钻井液润滑性测定

钻井液基本性能评价测试方法目录1 钻井液基本性能及其测试 (3)一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验仪器、设备及药品 (3)（一）仪器、设备 (3)（二）药品 (3)四、实验方法及步骤 (3)（一）泥浆比重的测定 (3)（二）泥浆粘度、切力的测定 (4)1、漏斗粘度的测定 (4)2、旋转粘度计测泥浆流变性能 (5)3、泥浆中压失水量及滤饼厚度的测定 (6)4、实验数据记录与分析 (7)5、泥浆高温高压滤失量及滤饼厚度的测定 (7)2钻井液的润滑性 (11)一、实验目的 (11)二、实验内容 (11)三、实验仪器及测试原理 (11)3.1 EP-B型极压润滑仪 (11)3.1.1、工作原理 (11)3.1.2、操作步骤 (12)3.1.3、注意事项 (14)3.2 Fann212型极压润滑仪 (14)3、钻井液抑制性及抑制剂评价实验 (17)一、实验目的 (17)二、实验内容 (17)三、实验仪器及材料 (17)（1）实验仪器 (17)（2）试验材料 (17)四、实验操作步骤 (17)1、岩心回收率实验 (17)2、页岩膨胀率实验 (18)1 钻井液基本性能及其测试一、实验目的通过实验：1）掌握钻井液基本性能指标及其测定方法；2）掌握常规钻井液性能测定仪器使用方法；理解钻井液性能对钻井作业的影响。

二、实验内容1、比重、流变参数（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流行指数和稠度系数）、失水造壁（失水量、泥饼）等主要性能的测定仪器结构原理及操作方法。

2、比重、粘度、切力、失水量等性能测定。

三、实验仪器、设备及药品（一）仪器、设备天平、D90-1型电动搅拌机、GJ-1型高速搅拌机、量具、不锈钢尺、秒表、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。

2020年10月第36卷第10期石油工业技术监督Technology Supervision in Petroleum IndustryOct.2020Vol.36No.102021年4月第37卷第4期Apr.2021Vol.37No.4钻井液润滑性评价方法对比研究赵虎中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院（河南濮阳457001）摘要摩阻和扭矩高是长水平井、三维井和长裸眼段井等作业中普遍存在的问题，提高钻井液的润滑防卡能力是解决该问题的主要措施之一。

较为精准地评价钻井液的润滑减磨性，选取合理的钻井液体系和润滑剂成为关键技术。

分析了几种常用钻井液润滑性评价方法的优缺点，结合实际需要，在不同条件下选择合理的评价方法。

关键词钻井液；润滑防卡；评价方法Comparison of Evaluation Methods for Lubricity of Drilling FluidZhao HuDrilling Engineering Technology Research Institute,PetroChina Zhongyuan Petroleum Engineering Co.,Ltd.(Puyang,Henan457001,China)Abstract High friction and high torque is common problem in long horizontal wells,three-dimensional wells and long open hole wells. One of the main measures to solve this problem is to improve the lubrication and anti sticking ability of drilling fluid.It is the key to ac⁃curately evaluate the lubrication and wear reduction performance of drilling fluid and reasonably select drilling fluid system and lubri⁃cant.This paper analyzes the advantages and disadvantages of several commonly used evaluation methods of drilling fluid lubricity, and in practice,reasonable evaluation method should be selected under different conditions.Key words drilling fluid;lubrication for anti sticking;evaluation method赵虎.钻井液润滑性评价方法对比研究[J].石油工业技术监督,2021,37(4):24-27.Zhao parison of evaluation methods for lubricity of drilling fluid[J].Technology Supervision in Petroleum Industry,2021, 37(4):24-27.钻井液润滑性是影响实钻过程中定向顺利、起下钻通畅、电测与下套管成功等的重要因素，尤其是长水平井、三维井和长裸眼段井等对钻井液润滑性提出了更高的要求[1-5]。

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。

1.4 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152mm，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。

实验四钻井液润滑性测定一．实验目的1. 掌握钻井液润滑性测定仪器的使用和校正方法；2. 了解钻井液润滑性的调整方法及常见润滑剂对钻井液润滑性能的影响。

二．实验原理钻井液中固相含量对其润滑性影响很大。

随着钻井液固相含量增加，除使泥饼粘附性增大外，还会使泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。

另外，固相颗粒尺寸的影响也不可忽视。

致密、表面光滑、薄的泥饼具有良好的润滑性能。

降滤失剂和其它改进泥饼质量的处理剂（比如磺化沥青）主要是通过改善泥饼质量来改善钻井液的防磨损和润滑性能。

在钻井液条件相同的情况下，岩石主要是通过影响所形成泥饼的质量以及井壁与钻柱之间接触表面粗糙度而起作用的。

（1）惰性固体的润滑机理：固体润滑剂能够在两接触面之间产生物理分离，其作用是在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，从而达到减小摩擦、防止磨损的目的。

多数固体类润滑剂类似于细小滚珠，可以存在于钻柱与井壁之间，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而可大幅度降低扭矩和阻力。

（2）沥青类处理剂的润滑机理：沥青类处理剂主要用于改善泥饼质量和提高其润滑性。

沥青类物质亲水性弱，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上，在井壁上形成一层油膜。

这样，既可减轻钻具对井壁的摩擦，又可减轻钻具对井壁的冲击作用。

（3）液体润滑剂的润滑机理：矿物油、植物油、表面活性剂等主要是通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触（或水膜接触）产生的固-固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。

从而使回转钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其它金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。

三．仪器、药品1. ZNS型打气筒失水仪一台2. 粘滞系数测定仪一台3. 高搅机一台4. 秒表一只5. 钢板尺一个6. 20ml量筒1个7. 滤纸8. 待测泥浆泥浆约500ml9. CMC溶液 500ml四、实验步骤1.接通粘滞系数测定仪的电源，预热15min，并检查电机、清零及显示屏工作是否正常。

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. 掌握钻井液增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：=η·D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：=0 +ηp·D指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：=K·D n 或 Lg=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、增粘剂。

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Ø.要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。