1、鉆井液與完井液Drilling and Completion Fluids李 方CNPC鉆井液重點研究室（西南石油大學(xué)）,2,成 績 分 布,1、出勤率（10%） （每次出勤聽課，無遲到、早退、缺課者：10分） 2、作業(yè)（20%） （每次獨立完成作業(yè)，并提交作業(yè)：20分） 3、提問（10%） （回答問題正確率達80%以上：10分） 4、期末考試（60%） （期末考試成績100分：60分）,3,課程學(xué)時分布,鉆井液概論(3學(xué)時) 粘土礦物和粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)（6學(xué)時） 鉆井液的流變性（6學(xué)時） 鉆井液的濾失和潤滑性能（5學(xué)時） 鉆井液配漿材料與處理劑（5學(xué)時） 水基鉆井液（5學(xué)時） 油基鉆井液（4

2、學(xué)時） 對付井下復(fù)雜情況的鉆井液技術(shù)（4學(xué)時） 保護油氣層的鉆井液技術(shù)(2學(xué)時) 鉆井液固相控制（自學(xué)）,4,鉆 井 液 與 完 井 液,鉆井液流變性,鉆井液造壁性,鉆井液處理劑,鉆 井 液 體 系,1,核心內(nèi)容,5,第一章 緒 論,本章要求掌握： 鉆井液、完井液功用、類型和組成。 鉆井液、完井液的性能及其測試。 鉆井液、完井液的發(fā)展概況。,2,6,第一節(jié) 鉆井液、完井液的功用類型組成,鉆井液 凡鉆進中一切有助于從井眼產(chǎn)生和清除鉆屑 的流體（液、氣、液+氣）。 廣義完井液 一切與產(chǎn)層接觸的流體（各種鹽水、 聚合物溶液、鉆井液、泡沫等）。 狹義完井液 鉆開油氣層的鉆井液。,3,7,1. 鉆井液的

3、主要作用（簡圖）,8,8,1. 鉆井液的主要作用（具體內(nèi)容）,保持清潔；控制壓力； 冷卻潤滑；防止垮塌； 避免損害；取準(zhǔn)資料； 傳遞功率；承受重量。,9,9,第二節(jié) 鉆井液的組成和類型,2. 鉆井液的組成 分散相+分散介質(zhì)+化學(xué)處理劑 連續(xù)相+不連續(xù)相 液相+固相+化學(xué)處理劑,4,10,組分舉例,某種水基鉆井液組分為： 水 + 膨潤土 + 處理劑 100ml 5g 1g 用組分表示的配方為： 5%膨潤土漿+1%處理劑 配方表示的特點： 用W/V百分數(shù)表示組分。 不考慮處理劑的體積。,5,11,水基鉆井液的典型組成,12,油基鉆井液的典型組成,13,3. 鉆井液的類型,通常根據(jù)分散介質(zhì)分為三大類

4、： 水基鉆井液（Water-Base Drilling Fluids） 油基鉆井液（Oill-Base Drilling Fluids） 氣基鉆井液（Gas-Base Drilling Fluids）,6,14,7,15,鉆井液密度 鉆井液流變性 鉆井液濾失造壁性 鉆井液的pH值和堿度 鉆井液的含砂量 鉆井液的固相含量 鉆井液膨潤土含量 鉆井液濾液分析,第二節(jié) 鉆井液的性能及其測試,16,第三節(jié) 鉆井液技術(shù)的發(fā)展,1. 初步形成時期 1888-1928年； 2. 快速發(fā)展時期 1928-1948年； 3. 高速發(fā)展時期 1948-1965年； 4. 科學(xué)化 時期 1965年-現(xiàn)在。,10,17

5、,發(fā)展 水基鉆井液 清水 分散鉆井液 抑制性鉆井液 不分散聚合物鉆井液 油基鉆井液 原油 柴油為連續(xù)相鉆井液 油包水乳化鉆井液,18,國內(nèi)鉆井液技術(shù)發(fā)展特點,同樣經(jīng)歷了這些階段,但滯后一定時間; 水基體系的研究應(yīng)用比油基體系多; 深井水基鉆井液、防塌鉆井液、聚合物鉆井液理論較成熟； 成功研制了一些鉆井液處理劑； 成功應(yīng)用了一些鉆井液體系，如三磺體系，兩性離子聚合物體系、聚磺體系等； 研制了大量鉆井液性能評價儀器； 計算機應(yīng)用相對滯后。,19,1. 初步發(fā)展時期 自然造漿階段,主要解決問題： 攜帶鉆屑 控制地層壓力 典型技術(shù)： 水+鉆屑+地面土 使用重晶石、鐵礦粉（1920年),11,20,2.

6、 快速發(fā)展時期 細分散泥漿階段,主要解決問題： 泥漿性能的穩(wěn)定 井壁穩(wěn)定 典型技術(shù)： 性能測定儀器研制出來 使用膨潤土、單寧、燒堿、褐煤,12,21,3. 高速發(fā)展階段 粗分散泥漿階段,主要解決問題： 石膏、鹽污染 溫度影響 典型技術(shù)： 各種鹽水、鈣處理泥漿 油基泥漿 處理劑品種16大類,13,22,4. 科學(xué)發(fā)展時期 聚合物不分散鉆井液階段,主要解決問題： 快速鉆井 保護油氣層 典型技術(shù)： 不分散低固相鉆井液 氣體鉆井 保護油氣層的完井液,14,23,第二章 粘土礦物和粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ),本章要求重點掌握內(nèi)容： 1. 幾種粘土礦物的晶體構(gòu)造特點及其水化性質(zhì)。 2. 擴散雙電層理論和電解質(zhì)對電動

7、電勢的影響。 3. 膠體體系的基本概念。 4. 分散度、比表面的概念。 5. 聚結(jié)穩(wěn)定性和沉降穩(wěn)定性概念及其影響因素。,15,24,粘土膠體化學(xué)基礎(chǔ)(Fundaments of clay colloid chemistry),粘土膠體化學(xué)：在一般膠體化學(xué)規(guī)律指導(dǎo)下，專門研究粘土膠體的生成、破壞和物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)。 狹義膠體：膠體大?。ㄈS中任一維尺寸在1-100m之間）的微粒分散在另一種連續(xù)介質(zhì)中所形成的分散體系。 廣義膠體：包括粗分散體系（懸浮體、乳狀液、泡沫）；溶膠；高分子真溶液；締合膠體。 學(xué)習(xí)本章的意義: 粘土是配漿的基礎(chǔ)材料 鉆井液是粘土-水的溶膠-懸浮體 地層造漿、井壁穩(wěn)定、儲層

8、保護等均與地層粘土礦物有關(guān)。,25,幾個基本概念 1. 相和相界面 相 物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)都完全相同的均勻部分。 體系中有兩個或兩個以上的相，稱為多相體系。 相界面 相與相之間的宏觀物理界面。 在相互接觸的兩相中： 若一相為氣體，相界面稱為表面。 若是液/固分界面，稱為界面。,16,26,2.分散相與分散介質(zhì) 分 散 相 在多相分散體系中，被分散的物 質(zhì)。 分 散 介質(zhì) 分散相所在的連續(xù)介質(zhì)。 例如：鉆井液中，粘土顆粒分散在水中。 粘土為分散相； 水為分散介質(zhì)。,17,27,分散度和比表面 分散度 分散相的分散程度。 比表面 單位體積（重量）物質(zhì)的總表面積。 比表面 = S/V = S/W,1

9、8,28,3.吸附作用,吸附物質(zhì)在兩相界面上自動濃集（界面濃度大于內(nèi)部濃度）的現(xiàn)象。 吸附質(zhì)被吸附的物質(zhì) 吸附劑吸附吸附質(zhì)的物質(zhì) 按吸附的作用力性質(zhì)不同，可將吸附分為： 物理吸附 化學(xué)吸附,29,第一節(jié) 粘土礦物的晶體構(gòu)造與性質(zhì),粘 土：主要由粘土礦物和少量非粘土礦物組成的 細粒粘滯土狀物質(zhì)。 特點：粒度 5微米. 成分：粘土礦物（蒙托石等）+ 非粘土礦物（石英、長石等）+ 膠體礦物（蛋白石等）。 粘土礦物：含水的層狀及層 鏈狀鋁硅酸鹽總稱。 特點：具有相對固定的化學(xué)組成和確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部格子構(gòu)造。,19,30,粘土礦物的晶格構(gòu)造和特點,常見的粘土礦物(clay minerals) 高嶺土

10、（Kaolinite） 蒙脫石(Montmorillonite) 伊利石(illite) 化學(xué)組成,31,一、粘土礦物的兩種基本構(gòu)造單元,1.硅氧四面體與硅氧四面體片 硅氧四面體 由一個硅原子和四個等距的氧原子組成的正四面體。硅原子在四面體的中心，氧原子在四面體的頂點。 圖中： 基底氧：四面體底面三個氧原子。 頂端氧：四面體頂點一個氧原子。 O-O距離：2.61埃。 Si-O距離：1.61埃。, 硅原子, 氧原子,20,32, 硅氧四面體片 單個四面體與若干個相鄰四面體通過底面氧相連，構(gòu)成平面連續(xù)的四面體晶格。 四面體片特點： 由SiO4彼此連接而成的Si4O10的無限重復(fù)的六方網(wǎng)格。 所有基

11、底氧排列在同一個平面上。 所有頂端氧在另一個平面上。 平面投影形成正六角形的三層空心六角環(huán)網(wǎng)格。 四面體片在粘土中不能獨立存在。, 硅原子, 氧原子,Si4O10 最小重復(fù)單元分子式,21,33,2. 鋁氧八面體與鋁氧八面體片, 鋁氧（氫氧，Al O(OH)）八面體 鋁原子處于正八面體中心，六個氧原子或氫氧原子處于八面體頂點。 圖中： O-O距離：2.60埃。 OH-OH距離：2.94埃。, 鋁原子, 氫氧原子,22,34, 鋁氧（氫氧）八面體片 單個八面體與相鄰的八面體通過共用晶棱連接起來，頂端和底端氧原子則構(gòu)成兩個平行的平面（每個八面體同相鄰的六個其它八面體通過共用氧（氫氧）連接。 兩種八

12、面體（片） 二八面體（鋁氧片） 每三個八面體中心只有二個中心被Al3+、Fe3+占據(jù)（1/3空位）。 三八面體（鎂氧片）每三個八面體中心全被Mg3+、Fe3+充填（無空位）。, 氫氧原子, 鋁原子,Al4(OH)12 最小重復(fù)單位分子式,23,35,3. 晶片的結(jié)合, 晶層 四面體片和八面體片沿C軸按一定 比例相互重合，通過共用氧原子連接 形成電中性的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)層。 晶體 許多單位晶層在C軸方向上按一定 距離反復(fù)重合而成。 單位晶胞 能代表晶體性質(zhì)的單位層內(nèi)最小物 質(zhì)組合。常以a、b軸范圍表示其大小。 C軸間距 某一晶面與相鄰晶層的對應(yīng)晶面間的距離。 晶格取代 晶體結(jié)構(gòu)中四面體的Si4+ 被Al

13、3+取代,或鋁氧八面體的Al3+被Fe2+、Mg2+等取代，其結(jié)果是晶體結(jié)構(gòu)不變，晶體帶負電。,C,a,C 間距,b,24,36,二、幾種粘土礦物的晶體構(gòu)造,1. 高嶺石（Kaolinite) 晶體結(jié)構(gòu) 1：1型 單元晶層由一層四面體片和一層八面體片組成，所有硅氧四面體的尖頂都朝向八面體，通過共用氧原子連接成晶層。若干個晶層在C軸方向上層層重疊，而在a、b軸方向上連續(xù)延伸。 特點 晶層間連接緊密（晶層一面為“O”層，一面為“OH”層，易形成氫鍵。） 水化分散性差，礦物較穩(wěn)定。 C軸間距=7.2埃。 晶胞分子式：Al4Si4O10(OH)8,-6 +12 -10 +16 -12 - =0,6OH

14、 4Al 4O+2OH 4Si 6O,氧,氫氧,鋁,硅,25,37,2. 蒙脫石（Montmorillonite) 晶體結(jié)構(gòu) 2：1型 兩層四面體片中間夾一層八面體片。每個四面體尖頂均指向中央的八面體，通過共用的氧連接成晶層。若干個晶層按一定距離在C軸方向上重疊構(gòu)成晶體。 晶胞分子式：Al4Si8O20(OH)4 特點 晶格取代 主要在八面體中：Mg2+ Al3+ 補償陽離子：Na+、Ca2+ 陽離子交換容量高： 70-130 毫克當(dāng)量/100克土 水化能力強。,6O 4Si 4O+2OH 4Al 4O+2OH 4Si 6O,氧,氫氧,鋁,硅,14 埃,26,38,3. 伊利石（illite)

15、 晶體結(jié)構(gòu) 2：1型+K+ 晶體結(jié)構(gòu)類似與蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)。 區(qū)別： A 、晶格取代比蒙脫石多，且主要發(fā) 生在四面體片中。 B 、 補償陽離子主要為K+。 C 、 單位晶胞電荷數(shù)比蒙脫石的高 1-1.5倍。 特點 A、 單位晶胞電荷數(shù)高：0.6-1.8。 B、單位層之間由分之間力和K+連接。 C、 陽離子交換容量低： CEC=20-40 meg/100g土 D、水化能力弱。,氧,氫氧,鋁,硅,K+,10 埃,27,39,課 程 小 結(jié),C軸間距,層間陽離子,28,40,粘土的電性,一、粘土晶體的電荷及其來源 1. 永久負電荷 構(gòu)造電荷 來源：晶格取代產(chǎn)生過剩負電荷。 如： 四面體：Al3+ S

16、i4+；八面體：Mg2+ Ai3+。 特點： 永久負電荷主要受晶格取代影響，不受PH影響。 蒙托石的永久負電荷：主要來源于鋁氧八面體，少部分來源于硅氧四面體。 伊利石的永久負電荷：主要來源于硅氧四面體，少部分來源于鋁氧八面體。 高嶺石幾乎無永久負電荷。 永久負電荷大小排序： 伊利石蒙脫石高嶺石。 永久負電荷主要分布在粘土晶層層面上。,29,41,2 . 可變負電荷 表面電荷 來源： 晶體端面的Al OH鍵 例如：在堿性條件： 端面吸附OH-、SiO3 2-等無機陰離子，或有機陰離子聚電解質(zhì)。,Al O-. H+,OH- SiO3 2-,30,42,3. 正電荷 表面電荷 來源：當(dāng)PH8時, A

17、l O H Al+OH- 特點: 受環(huán)境PH值影響 。 正電荷負電荷，因此，粘土一般帶負電。,31,43,二、粘土的交換性陽離子和陽離子交換容量CEC Cation Exchange Capacity 1. 交換性陽離子 粘土表面帶負電，為了保持電中性，必然從分散介質(zhì)中吸附等量的陽離子。這些陽離子吸附于粘土上，可以被分散介質(zhì)中其它陽離子所交換的陽離子。 2. 粘土的陽離子交換容量CEC 定義：分散介質(zhì)的PH=7時，從粘土上所能交換下來的陽離子總量。 通過測定粘土的陽離子交換容量，可以了解粘土表面所帶的負電荷. 特點：礦物種類不同，CEC有很大差別。 蒙脫石：70 130 meg/100g土 伊

18、利石：20 40 meg/100g土 高嶺石：3 15 meg/100g土 粘土的陽離子交換容量及吸附的陽離子的種類對粘土的膠體活性影響較大。,32,44,二、粘土的交換性陽離子和陽離子交換容量CEC Cation Exchange Capacity,3.粘土陽離子交換容量的測定 測定粘土陽離子交換容量的方法很多，經(jīng)典的方法是醋酸銨淋洗法，其基本原理如下： 淋洗劑為醋酸銨NH4Ac，NH4+可交換出粘土中的ca 2+和Mg2+等陽離子，其作用可用圖211表示。,45,4.影響粘土陽離子交換容量大小的因素 (1)粘土礦物的本性 (2)粘土的分散度 (3)溶液的酸堿度,二、粘土的交換性陽離子和陽離

19、子交換容量CEC Cation Exchange Capacity,46,粘土的水化作用,一、粘土礦物的水分 1. 結(jié)晶水 定義：粘土礦物晶體構(gòu)造的一部分。又叫結(jié)構(gòu)水。 特點：溫度 3000C，釋放出結(jié)晶水。 2. 吸附水（束縛水） 定義：由于分之間力和靜電引力吸附極性水分子而在粘土表面上形成的一層水化膜。隨粘土顆粒一起運動，成為束縛水。 特點：溫度1100C，釋放出吸附水。包括：薄膜水、毛細管水、膠體水。 3. 自由水 定義：粘土顆?？紫痘蚩椎乐写嬖诘乃?。不受粘土束縛，可以自由運動。,33,47,二、粘土的水化和水化膨脹 1. 幾個名稱概念 粘土水化 粘土礦物遇水后，在其顆粒表面吸附水分子形

20、成水化膜的過程。 粘土膨脹 水分子進入粘土礦物晶層間，其體積由小變大的過程。 粘土分散 水分子進入粘土礦物晶層間，使粘土由大顆粒變?yōu)樾☆w粒的過程。 粘土收縮 在高溫作用下，粘土礦物吸附的水分子逐漸蒸發(fā)，其體積由大變小的過程。,34,48,2. 引起粘土礦物水化的原因 靠靜電吸附水分子產(chǎn)生水化 靠氫鍵吸附水分子產(chǎn)生水化,35,49,3. 粘土水化的過程 兩個水化過程：表面水化和滲透水化。 表面水化 定 義：粘土礦物晶層表面吸附水分子和補償陽離子吸附水 分子、增大晶層間距的過程。 影響因素：影響表面水化膨脹的三種力： a. 晶層間的范德華力； b. 水化能； c. 晶層間的靜電引力。,36,50,

21、表面水化特點： 主要推動力：表面水化能（水的吸附能）。 表面吸附的水分子只有兩個水分子厚度，體積膨脹小。 產(chǎn)生的膨脹壓大（2000 -4000kg/cm2)。,37,51, 滲透水化 特點： 主要推動力：雙電層斥力。 體積膨脹大。 膨脹壓較小。,38,52,4.影響粘土水化膨脹的因素,(1)因粘土晶體的部位不同，水化膜的厚度也不相同。 層面上水化膜厚，端面上薄。 (2)粘土礦物不同，水化作用的強弱也不同。 蒙脫石、伊利石、高嶺石 (3)因粘土吸附的交換性陽離子不同，其水化程度有很大差別(如鈣蒙脫石，鈉蒙脫石，見下圖)。 Ca2+ max17A, Na+ max 40A (4)泥漿中可溶性鹽類及

22、泥漿處理劑的影響 可溶性鹽類，減低電位 有機處理劑的親水基團，被粘土吸附后形成較大的水化膜。,53,54,第四節(jié) 粘土 水懸浮體的穩(wěn)定性,一、電動現(xiàn)象 萊斯實驗 實驗中觀察到兩個現(xiàn)象： 粘土顆粒通過細砂層向陽極移動，并沉積起來。 水通過粘土團塊的毛細管向陰極流動。 總結(jié)這兩種實驗現(xiàn)象，得到兩個概念： 電泳：在電場作用下，分散相微粒在介質(zhì)中向某一電極移動的現(xiàn)象。 電滲：在電場作用下，液體對固定的帶電荷的固體表面作相對運動的現(xiàn)象。 顯然，電泳和電滲都是外加直流電場于膠體體系引起的運動現(xiàn)象。,萊斯實驗裝置,土粒,水,電泳,電滲,+,-,39,55,二、界面雙電層 1. 膠體顆粒擴散雙電層 膠粒周圍帶

23、有電荷后，會出現(xiàn)如下現(xiàn)象： 反離子擴散分布于膠粒周圍，形成擴散雙電層。 擴散雙電層結(jié)構(gòu) 擴散雙電層 從固體表面到過剩反離子為零處。 吸附層 固體表面緊密吸引著的部分反離子所構(gòu)成。 擴散層 其余反離子擴散地分布在液相中所構(gòu)成。 滑動面 吸附層與擴散層錯開的界面。 膠核：固體表面 膠粒：膠核+吸附層,擴散雙電層結(jié)構(gòu),- - - - - - - - - -,滑動面,吸附層,擴散層,距離,粘土,40,56, 離子的分布 雙電層內(nèi)既有同號離子，又有反離子，其分布如右圖所示。 雙電層電荷必須平衡。,離子分布,反離子,過剩反離子,同號離子,0,X,n,n0,41,57,2. 雙電層中的電勢（位） 表面電勢

24、定義：從固體表面到均勻液相內(nèi)的電勢降。 特點： 固體表面電勢最大。 表面電勢隨離表面距離的增大而大致依指數(shù)關(guān)系降低。 電動電勢 定義：從滑動面到均勻液相的電勢降。 特點： 膠粒帶電越多，電位越高。 大小取決于吸附層內(nèi)的靜電荷數(shù)。,0,x,0,42,58, 電勢方程式 赫斯公式(Helmhohz Smoluchouski) 對于片狀離子： =(4v/DE)3002 對 于 球 離 子： =(6v/DE)3002 式中： 介質(zhì)粘度； v 電泳速度； E 電位梯度；D 液體介電常數(shù),43,59,3. 電解質(zhì)對電位的影響 電解質(zhì)壓縮雙電層作用 電泳實驗表明，任何電解質(zhì)加入，都要影響電泳速度，從而影響電

25、位值。,1= 2,1,2,0,x,電解質(zhì)壓縮恒定表面電勢雙電層,1 2,1,2,0,x,電介質(zhì)壓縮恒定表面電荷雙電層,44,60, 恒定表面電勢型雙電層 吸附定勢離子產(chǎn)生的。其表面電勢由定勢離子濃度決定，基本上不受其它電介質(zhì)濃度的影響，所以其表面電勢不變。 恒定表面電荷型雙電層 由內(nèi)部晶格不完整性引起的。其表面電荷由晶格內(nèi)部的不完整性決定，與電解質(zhì)濃度無關(guān)。 總之，這兩種雙電層均受電介質(zhì)壓縮， 電位要降低。 電解質(zhì)壓縮雙電層機理： 加入電介質(zhì) 正負離子濃度增加 過剩反離子受阻 擴散層減薄 電位降低。,45,61, 影響因素反離子濃度：濃度越高 壓縮越多 電位降低越多。反離子價數(shù)：價數(shù)越高壓縮越

26、多 電位降低越多。 反離子對恒表面電勢型雙電層影響,46,62, 等電態(tài) 電勢等于零，膠粒不帶電，電泳、電滲速度為零的狀態(tài)。 再帶電現(xiàn)象 高價反離子進入吸附層，使電勢改變符號的現(xiàn)象。此時，膠粒電荷反號，電泳方向改變。,電解質(zhì)濃度對電勢的影響,-,x,1,2,電勢 +,等電點,47,63,膠團結(jié)構(gòu) 膠粒膠核+吸附層 膠團膠粒+擴散層 其中： 膠核：由許多分散相分之、原子和離子構(gòu)成，一般具有晶體結(jié)構(gòu)。 膠粒：膠核和吸附層沿滑動面與擴散層分開，但一起運動，帶有電荷。 膠團：由膠粒與擴散層中的反離子構(gòu)成。膠團為電中性的，分散在液體介質(zhì)中便是溶膠。 例如：粘土膠團（蒙托石）結(jié)構(gòu)： m (Al 3.34

27、Mg 0.66 )(Si8O20)(OH)4 0.66mx (0.66m-x)Na+x-xNa+,膠核,膠粒,膠團,粘土膠團結(jié)構(gòu)圖,48,64,. 粘土 水懸浮體的穩(wěn)定性, 粘土 水懸浮體穩(wěn)定性的概念 沉降穩(wěn)定性 聚結(jié)穩(wěn)定性 沉降穩(wěn)定性：在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性質(zhì)。 聚結(jié)穩(wěn)定性：分散相粒子是否容易自動聚結(jié)變大（自動降低分散度）的性質(zhì)。 兩種穩(wěn)定性的關(guān)系： 因為：分散相粒子自動聚結(jié)變大 重量加大 粒子下沉 體 系失去沉降穩(wěn)定性。 所以：聚結(jié)穩(wěn)定性是根本的。,49,65, 影響沉降穩(wěn)定性的因素 Stocks 沉降速度公式： 式中，r 粒子半徑； 分散介質(zhì)粘度； 粒子密度；0 分散介

28、質(zhì)密度。 從上式可見，影響沉降速度v的因素為：r、 、 、 0。 說明： Stocks 沉降速度公式?jīng)]有考慮鉆井液凝膠強度的懸浮作用。,50,66, 影響聚結(jié)穩(wěn)定性的因素 阻礙粘土顆粒聚結(jié)的因素有： 雙電層斥力 ：電勢越高，顆粒間斥力越大，粘土顆粒越難以聚結(jié)合并。 吸附溶劑化膜的性質(zhì)：吸附溶劑化膜的粘度、彈性、厚度越大，粘土顆粒 越難以聚結(jié)合并。 引起粘土顆粒聚結(jié)的因素有： 顆粒之間的吸力（范德華力）：范德華力越大，粘土顆粒越容易聚結(jié)合并。 電解質(zhì)的聚結(jié)作用： 反離子價數(shù)越高，聚結(jié)能力越強； 反離子濃度越高，聚結(jié)能力越強。 同價不同離子的聚結(jié)能力遵循感膠離子序，如堿土金屬的聚結(jié)能力： Cs+

29、Rb+ K+ Na+ Li+ Ba+ Sr+ Ca+ Mg+,51,67,聚結(jié)作用和凝膠 聚結(jié)（Aggregation）形式 面面：顆粒變大，分散度降低，不利于片架結(jié)構(gòu)的形成，粘度下降。 端端端面：形成片架結(jié)構(gòu)，片架結(jié)構(gòu)增強，引起粘度切力增加。 凝膠（gel） 聚結(jié)嚴重時，體系失去了流動性，變成豆腐塊狀的凝膠。 形成膠凝的強度，主要取決于單位體積中片架結(jié)構(gòu)的數(shù)目和每個片架結(jié)構(gòu)的強度。,68,69,本次作業(yè) 1. 鉆井液的主要功用有哪些? 2. 粘土礦物的晶格取代指的是什么? 其結(jié)果如何? 3.粘土端面可否帶正電? 為什么? 4.什么叫表面水化和滲透水化? 它們的主要驅(qū)動力和特點各是什么? 5.

30、什么是粘土的CEC ? 測定它們有何意義? 6.從硅氧四面體和鋁氧八面體出發(fā),簡述高嶺石、蒙托石、伊利石的晶體結(jié)構(gòu)。,52,70,第三章 鉆井液的流變性Chapter 3 The Rheology of Drilling Fluids,本章要求重點掌握： 1. 流動原理及其幾種流型的概念和數(shù)學(xué)模型。 2. 流變參數(shù)的膠體化學(xué)性質(zhì)。 3. 流變性測量原理和流變參數(shù)直讀公式。 4. 鉆井液流變性與鉆井工程的關(guān)系。 5. 鉆井液流變性能的調(diào)節(jié)與維護。,53,71,第一節(jié) 鉆井液的流動狀態(tài)和基本概念,1. 流體的流動類型 穩(wěn) 定 流： 流場中任何點的流動參量不隨時間改變，但不同點的流動參量是可以不同的

31、流動。 特 點： 穩(wěn)定流動是連續(xù)性的。 不穩(wěn)定流：流場中任何點的流動參量不但隨位置不同而變，而且隨時間不同也在改變的流動。 特 點：舊的流動條件剛改變到新的流動穩(wěn)定條件建立之間的流動。 如：流體剛開始流動時；管道橫斷面變寬、變窄處。,54,72, 穩(wěn)定流動類型的變化 塞流 Plug Flow 穩(wěn)定流 層流 Laminar Flow 紊流 Turbulent Flow,塞 流,層 流,紊 流,穩(wěn)定流動類型的變化,55,73,塞流：流體象塞子一樣流動，流速為常數(shù)。 層流：流體分層運動。任意流層與相鄰流層方向相 同，流速不同。 紊流：流體內(nèi)形成無數(shù)小旋渦。任一定點的流速，其大小、方向都在進行著不規(guī)則

32、的、連續(xù)的變化。,56,74,2. 基本概念（預(yù)備知識） 剪切速率 Shear Rate 統(tǒng)一名稱：速梯、剪率、切變率。 常用符號：、D、dv/dx、dv/dr 定 義： = dv/dr = 垂直于流動方向上單位距離內(nèi)的流速增量。 意 義： dv/dr 增大，液流各層間的速度變化大；反之則小。 單 位： = 速度/距離 = cm/s/cm = 1/s = s-1 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)中各部位剪切速率范圍為: 沉砂罐處：1020s-1 環(huán)形空間：50250s-1 鉆桿內(nèi)部：1001000s-1 鉆頭水眼：10007000s-1,57,75, 剪切應(yīng)力 Shear Stress 統(tǒng)一名稱：剪應(yīng)力、切應(yīng)力

33、。 常用符號： 定 義： = F/A = 液層單位面積上的剪切力。 意 義：越大，液流各層所受的作用力越大；反之，越小。 單 位： = F/A = dyn/cm2；Pa。 1Pa = 10dyn/cm2,58,76, 流變曲線 Consistency Curve 定 義：速梯與切應(yīng)力關(guān)系曲線。 表示方法：三種表示法。,0,0,0, ；Q；V；n, ；P；P；,流變曲線表示法,59,77, 粘度 Viscosity 統(tǒng)一名稱：有效粘度、視粘度。 常用符號： 定 義： = / = 單位剪切速率的剪切應(yīng)力。 單 位： = / = dyn/cm2/s- = dyn.s/cm2 = 泊 1泊 = 100

34、mPa.s =100cp = 1dyn.s/cm2,60,78,幾何意義,A.流變曲線上某點與原點相連直線斜率的倒數(shù) A = 1/tg = A / A 越大，越小 圖中： A B,B.流變曲線上某點與原點相連直線的斜率 A = 1/tg = A / A 越大，越大 圖中： A B,0,A,B,2,1,0,A,B,2,1,有效粘度幾何意義,61,79, 漏斗粘度 Funnel Viscosity 定 義：定體積泄流時間。 單 位：秒；s。 類 型： 馬氏漏斗粘度 Marsh Funnel Viscosity 定義：1500ml 流出946ml 的時間。 標(biāo)準(zhǔn)：清水測量值：260.5s 中國漏斗粘

35、度 定義：700ml流出500ml的時間。 標(biāo)準(zhǔn)：清水測量值：150.5s,漏斗粘度計示意圖,62,80,第二節(jié) 基本流型及其分析,一、流體分類 根據(jù)“應(yīng)力 應(yīng)變（流動）（ -）”關(guān)系，將流體分為：,63,81,二、流體分析,對流體研究對象的基本假設(shè)： 連續(xù)介質(zhì) 均質(zhì)性 不可壓縮性 層流,64,82,由流體力學(xué)知，流體有四種基本流型（即牛頓流型、塑性流型、假塑性流型和膨脹流型）。鉆井液大多屬塑性或假塑性流型，因此就對應(yīng)有相應(yīng)的流變參數(shù)。,83,1、牛頓內(nèi)摩擦定律與牛頓流體 牛頓內(nèi)摩擦定律 =F/A=(dv/dr) 表征流體粘性的比例系數(shù)，簡稱牛頓粘度。 F 內(nèi)摩擦力。 牛頓流體 流變性符合牛頓

36、內(nèi)摩擦定律的流體。 類型舉例：水、甘油、單相液體等。 流變曲線：通過原點的直線。 特點： = / =C（常數(shù)）,液體流動示意圖及流變曲線,F,r,dv,dr,r,0,稠液體,稀液體,65,84,2. 非牛頓流體 剪切應(yīng)力與剪切速率不呈線形關(guān)系的流體。 （1）流變特性與時間無關(guān)的非牛頓流體 特點： 與呈單值對應(yīng)關(guān)系。 塑性流體 Plastic Fluids 數(shù)學(xué)模型： - 0 = s 流變曲線：有截距的直線。 流變參數(shù)： 0 動切應(yīng)力 Yield Stress 統(tǒng)一名稱：屈服值、屈服點。 定 義：流體開始呈現(xiàn)層流流動時所需要 的剪切應(yīng)力。 常用符號： 0；YP 單 位：dyn/cm2、Pa 幾何

37、意義：直線截距的切應(yīng)力值。,0,s,0,真實泥漿,塑性體,流型圖,66,85,s 塑性粘度 Plastic Viscosity 定 義：產(chǎn)生單位剪切速率所需要的剪切應(yīng)力。 常用符號： s、PV 單 位：公制：dyn.s/cm2、泊、厘泊。 國際：Pa.s、mPa.s 模式討論 - 0 = s 或者 = s+ 0/ 優(yōu)點： 0， 0 能夠反映多數(shù)鉆井液具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況。 ， 能夠反映多數(shù)鉆井液的剪切稀釋性。 ， s 能夠反映出鉆井液的極限粘度。 缺點： 低剪切速率下： 實 賓 表明模型擬合實際曲線有較大偏差.,67,86,真實泥漿與不同流型的比較,r,0,真實泥漿與不同流型的比較,68,87,

38、假塑性流體 Pseudoplastic Fluids 流變模式： = Kn 流變曲線：過原點凸向切應(yīng)力軸的曲線。 （因其延長線與坐標(biāo)軸交點似乎有一個動切力，故稱其名） 流變參數(shù)： K稠度系數(shù) 意義：反映流體的粘滯性。K越大，流體越難流動。 單位：dyn.sn/cm2 n流型指數(shù) 意義：偏離牛頓流體的程度。 模式討論 = Kn 或者 = Kn-1 0， 0 不符合大多數(shù)鉆井液具有屈服應(yīng)力的特點。 ， 能夠反映鉆井液的剪切稀釋性。 ， 0 無極限粘度，不符合鉆井液情況。,0,r,69,88, 卡森流體 流變模型：1/2 = c1/2 + 1/2 1/2 流變曲線： 1/2-1/2 作圖，為一條直線

39、。 -作圖，為直線與曲線之和。 模式討論 1/2 = c1/2 + 1/2 1/2 0， c 能夠反映多數(shù)鉆井液具有內(nèi) 部結(jié)構(gòu)情況。 ， 能夠反映多數(shù)鉆井液的剪切 稀釋性。 ， 能夠反映出鉆井液的極限粘度。,卡森流體流變曲線,c,0,0, 1/2, c1/2,r1/2,r,70,89,三、剪切稀釋性,1、定義 鉆井液的有效粘度隨剪切速率增加而降低的現(xiàn)象。 特點：剪切速率是變量；粘度是變量。 實質(zhì)：高剪切作用破壞了體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使總的粘滯性降低。 表示法：動塑比 或 YP/PV 意義： YP/PV越大，鉆井液的剪切稀釋性越強。 因為比值大，表明結(jié)構(gòu)多（o大），固含低（s小），體系受剪切稀釋明顯。

40、 顯然：只要能形成結(jié)構(gòu)的鉆井液，均有剪切稀釋性。,71,90,作用：判斷攜屑能力：強者好，有利低速帶砂（結(jié)構(gòu)）。 0.360.48 Pa/mPas 估計鉆頭水眼處的粘度大?。簭娬咝。欣麌娚?。 故：一般要求鉆井液的剪切稀釋能力強。（太強也有害）。,91,2、 流變特性與時間有關(guān)的非牛頓流體 特點： =f (，t ） 觸變性流體 Thixotropy 實驗現(xiàn)象：流體搖動并靜止后形成凝膠，再次搖動后恢復(fù)到原有狀態(tài)。 通俗定義：恒溫恒壓下，流體攪拌后變稀，靜止后變稠的特性。 一般定義： A. 在一定速梯下，剪切應(yīng)力隨作用時間 增加而減小的特性。 B. 在一定速梯下，剪切應(yīng)力隨靜置時間 增加而增大的特

41、性。 膠化定義：等溫情況下，流體狀態(tài)發(fā)生 凝膠溶膠凝膠可逆轉(zhuǎn)變 的特性。,0,t,牛頓體,震凝體,觸變體,72,92, 觸變性機理 流體內(nèi)部的粘土粒子因其物化原因易形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 靜止后：粒子為了滿足表面靜電飽和，在自由能最小部位自行排列而形成凝膠結(jié)構(gòu)。 攪拌時：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐步被拆散。 顯然，凝膠結(jié)構(gòu) = f ( 固含、固相類型、溫度、時間、剪切過程、處理劑類型） 觸變性的兩個特點： A. 形成結(jié)構(gòu)到拆散結(jié)構(gòu)，或反之，在等溫情況下是可逆的，可重復(fù)的。 B. 借結(jié)構(gòu)的變化與時間緊密相關(guān)。,靜置,靜置,攪拌,攪拌,73,93, 觸變性的表示和測量 表示原理：用流體恢復(fù)內(nèi)部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所需時間和最終的靜切

42、應(yīng)力大小表示。 表示方法：觸變性 = 初切力 - 終切力 或者 觸變性 = 初切力/ 終切力 具體表示： 低密度鉆井液：觸變性 = 初切力/終切力 =1分鐘靜切力/10分鐘靜切力 即：觸變性 = 1/ 10 = G1/G10 高密度鉆井液：觸變性 = 10秒鐘靜切力/10分鐘靜切力=10/ 10= G10”/G10,較快的強凝膠,較慢的強凝膠,較快的弱凝膠,較慢的弱凝膠,s,s,t,t,平坦型凝膠,遞增型凝膠,良好型凝膠,脆弱型凝膠,74,94,衡量標(biāo)志： 恢復(fù)結(jié)構(gòu)的速度（即時間）。 最終結(jié)構(gòu)的強度（即最終切力的?。?。 影響因素： 粒子濃度，結(jié)構(gòu)恢復(fù)快、強，觸變性強。 電位，結(jié)構(gòu)恢復(fù)慢、弱，觸

43、變性弱。 若是端面、端端結(jié)構(gòu)為主，恢復(fù)慢，但最終結(jié)構(gòu)強。（需要一定時間完成定向） 若是高聚物吸附土粒形成橋聯(lián)結(jié)構(gòu)，恢復(fù)快，但最終結(jié)構(gòu)強度弱。 鉆井液對觸變性的要求： 結(jié)構(gòu)恢復(fù)要快（有利鉆屑懸浮，防止沉砂） 最終切力要適當(dāng)（防止開泵阻力大，壓力激動）,95,第三節(jié) 鉆井液流變參數(shù)的膠體化學(xué)性質(zhì),學(xué)習(xí)意義： 分散介質(zhì)間吸引力。 流變性=f(流動阻力） 分散相與介質(zhì)粘附力。 反映鉆井液自身結(jié)構(gòu)強弱 分散相之間吸力、斥力。 （可通過化學(xué)處理改變） 即：化學(xué)處理改變體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)（膠化性質(zhì)）改變流阻改變鉆井液流變性 因此，通過鉆井液流變性變化，可以分析： 化學(xué)處理劑作用后，鉆井液體系中分散相結(jié)構(gòu)的微觀變化

44、。 鉆井液體系的穩(wěn)定性。 尋求符合生產(chǎn)實際所需要的鉆井液配方，滿足鉆井工程的需要。,75,96,一、鉆井液的靜切應(yīng)力和動切應(yīng)力 1. 靜切力s 定義： 鉆井液靜止后形成的凝膠結(jié)構(gòu)強度。 鉆井液從靜止到開始塞流流動所需要的最小剪切應(yīng)力。 影響因素： 單個鏈環(huán)的強度 顆粒間引力 電位、水化膜厚度h。 低， 水化膜薄， 吸力占優(yōu)勢，s大。 結(jié)構(gòu)鏈環(huán)數(shù)目/單位體積（結(jié)構(gòu)密度） 顆粒濃度c、分散度。含量大， 分散度高，s大。 處理劑的種類和加量 調(diào)整方法： 升s 提高 c 、分散度，降低 、水化膜厚度h。 降s 與上相反。,76,97,靜切力的實際應(yīng)用 （1）懸浮巖屑和加重材料 懸浮巖屑（球形）所需靜切

45、力為： s（g/cm2) = d(巖- 漿）/6 s（dyn/cm2) = d(巖- 漿）/6 經(jīng)驗數(shù)據(jù)： 初切力 =26 Pa時，可達到良好的懸浮能力。 終切力 =2初切力，屬于良好型觸變體。 終切力 =5初切力，屬于遞增型觸變體。此時，會造成泵壓過高，易壓漏地層。 （2） 影響井內(nèi)液柱壓力激動（閱讀） 測量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測其靜止10分鐘的切力。（用最低轉(zhuǎn)速：每分鐘3轉(zhuǎn)）或用浮筒切力計。,靜切力示意圖,G =重力-浮力,s,77,98,2. 動切應(yīng)力0（YP） 定義：鉆井液開始作層流流動時，必須要的最小剪切應(yīng)力。 實質(zhì)：層流流動時，流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)一部分被拆散，另一部分重新恢復(fù)。當(dāng)拆散 與恢

46、復(fù)速度相等時，保留的那部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的剪切阻力。 0與s的區(qū)別： 0為層流流動條件下固體顆粒之間吸引力的量度； s為靜止條件下固體顆粒之間吸引力的量度； 塑性流體特有的性質(zhì)，反映鉆井液作層流流動時，粘土顆粒之間及高聚物分子之間的相互作用力。（即結(jié)構(gòu)拆散、恢復(fù)達到動平衡時的結(jié)構(gòu)強度。） o是常量，不隨速度梯度變化，體系定它則定。,78,99,影響因素（類似于靜切力） 單個鏈環(huán)的強度 顆粒間引力 電位、水化膜厚度h。 結(jié)構(gòu)鏈環(huán)數(shù)目/單位體積（結(jié)構(gòu)密度） 顆粒濃度c、分散度。 處理劑的使用：吸附端面，拆散削弱結(jié)構(gòu)，o 降低。 高分子聚合物的使用：吸附橋聯(lián)，o升高。 調(diào)整方法： 升s 提高 c、分

47、散度，降低 、水化膜厚度h。 降s 與上相反。,79,100,作用：鉆井過程中懸浮攜帶巖屑。（動態(tài)條件） o的大小反映了鉆井液攜屑能力的大小。o大，說明層流時結(jié)構(gòu)強度大，流核面積大，攜屑能力強，反之弱。 測量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測600轉(zhuǎn)和300轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，代入賓漢公式或相應(yīng)的直讀公式計算而得。 o=5.11（300-PV） o=0.511(2300-600),101,旋轉(zhuǎn)粘度計,102,二、鉆井液的粘度 1. 表觀粘度(有效粘度、視粘度） 定義： = / 表觀粘度隨速梯而變，同一體系，不同速梯，i不同. 意義：鉆井液作層流流動時，表觀粘度等于以下四部分內(nèi)摩擦力的微觀統(tǒng)計 結(jié)果： 固 -固顆粒間內(nèi)

48、摩擦阻力； 固 -液相分子間內(nèi)摩擦阻力； 液 -液分子間內(nèi)摩擦阻力； 固相結(jié)構(gòu) -液相分子間內(nèi)摩擦阻力。 幾種流體（模式）表示的表觀粘度： 賓 漢 體：= s+ 0/ 假塑性體：= K()n-1 卡 森 體：= ()1/2 +(0/ ）1/21/2,80,103,實質(zhì)：鉆井液在流動過程中實際表現(xiàn)出來的總的粘滯性。 作用：衡量鉆井液的宏觀流動性。 測量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀?，F(xiàn)場習(xí)慣用600轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的1/2值表示，AV=600/2。方可將對應(yīng)速梯下測得的切力值代入賓漢或指數(shù)方程求得。,104,2. 賓漢體的塑性粘度s 定義：層流流動時，流體內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破壞與恢復(fù)處于動態(tài)平衡時，以下三部分內(nèi)摩擦力的微

49、觀統(tǒng)計結(jié)果： 固 -固顆粒間內(nèi)摩擦阻力； 固 -液相分子間內(nèi)摩擦阻力； 液 -液分子間內(nèi)摩擦阻力； 特點： s不隨dv/dr變化而變化。 影響因素： 固相含量：固含 s ； 分散度：分散度 s ； 液相粘度：液相粘度 s ； 水溶性處理劑的粘度：水溶性處理劑的粘度 s 。 調(diào)整s 的方法：根據(jù)影響因素升、降s 。 顯然，它直接反映了鉆井液中固相含量的高低及分散程度。,81,105,作用：衡量判斷鉆井液中固相含量的高低及分散程度。 高則有害，低則有利。 PV與YP是塑性型鉆井液的兩個重要流變參數(shù)，它們直接影響流阻、壓降、水力功率的大小及井眼凈化的程度。 測量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測600、300讀值

50、。 PV=600-300 mPas,106,3. 假塑性體的 n、k 流性指數(shù) n：n= f(內(nèi)部結(jié)構(gòu)強弱） n反映了流體的非牛頓強弱，n越小，流體非牛頓性月強。 表示假塑性流體中結(jié)構(gòu)的多少及存在的形式。 當(dāng)n1時：表明結(jié)構(gòu)少，且不連續(xù)。n=1時，完全無結(jié)構(gòu)，牛頓體。 當(dāng)n0時：表明結(jié)構(gòu)逐漸增多，且連續(xù)。非牛頓性越強。 作用：判別攜屑能力：n小，流核大，帶砂好。n=0.40.7好。 判斷剪切稀釋性：n越小，剪切稀釋能力越強。（結(jié)構(gòu)多） 調(diào)整 n值方法： 降 n 加入活性膨潤土、無機鹽、高分子聚合物等； 提 n 加入清水、稀釋劑等。,82,107,3. 假塑性體的 n、k,稠度系數(shù) k：k =f

51、 (液相、固相含量及其性質(zhì)）單位：達因秒n/厘米2 表示假塑性鉆井液的稀稠程度。 由假塑性流體本構(gòu)方程：=KDn可知， 當(dāng)n=1時，=KD（即為牛頓體）。顯然，此時K即為牛頓粘度（牛頓內(nèi)摩擦系數(shù)），說明K與粘度有關(guān)。 實質(zhì)：假塑性流體在一定速梯下非結(jié)構(gòu)性內(nèi)摩擦的反映。 作用：衡量鉆井液流動阻力的高低及固相含量的多少。 降k值方法（與提k方法相反）： 增加惰性固體含量； 稀釋或者除砂； 加入膨潤土。,108,第四節(jié) 鉆井液流變參數(shù)的確定,一、旋轉(zhuǎn)粘度計原理和基本計算公式 1. 內(nèi)、外筒式旋轉(zhuǎn)粘度計原理 內(nèi)外筒之間充滿被測鉆井液，當(dāng)外筒旋轉(zhuǎn)時，通過流體的粘性帶動同軸內(nèi)筒轉(zhuǎn)動，使扭力彈簧扭轉(zhuǎn)一定角度

52、至平衡為止，由此反應(yīng)不同流體的剪切應(yīng)力大小。 因為內(nèi)、外筒尺寸和外筒轉(zhuǎn)速確定了內(nèi)筒外舴面的剪切速率，所以，可根據(jù)測得的“-”關(guān)系計算鉆井液的流變參數(shù)。,旋轉(zhuǎn)粘度計原理圖,R1,dr,R2,R1,R,L,h,83,109,2. 旋轉(zhuǎn)粘度計基本計算公式 將線速度梯度代入牛頓內(nèi)摩擦定律，并考慮內(nèi)筒外表面切應(yīng)力，可推得以下旋轉(zhuǎn)粘度計的基本公式： =M / ( 2R12h ) =2R22 / (R22 - R12) = R22n / 15 (R22 - R12) 式中： 外筒旋轉(zhuǎn)角速度； n 外筒每分鐘轉(zhuǎn)速； R1 、 R1 內(nèi)、外筒半徑。,84,110,二、鉆井液流變參數(shù)的確定 1. 儀器參數(shù)的確定

53、常用儀器：Fan-35SA型旋轉(zhuǎn)粘度計。 儀器參數(shù)： R2 R1 R2/R1 h k cm cm cm 格 dyn.cm/格 1.8415 1.7245 1.0678 3.8 300 386 將儀器參數(shù)代入 =R22n / 15 (R22 - R12) 中，得到：=1.703 n 利用該式，可以計算出不同轉(zhuǎn)速下的剪切速率。 r/min 600 300 200 100 6 3 r.s-1 1022 511 340.7 170.3 10.22 5.11,85,111,又根據(jù)測定扭距 M = k，得到儀器最大測定扭距： Mmax = 300 380 = 115800 dyn.cm 將其代入 =M /

54、 ( 2R12h )，得：max = 1533 dyn/cm2 由此，可得到儀器扭簧系數(shù)：C = / = 1533/300 = 5.11 dyn/cm2/格 綜上可見，我們已經(jīng)得到了如下公式： = C = 5.11 =1.703 n 流變參數(shù)精確計算公式（根據(jù)直線的兩點法則推得） 因此，可以利用這些公式導(dǎo)出鉆井液流變參數(shù)的直讀計算公式。,86,112,2. 不同流體的流變參數(shù)直讀公式 牛頓流體 Newtonian Fluids： = 300 = 1/2 600 mPa.s 賓漢塑性流體 Bingham Model s =600- 300 mPa.s =600/2 mPa.s 0 = 0.511(300- s) mPa.s 假塑性體 Power Law Model n = 3.322 lg(600 /300) K = 0.511300 /511n Pa.sn 卡森流體 Casson Model 1/2 = 2.42 (6001/2 - 3001/2) (mPa.s)1/