流变参数计算
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算一、水力参数计算：(p196-199)1、地面管汇压耗：Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）；C----地面管汇的摩阻系数；MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg);Q----排量，l/s(gal/min);C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1；①钻具内钻井液的平均流速：V1=C2×Q/2.448×d2V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；Q-------排量，l/s(gal/min);d-------钻具内径，mm(in)；C2------与单位有关的系数。
当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。
②钻具内钻井液的临界流速V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)；PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps);d------钻具内径，mm(in)MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);C3、C4------与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。
③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi);L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)；V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；d------钻具内径，mm(in)MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);Q-------排量，l/s(gal/min);C3、C6------与单位有关的系数。
流变参数塑形指数计算公式
流变参数塑形指数计算公式流变学是研究物质在外力作用下的变形和流动规律的一门学科，它在化工、材料、食品等领域有着广泛的应用。
其中，流变参数塑性指数是描述物质在外力作用下的变形特性的重要参数之一。
本文将介绍流变参数塑性指数的计算公式及其在实际应用中的意义。
流变参数塑性指数是描述物质在外力作用下的变形特性的一个重要参数，它可以用来评价物质的流变性能。
在实际应用中，塑性指数可以帮助工程师和科研人员了解物质在不同应力下的变形特性，从而指导工程设计和材料选择。
流变参数塑性指数的计算公式如下：\[ N = \frac{\tau_{y}}{K} \]其中，N为塑性指数，τy为屈服应力，K为流变模量。
屈服应力是描述物质在外力作用下开始发生塑性变形的应力值，它是塑性变形发生的临界点。
流变模量是描述物质在外力作用下的变形特性的一个重要参数，它可以反映物质的变形硬度。
流变参数塑性指数的计算公式是通过屈服应力和流变模量的比值来描述物质的塑性变形特性的。
在实际应用中，流变参数塑性指数的计算可以通过实验测试得到。
首先，需要对物质进行流变学实验，通过施加不同的应力，测量物质的变形量和应力值，从而得到物质的屈服应力和流变模量。
然后，将这两个参数代入计算公式中，就可以得到物质的塑性指数。
流变参数塑性指数在实际应用中具有重要的意义。
首先，它可以帮助工程师和科研人员了解物质在不同应力下的变形特性，从而指导工程设计和材料选择。
其次，塑性指数还可以用来评价物质的加工性能和稳定性，对于材料加工和生产具有重要的指导意义。
此外，塑性指数还可以用来评价物质的性能变化和老化情况，对于材料的质量控制和品质评价具有重要的意义。
总之，流变参数塑性指数是描述物质在外力作用下的变形特性的重要参数，它可以通过实验测试得到。
在实际应用中，塑性指数可以帮助工程师和科研人员了解物质的变形特性，指导工程设计和材料选择，评价物质的加工性能和稳定性，评价物质的性能变化和老化情况。
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算一、水力参数计算：(p196-199)1、地面管汇压耗：Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）；C----地面管汇的摩阻系数；MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg);Q----排量，l/s(gal/min);C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1；①钻具内钻井液的平均流速：V1=C2×Q/2.448×d2V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；Q-------排量，l/s(gal/min);d-------钻具内径，mm(in)；C2------与单位有关的系数。
当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。
②钻具内钻井液的临界流速V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)；PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps);d------钻具内径，mm(in)MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);C3、C4------与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。
③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi);L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)；V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；d------钻具内径，mm(in)MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);Q-------排量，l/s(gal/min);C3、C6------与单位有关的系数。
钻井液流变参数的计算及应用
钻井液流变参数(塑性粘度,动切力,静切力,n,k)的测量与计算钻井液的流变参数与钻井工程有着密切的关系，是钻井液重要性能之一。
因此，在钻井过程中必须对其流变性进行测量和调整，以满足钻井的需要。
钻井液的流变参数主要包括塑性粘度、漏斗粘度、表观粘度、动切力和静切力、流性指数、稠度系数等。
一、旋转粘度计的构造及工作原理旋转粘度计是目前现场中广泛使用的测量钻井液流变性的仪器。
它由电动机、恒速装置、变速装置、测量装置和支架箱体等五部分组成。
恒速装置和变速装置合称旋转部分。
在旋转部件上固定一个能旋转的外筒。
测量装置由测量弹簧、刻度盘和内筒组成。
内筒通过扭簧固定在机体上、扭簧上附有刻度盘，如图4—1所示。
通常将外筒称为转子，内筒称为悬锤。
测定时，内筒和外筒同时浸没在钻井液中，它们是同心圆筒，环隙1mm左右。
当外筒以某一恒速旋转时，它就带动环隙里的钻井液旋转。
由于钻井液的粘滞性，使与扭簧连接在一起的内筒转动一个角度。
根据牛顿内摩擦定律，转动角度的大小与钻井液的粘度成正比，于是，钻井液粘度的测量就转变为内筒转角的测量。
转角的大小可从刻度盘上直接读出，所以这种粘度计又称为直读式旋转粘度计。
转子和悬锤的特定几何结构决定了旋转粘度计转子的剪切速率与其转速之间的关系。
按照范氏仪器公司设计的转子、悬锤组合(两者的间隙为1．17mm)，转子转速与剪切速率的关系为：1 r/min＝1.703s-1（4－1）旋转粘度计的刻度盘读数θ (θ为圆周上的度数，不考虑单位)与剪切应力τ(单位为Pa)成正比。
当设计的扭簧系数为3.87×10-5时，两者之间的关系可表示为：τ＝0.511θ (４-2)旋转粘度计有两速型和多速型两种。
两速型旋转粘度计用600 r／min和300 r／min这两种固定的转速测量钻井液的剪切应力，它们分别相当于1022s-1和511s-1的剪切速率(由式4-1计算而得)。
但是，仅在以上两个剪切速率下测量剪切应力具有一定的局限性，因为所测得的参数不能反映钻井液在环形空间剪切速率范围内的流变性能。
实用钻井液计算公式
石油钻井液计算公式1.粘土量的计算：W土=γ土V泥（γ泥-γ水）/（γ土-γ水）2.水量的计算:Q水= V泥- W土/γ土式中：W土——所需粘土的重量, kgV泥——所需泥浆量，m3;γ水——水的密度kg/ m3 ,γ土——粘土的密度kg/ m3 ,γ泥——泥浆的密kg/ m3 ,Q水——所需水量m33.加重计算:W加=γ加V原（γ重-γ原）/（γ加-γ重）式中：W加——所需加重剂的重量γ原——加重前的泥浆密度γ重——加重后的泥浆密度γ加——加重剂的密度V原——加重前的泥浆体积4.稀释计算Q= V原（γ原-γ稀）γ水/（γ稀-γ水）式中：Q——所需水量V原——原泥浆体积γ原——原泥浆密度γ稀——稀释后的泥浆密度γ水——所加水的密度5.循环周计算T=（V井-V柱）/60Q泵式中：T——泥浆循环一周的时间minV井——井眼容积lV柱——钻柱体积lQ泵——泥浆泵排量，l/s6.泥浆上返速度计算V返=12.7 Q泵/(D井2-D柱2)式中：V返——泥浆上返速度, m/sQ泵——泥浆泵排量l/sD井——井径, cmD柱——钻柱外径, cm7.井漏速度计算V漏=Q漏/t时式中；V漏——漏失速度, m3/hQ漏——在某段时间里的漏失量, m3t时——漏失时间h8.流变参数计算(1) 表观粘度：A V=1/2Ø600 (mpa.s)(2) 塑性粘度: PV= Ø600- Ø300 (mpa.s)(3) 动切力: YP=0.478(Ø300-PV) (pa)(4) 流性指数: n=3.322lg(Ø600/ Ø300)(5)稠度系数: K=0.478 Ø300/(511n) (pa.s n) 9. 油气上窜速度(迟到时间法)的计算V=(H油-H钻头t/t迟)/t静式中：V: 油气上窜速度,m/s;H油:油气层深度,m;H钻头:循环钻井液时钻头所在深度,m;t迟:井深(H钻头)米时的迟到时间,min;t:从开泵循环至见油气显示的时间,min;t静:静止时间,即上次起钻停泵至本次开泵的时间,min。
基于遗传算法的钻井液流变模式参数计算
第１ 期
天 然 气 勘 探 与 开 发
的繁殖、 变异 、 竞争等方法进行 的信息交换优胜劣汰 ， 从 而一步步逼近问题最优解 的一种方 法 Ｊ 。通过模
可随机产生 ， 称为进化第一代。 （ ３ ） 遗传操作
拟 自然进化过程搜索最 优解 的方法可广泛应用于参
数的最优化拟合 。 假设实测数据为（ ｙ ， ， ． ｒ ） ， （ ｙ ： ， ： ） …， （ ， ． 『 ） ，
遗传算法是对群体的反复迭代操作 ， 因此需要建 立一个初始 的迭代群 体 ， 群体 的大小视具体 问题而 定， 对较小 的优化问题可选择 １ ０— ２ ０个个体 ， 而复杂
一
使用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ中的 Ｇ Ａ Ｔ Ｏ Ｏ Ｌ 工具箱 进行遗传 算法迭代计算 。Ｇ Ａ Ｔ Ｏ Ｏ Ｌ工具箱中的参数选择为： 以 最小二乘 目 标 函数 （ ６ ） 、 （ ７ ） 、 （ ８ ） 为适应度 函数 ； 各模
其中 ｍ为实测数据个数 。为找到适合的参数使得拟 合 出的模式曲线与实测数据的误差最小 ， 可对三个流
变模式分别构造最ｄ ＂ －乘 目 标 函数 ：
（ １ ） 幂律 模 式 ：
ｋ ， ｎ ） ＝ｌ ∑（ 一 ）
（ ２ ） 宾汉 模式 ：
ｍ ，
（ ６ ）
两个个体的部分结构加 以替换 ， 重组而产生新个体 。 交叉操作一般要求既不要太多地破坏种群 中的优 良 个体模式 ， 又要能够有效地产生一些较好 的新个体模 式 。变异操作的主要 目的是改善算法的局部搜索能 力， 并维持群体的多样性 ， 防止出现早熟现象 。
对优 化 问题解 空 问进行 编 码 ， 也就 是将 解空 间 的
使用（ ２ ） 、 （ ４ ） 、 （ ５ ） 三式分别对聚合物、 聚合醇、 正 电胶和油基 的流变模式进行线性拟合 ， 得到它们相对
第二章 第5节流变性及其调整
按照流体流动时剪切速率与剪切应力之间的关系，流体可以划分为不同的 类型，即所谓流型。除牛顿流型外，根据所测出的流变曲线形状的不同，又可 将非牛顿流体归纳为塑性流型、假塑性流型和膨胀流型。以上四种基本流型的
流变曲线如图所示。符合这四种流型的流体分别叫做牛顿流体、塑性流体、 假塑性流体和膨胀性流体。
性和水化膜）极不均匀引起的。片状的粘土颗粒有两种不同的表面，即带永久负电荷的板 面和既可能带正电荷也可能带负电荷的端面，这样粘土表面在溶液中就可能形成两种不同 的双电层。一般说来，粘土胶体颗粒的相互作用受三种力的支配，即双电层斥力、静电吸 引力和范德华引力。粘土颗粒间净的相互作用力是斥力和吸力的代数和，因此在不同条件 下，会产生以上三种不同的连结方式。
③牛顿内摩擦定律：液体流动时，液体层与层之间的内摩擦力（F）的大 小与液体的性质及温度有关，并与液层间的接触面积（S）和剪切速率 （g）成正比，而与接触面上的压力无关，即 F = m S g 。 ④剪切应力 τ：内摩擦力F除以接触面积S即得液体内的剪切应力τ ，剪切 应力可理解为单位面积上的剪切力，即τ = F/S 。
①曲线过原点 原因：无网架结构；有脆弱不连续的网架结构，一经拆散不易恢复，故 一触即动。
②无直线段：γ ↑，dτ/dγ ↓，即剪切应力与剪切速率之比总是变化的。
（4）假塑性流体的流变模式： = K g n （0<n <1）
又称幂律模式（Power Low Model）。n 为流性指数和K 为稠度系数，是假塑 性流体的两个重要流变参数。
共七十六页
塑性(sùxìng)流体
一、钻井液的基本(jīběn)流型及其特点
（1）塑性流体：如高粘土含量的钻井液、 油漆和高含蜡原油等。 （2）静切应力s ：塑性流体当g = 0时， 0。 也就是说，它不是加很小的剪切应力就 开始流动，而是必须加一定的力才开始 流动，这种使流体开始流动的最低剪切 应 力 （ s） 称 为 静 切 应 力 （ 又 称 静 切 力 、
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。