钻井液含砂量的测定
钻井液性能参数测定步骤
6、保持直立的状态冷却至室温,放掉压滤器内的压力,小心取出滤纸,用水 冲洗滤饼表面上的浮泥,测量滤饼厚度，即为HTHP泥饼。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定
2、将已用高速搅拌器搅拌1min后的钻井液倒入压滤器中,使钻井液液 面距顶部为1cm,盖好盖并把刻度量筒放在滤失仪流出口下面。
钻井液各种参数测定
3、迅速加压并记时间,所加压力0.69MPa，压力源采用压缩氮气。 4、当滤出时间到15min时, 读取滤液的体积，API失水即为读取值得2倍。 5、取出滤纸，用钢板尺量取泥饼厚度，即为API泥饼厚度。
钻井液各种参数测定
1、把2mL的钻井液加到盛有10mL水的锥形瓶中。 2、加入15 mL过氧化氢溶液和0.5mL硫酸溶液，缓慢煮沸10min,但不能蒸干,用 水稀释至50mL。
钻井液各种参数测定
3、以每次0.5mL的量把亚甲蓝溶液加到锥形瓶中,并旋摇30s。在固体悬浮的状态 下,用搅拌棒取一滴液体在滤纸上,当染料在染色体周围显出蓝色环时,即已达到 滴定终点。 4、当蓝色环从斑点向外扩展时,再旋摇锥形瓶2 min,再取一滴滴在滤纸上,如果 蓝色色环仍然是明显的,则已达到终点.如果色环不出现,则继续第三步试验,直至 摇2 min后取一滴滴在滤纸上而显出蓝色环为止。
钻井液各种参数测定
5、接通电源,开始加热蒸馏,直至量筒内的液面时不再增加后再继续加热10 min, 记录收集到的油水体积。 6、固相体积百分数等于样品总体积与油水体积的差值。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定
钻井液参数测定及维护
钻井液流变模式
钻井液流变性与钻井的关系
1、流变性与悬浮携带岩屑和净化井眼的关 系。钻井液粘度的作用是将井底的钻屑有 效地携带到地面，这是关系到能否安全快 速钻井的问题。实践表明：钻井液粘度、 切力越大，钻井液悬浮和携带岩屑的能力 越强，井眼的净化效果越好。反之钻井液 粘度、切力降低，钻井液悬浮和携带岩屑 的能力变差，井眼的净化效果差。
3．动切力
• 钻井液的动切应力反映的是钻井液在层流 时，粘土颗粒之间及高聚物分子之间相互 作用力的大小，即钻井液内部形成的网状 结构能力的强弱。用YP或者τ0表示，单位 是Pa（帕）。
4．表观粘度
• 钻井液的表观粘度又称有效粘度或视粘度， 是钻井液在某一速度梯度下，剪切应力与 速度梯度的比值，用AV表示，单位是 mPa·S（毫帕·秒）。
2、钻井液流变性与机械钻速的关系。实践 表明：在钻井过程中，钻井液粘度、切力 升高，钻速下降。原因是：一钻井液粘度、 切力大，流动阻力大，消耗的功率也大， 在泵功率一定的情况下，钻井液泵的排量 相应降低，降低了钻井速度。二是钻井液 粘度大，钻头在破碎岩石时，高粘度钻井 液在井底形成一个粘性垫层，粘性垫层缓 和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用， 使机械钻速降低。
钻井液流变性是钻井液的一项基本性能， 它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用： （1）携带岩屑，保证井底和井眼的清洁； （2）悬浮岩屑； （3）提高机械钻速； （4）保持井眼的规则和保证井下安全。
钻井液的流变性对钻井工作的影响主要体 现在悬浮岩屑、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻 具5个方面。
液体的基本流型通过实验研究，归纳 为四种基本流型：牛顿流型、塑性流型、 假塑性流型和膨胀流型。一般钻井液属于 塑性流型。
按照API推荐的钻井液 性能测试标准， 需检测的钻井液常规性能包括：密度、漏 斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API 滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂 量、固相含量、膨润土含量和滤液中各种 离子的质量浓度等。
钻井液含砂量
1、含砂量
含义：钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网（即粒径大于74微米的砂粒占钻井液总体积的百分数）
要求：在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5％以下
含砂量过大会对钻井过程造成危害：
使钻井液密度增大，对提高钻速不利
使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量
测定方法：
①将一定体积的钻井液注入玻璃容器中，注入清水至刻度线
②用力振荡后将容器总的流体倒入筛网过筛
③筛完后将漏斗套在筛网筒上翻转，漏斗嘴插入玻璃容器
④将不能通过筛网的砂粒用清水冲入玻璃容器，待砂粒全部沉淀后读出体积刻度
⑤最后由式求出钻井液含砂量(N)：N=V砂粒/V钻井液×100%
泥饼中级砂粒含量过高会使泥饼的摩擦系数增大，容易造成压差卡钻
增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命
降低பைடு நூலகம்井液含砂量
（最有效的方法）充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含量进行有效的控制
2、含砂量的测定
测定仪器：含砂量测定仪
一个带刻度的且类似离心试管的玻璃容器、一个带漏斗的筛网筒（筛网为200目）
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定一.密度的测定1、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
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、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
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，待泥浆流满量杯到达它的边缘时，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、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
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、按平安检查表内容检查仪器，确保仪器平安可靠。
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，翻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。
含砂量测定程序
含砂量测定程序
5.1、概述
钻井液的含砂量是指大于74µm的颗粒在钻井液中的体积百分数，它是用一套筛砂装置测定的。
5.2、仪器
a)直径为63.5mm、孔径0.074mm的筛子。
b)与筛子配套的漏斗。
c)标有应加入钻井液样品体积刻度线的玻璃测量管。
为直接读
出含砂量百分数，此玻璃管标有0至20的百分数刻度线。
5.3、测定程序
5.3.1、将钻井液注入至玻璃管“钻井液”标记处，加水至另一标记处。
堵住管口并剧烈振荡。
5.3.2、将此混合物到入洁净、湿润的筛网上，弃掉通过筛网的流体。
在玻璃管中再加些水，振荡并到入筛网上，重复直到测量管清洁。
冲洗筛网上的砂子以除去残留的钻井液。
5.3.3、将漏斗口朝下套在筛筐上，缓慢倒置，并把漏斗尖端插入到玻璃管中。
用小水流通过筛网将砂子冲入测量管内，使砂子沉淀，从玻璃测量管上的刻度，读出砂子的体积的百分数。
5.3.4、以体积百分数记录钻井液的含砂量。
记录钻井液取样位置，如振动筛上流、吸入管等。
比砂子粗的其他固体颗粒（如堵漏材料）也会留在筛网上，应注明这类固相的存在。
钻井液现场测试程序
钻井液现场测试程序●漏斗粘度Fv1.用手指漏斗堵住流出口,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。
2.移去手指同时计时,记录注满1000ml刻度杯的时间(单位:s)。
3.测量并记录钻井液温度。
●密度ρ1.将密度计底座放置在水平面上。
2.用量杯量取钻井液,测量并记录钻井液温度。
3.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杯盖的小孔中流出。
4.用手指压住杯盖小孔,用清水冲洗并擦干样品杯外部。
5.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)。
6.记录读值。
7.倒掉钻井液,将仪器洗净,擦干以备用。
●表观粘度A V、塑性粘度PV、切力YP1.将待测定钻井液倒入样品杯后放置在仪器的样品杯托架上,调节高度使钻井液的液面正好在转筒的测量线处。
尽快测量，并记录钻井液温度。
2.将粘度计的转速调至600rpm,待读值稳定后读取并记录。
3.将转速调至300rpm,待读值稳定后读取并记录。
4.如需要,按相同方法读取并记录200,100,6,3 rpm的读值。
5.在600rpm下搅拌10s,静止10s后在3rpm下读取并记录最大读值,再在600rpm搅拌10S,并静止10min后读值并记录3rpm下的最大读值。
6.计算表观粘度AV=Ф600塑性粘度PV=Ф600-Ф300动切力YP= (Ф300-PV)初切G10”=21Ф3终切G10’=21Ф3●中压失水FL/K1.将已用高速搅拌器搅拌1min后的钻井液倒入压滤器中,使钻井液液面到顶部刻度，在洁净、干燥的压滤器内放一张干燥的滤纸,将垫圈等按顺序装配好，盖好盖并把刻度量筒放在滤失仪流出口下面。
2.迅速加压并记时,所加压力690±35Kpa（100psi）。
压力源可用氮气、二氧化碳气体或压缩空气,禁用氧气.3.当滤出时间到30min时,将滤失仪流出口上的残流液滴收集到量筒中,移去量筒,读取并记录所采集的滤液的体积FL（单位：mL）,同时测定并记录钻井液的温度。
3 钻井液性能及其测试
用清水校正
用淡水注满洁净、干燥的样品杯，盖上杯
盖并擦干样品杯外部，把密度计的刀口放 在刀垫上，将游码左侧边线对准刻度1.00 g/cm3处，观察密度计是否平衡（平衡时 水平泡位于中央），如不平衡，在平衡圆 柱上加上或取下一些铅粒，使之平衡。
3.钻井液密度的调整
加入重晶石等加重材料是提高钻井液密度最常 用的方法。 在加重前，应调整好钻井液的各种性能，特别要 严格控制低密度固相的含量。一般情况下，所需 钻井液密度越高，则加重前钻井液的固相含量及 粘度、切力应控制得越低。 加入可溶性无机盐也是提高密度较常用的方法。 如在保护油气层的清洁盐水钻井液中，通过加入 NaCl，可将钻井液密度提高至1.20 g/cm3左右。
四、钻井液的pH值和碱度
1.钻井液的pH值
通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性。由于酸碱性的 强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会在很大程 度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能参数。
右图表示经预水化的膨润土 基浆(其中膨润土含量为 57.1kg/m3) 的 表 现 粘 度 随 pH 值的变化。由图可知，当pH 值大于9时，表现粘度随pH 值升高而剧增。其原因是当 pH值升高时，会有更多OH被吸附在粘土晶层的表而， 进一步增强表面所带的负电 松科1井，470m处井口泥浆， 性，从而在剪切作用下使粘 pH为6.5，失水量为18ml；加 土更容易水化分散。 入0.5%KOH后，pH为10.5， 失水量为14.4ml。
钻井液性能及其测试
蔡记华
钻井液常规性能包括：密度、流变性（漏
斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、
静切力等）、滤失造壁性（滤失量、滤饼
厚度、滤饼性能等）、pH值、含砂量、固
钻井液工基本知识
钻井液工基本知识①测量密度：将密度计底座放置至水平面上，用量杯量取钻井液，测量并计录钻井液密度；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杯盖的小孔中流出；用手指压住杯盖小孔，洗净擦干样品杯外部，把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码，直至来稳（水平泡位于中央）；读出游码左侧所示的刻度即为钻井液密度；倒掉钻井液，将仪器洗净，擦干备用。
②测量马氏漏斗的粘度：取氏测钻井液，用手指堵住流出口通过筛网注入内，直到刚好注满筛子底面为止，此时刚好1500ml，把946ml刻度杯置于流出口下，移去手指同时计时，计录注满刻度杯所用的时间（ｓ）即为钻井液的马氏漏斗粘度。
③测量中压滤失量和pH值：用食指堵住洗净的钻井液杯气流小孔，装入适量钻井液（离杯口0．５ｃｍ），依次放入密封圈、滤纸，宁紧钻液杯盖，悬挂在三通接头上，并卡好挂架和量筒，关闭放空阀，微调减压阀手柄，使压力指示为0.7ＭＰa,滴液开始计录时间,7.5min或30min,取下钻井液杯打开杯盖取出泥饼,用小冲去泥饭表面的浮泥,用钢板尺测量其厚度。
将钻井液杯洗净擦干备用。
计量滤失量及泥饼厚度，若测定时间为３０min，滤失量和泥饼为直读数，若测定时间为７.5min测滤失量和泥饼均乘以２。
④含砂量的测定：将待测钻井液注入含砂量管中至“钻井液”刻度线处（２３ｍｌ），再注小至“水”刻度线处，用手盖住含砂量管口，将钻井液和水摇匀后，摇荡过筛，再用清水洗净，然后把筛框倒置在含砂量管上，用水将不能通过２００目筛网的砂子冲到含砂量管里静置，待不再有下落物时，直读含砂量的百分数。
⑤钻井液固相含量的测定：将待测钻井液倒入杯内，（注意：不要溢出）。
将钻井液杯盖放置杯口，让多余的钻井液从盖子上的小孔溢出，擦净溢出的钻井液（此时杯内钻井液体积为２０ｍｌ）。
轻轻拿起杯盖，并滑动盖子，将粘附在盖上面的钻井液刮回到钻井液杯中。
向钻井液中加入2～3滴消泡剂，将钻井液体与套筒相接。
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此外还有砂当量法，即 通过化学方法成功的将 泥与细集料分离，不会 造成小于0.075mm细 颗粒流失。
学习任务: : 1、能够采用筛洗法准确测量钻井液的含砂 量; 2、能够解释钻井液测含砂量的原因。
基础知识
• 钻井液含砂量的概念 钻井液中不能通过200目筛网（边长为 74微米）的砂砾，即直径大于 0.074um的砂砾占钻井液总体积的百分 数。用符号“N”表示。
钻井液含沙量测定实验
准备工作 1、含砂仪量筒 2、小漏斗、过滤筛网 3、钻井液、1000ml液杯
钻井液含砂量测定仪是 一种简单、可靠、有效 和准确测量钻井液含砂 量的仪器装置，它使用 滤网分解的方法决定砂 子的含量。
实验步骤
• 取搅拌均匀的钻井液，注入到含砂仪量筒至钻井液刻度线，然后 加水至稀释刻度线，用手指堵住口并用力摇匀。 • 取出过滤筒，将稀释好的钻井液倒入过滤筒进行过滤，同时用清 水冲洗筒中的所有物质一起过滤。敲击筛筒边沿，以促使注入的 钻井液通过筛网，若残留砂砾而不干净，则应用清水反复冲洗直 至干净。 • 将小漏斗套在过滤桶上端，慢慢倒置，将漏斗下端插量筒内，垂 直放置静止。 • 待砂砾完全下沉后，读取量筒内砂砾所在刻度线即为钻井液的含 砂量。 • 测量油基钻井液的含砂量时可用轻质油代替清水来经行上述操作
降低钻井液含砂量的方法
（１）机械除砂。充分利用振动筛、除砂器、除 泥器等设备，对钻井液的固相含量进行有效的 控制。 （２）化学除砂。通过加入化学絮凝剂，将细小 砂粒变大，再配合机械设备除之。常用的絮凝 剂有聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺等。
谢谢，再见！
钻井液含砂量过大的危害
• 使钻井液密度过大，对钻速不利； • 使形成的泥饼松软，导致滤失量增大， 不利于井壁稳定，并影响固井质量； • 泥饼中粗砂粒含量过高，会使泥饼的摩 擦系数增大，容易造成压差卡钻； • 增加对钻头钻具的磨损，缩短其使用寿 命。
钻井队含沙量的基本要求
• 含砂量高时，钻井液密度升高，钻速降 低，滤饼质量变差，滤失变大，滤饼摩 擦系数变大，影响固井质量。电测遇阻， 地质资料不准，对设备的磨损严重。钻 井液含砂量越小越好，一般控制在0.5% 以下。