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中国石油大学渗流力学实验报告实验日期：2012.5.20 成绩：班级：石工10-1班学号：10021009 姓名：李庆超教师：王增宝同组者：王博朱岩徐建根石磊周青彬平面径向稳定渗流水电模拟实验一、实验目的（1）掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数；（2）测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解；（3）测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。
二、实验流程及原理实验电路如图3-1所示。
改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井2之间的电压值，由电流表读出电流值。
图3-1 圆形恒压边界中心一口直井电路图1 - 电解槽2 - 铜丝（模拟井）3 - 供给边界三、计算原理圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：地层中任一点压力分布公式：由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式：完善“井”“产量”公式：改变电压错误！未找到引用源。
值，并测得相应的电流值错误！未找到引用源。
，由此可得到错误！未找到引用源。
关系曲线（理论上应为直线）。
任一点电压分布公式：固定错误！未找到引用源。
值,测得不同错误！未找到引用源。
处的电位值错误！未找到引用源。
，由此可得“压降”漏斗曲线。
由“完善井” 电压与电流的关系及相似系数错误！未找到引用源。
，可以求出完善井压差错误！未找到引用源。
与流量的关系：流量：错误！未找到引用源。
压差：错误！未找到引用源。
由模拟条件下任意半径错误！未找到引用源。
处的电位值错误！未找到引用源。
，可求得实际地层中任意半径错误！未找到引用源。
处的压力错误！未找到引用源。
，即可求得地层中的压力分布：压力：错误！未找到引用源。
对应半径：错误！未找到引用源。
式(3-2)的压力及半径均用式（3-6）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。
四、实验步骤（1）首先确定模拟油藏的参数的大小：渗透率错误！未找到引用源。
泥浆性能试验测试工具及方法一、泥浆性能的测定方法一）实验目的1．了解测定泥浆基本性能所用仪器2．掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法二）实验内容1．泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、固相含量、胶体率、pH值、润肖性等主要性能测定所用仪器的结构。
2．测定上述性能的方法。
三）测定方法及步骤（一）1002型比重秤1．仪器1002型比重秤由泥浆杯1、横梁8、游动砖码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。
2．测定步骤①校正比重秤先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，把游码移到刻度1时，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，可在调重管内取出或加入重物来调整。
②倒出清水，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动砝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）1006型泥浆粘度计1．仪器粘度计由漏斗和量筒组成，构成如图2。
量筒由隔板分成两部分，大头为500毫升，小头为200毫升。
漏斗下端是直径为5毫米、长为100毫米的管子。
2．测定步骤将漏斗垂直，用手握紧用手指堵住管口。
然后用量筒两端，分别装200毫升和500毫升的泥浆倒入漏斗。
将量筒500毫升一端朝上放在漏斗下面，放开手指同时以秒表计时。
流出500毫升泥浆所需时间（秒），即为所测泥浆的粘度（视粘度）。
作用仪器前，应用清水对粘度计进行校正，该仪器测量清水的粘度为15秒。
若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。
实际粘度（三）ZNN型旋转粘度计ZNN型旋转粘度计有手摇两速、电动两速与电动六速三种。
主要用于测量泥浆的流变参数。
仪器结构如图所示。
1．工作原理电机经过传动装置带动外筒恒悚旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。
该转角的大小与液体的粘性成正比。
于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。
2．仪器结构（六速旋转粘度计）①动力部分双速同步电机转速 750、1500转/分电机功率 7.5、15瓦电源电压 220伏②变速部分转速 3、6、100、200、300、600转/分速度梯度 5、10、170、340、511、1022秒-1③测量部分扭力弹簧、刻度盘与内外筒组成测量系统。
中国石油大学 钻井工程 实验报告实验日期： 2015.5.27 成绩：班级： 石工（实验）1202 学号： 姓名： 教师：同组者： 油井水泥浆性能实验一、实验目的1.通过实验掌握油井水泥浆的基本配置方法，掌握水泥浆密度，流变性能的测定方法，掌握有关仪器的使用方法，对油井水泥浆基本性能的指标范围有一定的认识 ;2.通过实验掌握油井水泥浆稠化时间的测量方法及常压稠化仪的操作方法，了解常用油井水泥的稠化性能与有关标准，充分认识水泥浆稠化时间对固井作业的重要性。
二、实验原理1、水泥浆密度水泥浆密度是由配制水泥浆的水泥、配浆水、外加剂和外掺料等材料的密度和掺量决定的。
实验中使用YM 型钻井液密度计测量水泥浆的密度，该仪器是不等臂杠杠测试仪器，杠杠左端为盛液杯，右端连接平衡筒。
当盛液杯盛满被测试液体时，移动砝码使杠杠主尺保持水平的平衡位置，此时砝码左侧边所对应的刻度线就是所测试液体的密度。
2、水泥浆流变性能.大多数水泥浆表现出复杂的非牛顿流体特征。
一般来说，水泥浆属于剪切稀释型流体，描述水泥浆流变性质最常用的流变模式为宾汉塑性模式和幂律模式。
（1）宾汉塑性模式（2）幂律模式实验中使用六转速粘度计测量水泥浆的流变性能，该仪器是以电动机为动力的旋转型仪器。
被测试液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。
通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测试液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度。
依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转变为内筒转角的测量。
记录表盘参数，通过以下方法计算水泥浆的流变参数。
n -幂律系数, 无量纲量； k-稠度系数，n Pa S ⋅。
n k τγ=⋅ y p ττμγ=+⋅3、水泥浆稠化时间稠化时间是指从水泥浆配浆开始到水泥浆注入稠化仪中，在实际井温和压力条件下，水泥浆稠度达到100 Bc 所经历的时间。
实验中使用常压稠化仪测量水泥浆的稠化时间。
六速旋转粘度计及精编I常规仪器的使用Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期：成绩：班级：石工12-1 学号：姓名：教师：范鹏同组者：实验一六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线一 .实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。
2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较宾汉模式、指数模式及卡森模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
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 Lgτ=lgK + n·lgD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1．仪器ZNN-D6型旋转粘度计、高速搅拌器；2. 药品350ml水、500ml泥浆。
四.实验仪器使用要点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。
旋转粘度计流变曲线
旋转粘度计是测量液体粘度的一种常用仪器，它通过旋转圆柱
形或圆盘形的测量头来施加剪切力，然后测量液体的应力响应。
根
据施加的剪切速率和测量到的应力，我们可以得到液体的流变曲线，该曲线描述了液体的粘度随剪切速率变化的关系。
液体的流变曲线通常包括以下几个主要部分：
1. 初始区域，在低剪切速率下，液体的粘度较高，流变曲线较
平缓。
这是由于液体内部的分子间相互作用较强，需要较大的剪切
力才能使其流动。
2. 线性区域，在中等剪切速率范围内，液体的粘度随剪切速率
的增加而线性增加。
这是由于液体分子开始逐渐排列并形成流动层，剪切力与剪切速率成正比。
3. 过渡区域，当剪切速率继续增加时，液体的粘度开始发生变化。
此时，液体内部的分子结构开始发生重排或破坏，导致粘度的
非线性增加。
4. 饱和区域，在高剪切速率下，液体的粘度趋于稳定，流变曲
线趋于水平。
这是由于液体分子已经完全排列并形成流动层，剪切
力不再引起粘度的明显变化。
需要注意的是，不同的液体在旋转粘度计上的流变曲线可能会
有所不同，这取决于液体的性质和组成。
此外，温度也会对流变曲
线产生影响，通常在实验中会控制温度以保持一致性。
通过分析旋转粘度计流变曲线，我们可以了解液体的流变性质，包括粘度、剪切应力、剪切速率等参数。
这对于液体的工业应用、
产品开发和质量控制具有重要意义。
中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期：2014 成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线一 .实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。
2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较宾汉模式、指数模式及卡森模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
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 Lgτ=lgK + n·lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：21212121.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ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。
四.实验仪器使用要点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再拧紧。
②检查同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
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Ø.要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。
六速旋转粘度计六速旋转粘度计是一种测量钻井液（或其他流体）流变参数的一种仪器。
目录仪器维护使用方法工作原理仪器维护1、测试完后必需清洁仪器与样品接触的部件，如外转筒、内筒和样品杯等。
必需将外转筒安装在仪器上，以保护内筒轴。
2、仪器长期不用时，应放置在干燥环境中，正常使用无需注油润滑。
3、内筒为空心式结构，每次测试后应适时清洗擦干,清洗时应手指堵住锥孔，以免脏物和液体进入腔内。
4、保证内筒重量为70±5g。
内筒锥孔面不得划伤、碰撞。
5、每次安装内筒时，应动作轻柔，安装时，手拿内筒逆时针旋转向上用力，卸下内筒时应逆时针旋转向下用力，以免内筒轴弯曲变形。
6、在操作和保存扭力弹簧组件时，要轻拿、轻放，以免变形。
7、当移动、维护和修理或清洁仪器时。
要轻拿、轻放，以免造成部件变形影响精度和使用。
8、维护和修理和移动仪器时应切断电源，方能排出故障和移动。
9、每次使用完毕后，应适时将仪器擦拭干净，放置干燥环境处。
10、内筒内腔不准有任何杂物和液体，以免影响测试精度。
使用方法1、取出仪器，检查各转动部件、电器及电源插头是否安全牢靠。
2、向左旋转外转筒，取下外转筒。
将内筒逆时针方向旋转并向上推与内筒轴锥端搭配。
动作要轻柔，以免仪器的内筒轴变形和损伤。
向右旋转外转筒，装上外转筒。
3、接通电源220V，50Hz。
4、按动三位开关，调置高速或低速挡。
5、仪器转动时，轻轻拉动变速拉杆的红色手柄，依据标示变换所需要的转速。
6、将仪器以300r/min和600r/min转动，察看外转筒不得有摇摆，如有摇摆应停机重新安装外转筒。
7、以300r/min转动，检查刻度盘指针零位是否摇摆，如指针不在零位，应进行校验。
8、将刚搅拌过的钻井液倒入样品杯内至刻线处（350ml），立刻置于托盘上，上升托盘使内杯液面达到外转筒刻线处。
9、快速从高速调整到低速进行测量，待刻度盘的读数稳定后，分别记录各速梯下的读数.对其触变性的流体应在固定速梯下，剪切肯定时间，取最小的读数为准，也可采纳在快速搅拌后，快速转为低速进行读数的方法。
中国石油大学油田化学实验报告
实验日期：2013.3.20 成绩：
班级：石工10-1班学号：10021009 姓名：李庆超教师：
同组者：张颃
实验一六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
一 .实验目的
1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。
2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较宾汉模式、指数模式及卡森模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
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 Lgτ=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
ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。
四.实验仪器使用要点
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再拧紧。
②检查同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
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Ø.
要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。
3.把水换成待测泥浆，高速搅拌10min 后，按四-2的方法操作。
4. 继续测量泥浆在1分钟、10分钟的静切力,将上一步骤结束后的泥浆继续在600 rpm 下旋转搅拌1分钟，然后将旋钮上提到3/6 rpm 位置，把电源关上，静置1分钟后启动之，注意读取刻度盘的最大值。
再重新在600 rpm 下旋转搅拌1分钟，用同样的方法读取静置10分钟后3 rpm 下的最大值。
静切力计算公式：
τs=0.511×Ø3 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。
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（τs1和τs10）。
；；；；m Pas m Pas m Pas m Pas m Pas 044.2555.2643.6154.7176.865432=====τττττ六.实验数据处理绘图并确定泥浆的流变模式
剪切速率D 与粘度计转速n 对应关系：D=1.703×n. 泥浆剪切应力τ与粘度计读数Ø对应关系：τ=0.511 Ø.
600
21Φ=
a η （mPa.s ）； 300
600ΦΦ=p η（mPa.s ）
)2(511.06003000Φ-Φ=τ (Pa)
（1）六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
表1 “六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线”数据记录及处理表
（1）剪切速率D 与粘度计转速n 对应关系：D=1.703×n
）（s m n D /1022600703.1703.11=⨯=⨯=
同理可得其他剪切速率如表格所示。
（2）泥浆剪切应力τ与粘度计度数φ对应关系：τ=0.511φ
)(198.915511.01s mPa ⋅=⨯=τ
同理可得。
说明：对实验所得数据进行拟合发现该流变曲线符合宾汉模式，为塑性流体。
拟合剪切应力τ与剪切速率D 的关系如下：
2．其他拟合方法参数的计算
).(5.70.152
1
21600s mPa a =⨯==φη
）
（s mP .a 51015-300600p =-==φφη ）（）（）（Pa 555.215102511.0-2511.06003000=-⨯⨯==φφτ 3．静切力的计算
钻井液静止1分钟粘度计3rpm 下的读数：Φ=7（格） 钻井液静止10分钟粘度计3rpm 下的读数：Φ=8（格）
)(577.375.05.031Pa s =⨯==φτ
)(088.48511.05.0310Pa s =⨯==φτ
实验二常用API泥浆仪器的使用
一．实验目的
1. 掌握常用API泥浆仪器的使用和校正方法；
2. 掌握现场测试泥浆性能的标准方法。
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型失水测定仪一台
2.漏斗粘度计一个
3.密度计一个
4.秒表一只
5.500ml泥浆杯一个
6.PH试纸一盒
7.20ml量筒1个，待测泥浆500ml
8.GJ—I高搅机一台
四．仪器使用要点
1.ZNB型泥浆密度计
将搅拌均匀的泥浆注入杯中齐杯口为止，轻轻将盖旋转盖紧，擦去外溢泥浆，然后将杠杆主刀口置于底座的刀垫上，移动游码，使水平泡与中间两根红线相切，游码左侧边线所对刻度，即为该泥浆的密度（g/cm3）.
校正方法：测量清水密度应为1.00 g/cm3，否则，须增减枰杆末端调节器中的铅粒。
注意：
①每测完样品都要把刀口放置于刀架上，保护好刀刃。
②每测完样品都要洗净泥浆杯。
2、ZNN型（马氏）漏斗粘度计
用清水刷净漏斗，用手指堵住漏斗管口，把充分搅拌的泥浆经筛网倒入漏斗，直至液面到达筛网底部（1500ml），放开手指，记录流满量杯（946ml）所需的时间，即为泥浆的粘度（s）。
校正方法：20℃左右时，清水粘度为26±0.5s。
注意：
①保护管嘴，不得用铁丝等硬物穿通。
②测量时，漏斗应垂直放好。
3.打气筒失水仪
①松开减压阀，关死放空阀，打气使气筒压力达到1MPa左右，然后顺时针转减压阀，直到压力表读数为0.7MPa。
②用食指堵住泥浆杯气接头小孔，倒入适量的泥浆，使液面与泥浆杯内槽相齐，放好密封圈（擦干），铺一张干滤纸，拧紧泥浆杯盖。
然后装入三通接头，并卡好挂架及量筒。
③缓慢逆时针转放空阀，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。
④记录7.5分钟时钻井液流出的滤液量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽，取下泥浆杯。
⑤假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液毫升数的2倍即为API滤失量。
⑥冲净、擦干泥浆杯及杯盖。
4. PH广泛试纸
将PH试纸放到待测酸碱度的样品中浸湿后取出，待其颜色稳定后（大约30秒），把变色的试纸上侧颜色和标准色对照，估计出泥浆的PH值。
五、步骤
1.校正比重计、漏斗粘度计。
2.将泥浆高速搅拌10分钟后，按四-1、2、3和4的方法操作。
3. 测量泥浆常规性能。
六．数据处理
七、实验总结
做完本实验，我知道了用六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线的方法，学会了如何判断泥浆的流变模式及对应流变参数的计算方法等相关学科知识，锻炼了自己的实际动手能力及团结和作能力，受益匪浅，感谢老师的指导和同学的帮助。
