Wondershare EdrawMind
Галерея диаграмм связей Шаг за шагом научите вас играть с раствором 4 Свойства бурового раствора и методы измерения.
- 6
Шаг за шагом научите вас играть с раствором 4 Свойства бурового раствора и методы измерения.
Представлены свойства бурового раствора и методы измерения, в основном включая воронкообразную вязкость, плотность бурового раствора, кажущаяся вязкость, пластическая вязкость, Динамическая поперечная сила и т. д.
Отредактировано в 2024-04-10 16:14:16
Шаг за шагом научите вас играть с раствором 4 Свойства бурового раствора и методы измерения.
- Рекомендовано вам
- Структура
Шаг за шагом научите вас играть с раствором 4: Свойства бурового раствора и методы измерения.
Общие характеристики бурового раствора
Плотность, реология, воронкообразная вязкость, кажущаяся вязкость, пластическая вязкость, динамическое усилие сдвига, статическое усилие сдвига, свойство стенок потерь на фильтре, потери на фильтре, толщина фильтрационной корки, характеристики фильтрационной корки, значение pH, содержание песка, содержание твердой фазы и т. д. .
1. Плотность бурового раствора
Под плотностью бурового раствора понимают массу бурового раствора на единицу объема, обычно выражаемую в г/см3 (или кг/м3). В буровой технике плотность бурового раствора и масса бурового раствора являются двумя эквивалентными терминами.
Часто используемые британские единицы измерения: фунты на галлон (фунты/галлоны), фунты на галлон (фунты/футы3), градиент (фунты/дюйм2/1000 футов).
Перевод единиц плотности бурового раствора:
г/см3= 0,12´ppg
г/см3= 0,016´pcf
ппг = 0,134´pcf
г/см3=8,331бм/га1
Плотность бурового раствора измеряется с помощью специально разработанной шкалы удельного веса бурового раствора (MudBalancer). При измерении сначала заполните чашку для бурового раствора буровым раствором, накройте ее дозирующей крышкой, а затем с помощью хлопчатобумажной марли вытрите буровой раствор, вытекающий из небольшого отверстия в дозирующей крышке. Затем поместите острие шкалы удельной плотности на ножевую подушечку основания и продолжайте перемещать ползунок до тех пор, пока горизонтальный пузырь не окажется в центре двух линий. В это время градус в левой части кода путешествия указывает плотность измеряемого бурового раствора.
Метод калибровки шкалы удельного веса: наполните чистую сухую чашку для образца пресной водой, накройте чашку и высушите внешнюю сторону чашки для образца, поместите лезвие плотномера на подушечку ножа и выровняйте левый край чашки для образца. весы со шкалой 1,00 г/см3, проверьте, сбалансирован ли плотномер (при балансировке горизонтальный пузырек находится в центре). Если он не сбалансирован, добавьте или удалите несколько свинцовых зерен из цилиндра весов, чтобы сбалансировать его.
2. Воронкообразная вязкость
Время, необходимое для вытекания определенного количества бурового раствора из указанного вороночного вискозиметра, измеряется с помощью воронки Маркова и выражается как FV в с/л.
Британская единица измерения — с/кварта (1 кварта = 946 мл), и преобразование между с/квартой и с/л невозможно.
3. Кажущаяся вязкость
Отношение напряжения сдвига к скорости сдвига бурового раствора при определенной скорости сдвига измеряется вискозиметром прямого отсчета и выражается в AV, а единица измерения — мПа·с.
Расчет кажущейся вязкости:
АВ = 1/2*φ600
В формуле: φ600 - значение показания вискозиметра прямого отсчета при 600 об/мин.
Обычно используемая общепринятая единица измерения — сантипуаз (сп), при этом значения мПа·с и сп равны.
4. Пластическая вязкость (Пластическая вязкость)
Величина наклона бурового раствора в условиях ламинарного потока, когда напряжение сдвига имеет линейную зависимость от скорости сдвига, измеряется с помощью вискозиметра прямого отсчета и выражается в PV, а единица измерения - мПа·с.
Расчет пластической вязкости:
PV = φ600－φ300
В формуле: φ300 - значение показания вискозиметра прямого отсчета при 300 об/мин.
Обычно используемая общепринятая единица измерения — сантипуаз (сп), при этом значения мПа·с и сп равны.
5. Динамическая сила сдвига (YieldPoint)
Структурную прочность бурового раствора в условиях ламинарного течения, когда напряжение сдвига и скорость сдвига линейно связаны, измеряют вискозиметром прямого отсчета, выражают в YP, единицей измерения является Па.
Расчет динамической поперечной силы:
YP = AV-PV
Или YP = 1/2(φ300-PV)
Британская единица — фунт/100 футов2, Па = 0,5 фунта/100 футов2.
6. Сила геля
Прочность геля бурового раствора в состоянии покоя описывается начальной фракцией и конечной фракцией и измеряется вискозиметром прямого отсчета. Начальная фракция и конечная фракция выражаются в G10s и G10min соответственно, а единица измерения - Па.
Расчет статической поперечной силы:
G10с = φ310с
G10мин = φ310мин
В формуле: φ310s - после 10 секунд отдыха значение показания вискозиметра прямого отсчета составляет 3 об/мин;
φ310мин – после простоя в течение 10 минут вискозиметр прямого считывания считывает значение со скоростью 3 об/мин.
Британская единица динамической поперечной силы — фунт/100 футов2, Па = 0,5 фунта/100 футов2.
Все вышеперечисленные 3-6 пунктов измеряются с помощью ротационного вискозиметра.
7. n, значение K (n, KValue)
n и K — два реологических параметра, которые описывают псевдопластические жидкости с использованием степенного закона.
n – индекс режима течения, безразмерный. Значение n отражает степень неньютоновости бурового раствора. Чем ближе значение n к 1, тем ближе жидкость к ньютоновской жидкости, чем меньше значение n, тем более очевидно свойство загустевания при сдвиге.
K – коэффициент согласованности, единица измерения – Па·сн. Значение K отражает консистенцию бурового раствора и является интуитивно понятным выражением текучести бурового раствора. Чем выше содержание твердых веществ в буровом растворе, тем мельче частицы и тем больше значение K. Небольшое значение K выгодно для увеличения скорости бурения, но не способствует очистке ствола скважины.
Ротационный вискозиметр:
Жидкость помещается в кольцевое пространство двух концентрических цилиндров. Двигатель приводит внешний цилиндр во вращение с постоянной скоростью через передаточное устройство. С помощью измеряемой вязкости жидкости к внутреннему прикладывается определенный крутящий момент. цилиндр для привода торсионной пружины, соединенной с внутренним цилиндром. Внутренний цилиндр расположен под углом. Размер угла поворота пропорционален вязкости жидкости, поэтому измерение вязкости жидкости преобразуется в измерение угла поворота внутреннего цилиндра. Значения чтения u6: φ600, φ300, φ200, φ100, φ6, φ3
8. Потери при фильтрации (FluidLoss или Filtration)
При заданных условиях испытаний количество фильтрата, отфильтрованного буровым раствором через фильтрующий материал в течение 30 минут, измеряется измерителем водоотдачи и выражается в FL, а единица измерения - мл/30 мин.
APIFL: комнатная температура, давление 690 кПа.
HTHPFL: Температура испытания зависит от температуры забоя скважины, перепад давления составляет 3,45 МПа.
9. Фильтрация осадка
Осадок на фильтрующем материале при измерении потерь на фильтрацию бурового раствора называется фильтрационной коркой.
Толщина фильтрационной корки: Толщина фильтрационной корки после промывки медленным потоком воды, мм.
Качество фильтрационного осадка: описывается как «твердый, мягкий, жесткий, плотный, твердый, рыхлый» и т. д.
10. Значение pH (pHValue)
Отрицательное логарифмическое значение концентрации ионов водорода (моль/л) в буровом растворе (или фильтрате).
pH=7 – нейтральный, pH<7 – кислый, pH>7 – щелочной.
Для измерения используйте колориметрию (тестовую бумагу для измерения pH) или pH-метр.
Значение pH фильтрата бурового раствора обычно используется для указания кислотности и щелочности бурового раствора. Поскольку сила кислотности и щелочности напрямую связана со степенью дисперсности глинистых частиц в буровом растворе, она сильно влияет на вязкость, усилие сдвига и другие эксплуатационные параметры бурового раствора.
Каустическая сода (то есть промышленный NaOH) является основной добавкой для регулирования значения pH буровых растворов. Иногда также используются кальцинированная сода и известь.
При нормальной температуре их водные растворы имеют следующие значения pH:
Ø10%-ный раствор NaOH, pH=12,9;
Ø10%-ный раствор Na2CO3, pH=11,1;
ØНасыщенный раствор Ca(OH)2, pH=12,1.
Тестовая бумага для измерения pH обычно используется для измерения значения pH бурового раствора. Если требуется более высокая точность, можно использовать pH-метр.
11. Содержание твердых веществ и жидкости
Общее количество растворенных и взвешенных веществ в буровом растворе называется содержанием твердой фазы, а общее количество жидкости (включая воду и нефть) — содержанием жидкой фазы. Оно измеряется методом дистилляции и обозначается Vs, Vw и. Vo соответственно. Все единицы измерения - проценты.
12. Содержание песка
Содержание твердых частиц в буровом растворе размером более 74 мм (200 меш) измеряют пескомером и выражают в объемных процентах.
Прибор для измерения содержания песка показан на рисунке:
13. Тест с метиленовым синим.
Используйте раствор метиленового синего с концентрацией 0,1 моль/л для титрования миллилитра раствора метиленового синего, израсходованного, когда каждый миллилитр бурового раствора достигает конечной точки, выраженной в МБТ, а единица измерения — мл/мл.
ОБТ= Вм/В
Be = 14,3 МБТ
В формуле: Емкость МБТ-метиленового синего, мл/мл.
Vm - израсходованный объем раствора метиленового синего, мл
V - Объем пробы бурового раствора, мл
Be - бентонитовый эквивалент, г/л или кг/м3
14. Щелочность
1) Щелочность бурового раствора
Щелочность фенолфталеина в буровом растворе (Pm): Используйте раствор фенолфталеина в качестве индикатора (значение конечной точки титрования составляет 8,3) для титрования количества миллилитров раствора серной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л, израсходованного на миллилитр бурового раствора, выраженного в Pm, единица измерения: мл/мл.
2) Щелочность фильтрата бурового раствора
Щелочность фенолфталеина в фильтрате (Pf): используйте фенолфталеин в качестве индикатора (значение конечной точки титрования составляет 8,3) для титрования количества миллилитров раствора серной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л, израсходованного на миллилитр фильтрата бурового раствора, выраженного в Pf, и единица измерения: мл/мл.
Щелочность фильтрата по метилоранжу (Mf): используйте метилоранж в качестве индикатора (значение конечной точки титрования составляет 4,3) для титрования количества миллилитров раствора серной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л, израсходованного на миллилитр фильтрата бурового раствора, выраженного в Mf, и единица измерения — мл/мл.
Оценка концентрации гидроксид-, карбонат- и бикарбонат-ионов в фильтрате
15. Смазывающая способность
Смазывающая способность бурового раствора является мерой уменьшения трения между бурильной колонной и фильтрационной коркой (или стенкой скважины, обсадной колонной) и относительным движением внутри бурового раствора. В настоящее время для измерения смазывающей способности бурового раствора широко используются два инструмента. : прибор для противозадирной смазки и измеритель LEM.
Помимо вышеуказанных основных свойств бурового раствора, к другим свойствам бурового раствора также относятся ингибирование, термостойкость, электрическая стабильность, флуоресценция и токсичность для организмов.