是所测泥浆的比重（单位g/cm3）。

测定结束后，将泥浆杯中的泥浆倒出，洗净，擦乾放置，不应把横樑长期置于支架上。

（1）仪器：马氏漏斗（2）测定步骤将漏斗垂直，用左手握紧漏斗，并用手指堵住漏斗下部的流出口，将新取的钻井液样品经筛网注入乾净并直立的漏斗中，直到钻井液样品液麵达到筛网底部为止。

（倒入漏斗中的钻井液必需要有1500ml，否则会影响漏斗粘度）移开手指并同时启动秒錶，测量钻井液流至量杯中的946毫升（一夸脱）刻度线所需要的时间。

以秒为单位记录马氏漏斗粘度。

（3）仪器校正由于漏斗粘度是泥浆相对水的粘度，在使用前应对粘度进行校正。

水基钻井液技术服务指导书1 目的水基钻井液技术服务指导书规定了服务的程序和要求，旨在控制和保证水基钻井液服务的质量。

2 适用范围适用于水基钻井液技术服务的指导和控制。

3 参照文件《钻井液技术服务控制程序》4 职责5 技术要求5.1一般直井水基钻井液：5.2密度按具体井设计执行。

5.3定向井、水平井等特殊井的技术指标按具体的设计要求执行。

5.4表中技术指标如与设计书中要求冲突，按具体井的设计要求执行。

5.5如井下出现特殊情况，性能调整以满足井下施工正常为主。

6 工作程序6.1接受指令：现场服务人员接受现场队及研究所领导指令。

6.2技术交底：根据客户提供的设计，研究所负责人形成该井施工方案，对现场工程师进行技术交底。

6.3准备：6.3.1仪器准备：对钻井液性能检验所需的仪器和计量器具，由仪器室专业检验人员检验合格后交付现场泥浆工程师，并进行检查验收。

6.3.2材料准备：a）在开钻前或分阶段，由顾客按钻井液设计，提供质量合格的钻井液材料。

b）组织质量合格的钻井液材料。

6.4协调固控设备：有现场泥浆工程师对现场应用的固控设备及循环系统与井队技师进行协商，对安装质量不合要求的提出口头整改措施。

7方法7.1一开至小循环段：用密度为1.05g/cm3，粘度为（35-50）s的膨润土浆打表层。

用一开泥浆混清水二开，钻进中不断混进聚合物，保持聚合物含量在0.2%-0.3%范围内，抑制地层造浆。

7.2改小循环后，开启固控设备，并用清水调整钻井液性能，是自然密度小于1.15g/ cm3，加入降滤失剂，控制失水小于10ml。

钻井中高分子聚合物胶液维护，其含量达0.3%-0.5%，用小分子聚合物做降粘剂，用中分子聚合物和CMC或改性淀粉作降滤失剂。

用NaOH 调整PH值达8-10。

用预水化膨润土浆或高分子聚合物或HV-CMC 作增粘剂。

7.3斜井段：7.3.1造斜段：造斜前，加入SN-1固体乳化剂（200-500）kg，混入5%原油充分乳化，使Kf小于0.1，起钻下动力钻具，造斜钻进，用少量聚合物胶液维护，使钻井液性能达到：马氏漏斗粘度（30-35）s，API失水FL≤10ml；粘附系数Kf≤0.1，一般在造斜段不作大幅度处理。