智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)手機(jī)站
智能制造網(wǎng)小程序
智能制造網(wǎng)官微
智能制造網(wǎng)服務(wù)號(hào)
直播推薦
預(yù)告
回放
企業(yè)動(dòng)態(tài)
- Qt Group發(fā)布技術(shù)中立型Qt生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展計(jì)劃
- 藍(lán)凌OA＋低代碼，10大業(yè)務(wù)應(yīng)用提效專精特新“小巨人”
- Quintus科技Flexform™工藝亮相CIMT 2025引業(yè)內(nèi)關(guān)注
- 以技術(shù)硬實(shí)力贏得國(guó)際信賴—皓天鑫大型高低溫測(cè)試箱點(diǎn)亮德企業(yè)品質(zhì)
- 紛享銷客發(fā)布首個(gè)企業(yè)級(jí)智能CRM平臺(tái)ShareAI
- 揭秘西企業(yè)數(shù)字化＋低碳化轉(zhuǎn)型“工具箱”：西門子Xcelerator
- 企業(yè)AI賦能數(shù)智制造，用友U9 cloud世界級(jí)云ERP煥新升級(jí)
- 《“智“領(lǐng)石化，“質(zhì)“造未來(lái)——威圖石化行業(yè)數(shù)智化實(shí)踐白皮書》隆重發(fā)布
推薦展會(huì)
摘 要:
為了解超高溫高壓條件下鉆井液的流變規(guī)律,采用M7500 型超高溫高壓流變儀測(cè)定了勝科1 井四開井段抗高溫鉆井液的超高溫高壓流變性并進(jìn)行了分析研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,抗高溫鉆井液的表觀黏度、塑性黏度和動(dòng)切力隨溫度的升高而降低,隨壓力的增加而增大;溫度對(duì)流變性的影響遠(yuǎn)比壓力的影響大,但隨著溫度的升高,壓力的影響逐漸增大。流變曲線擬合結(jié)果表明,赫切爾2巴爾克萊模式能夠比較準(zhǔn)確地描述超高溫高壓條件下抗高溫鉆井液的流變性。在大量現(xiàn)場(chǎng)鉆井液流變性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用回歸分析方法建立了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井下超高溫高壓條件下鉆井液表觀黏度的數(shù)學(xué)模型。該研究為超高溫鉆井液技術(shù)在勝科1 井的成功應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。
國(guó)內(nèi)外鉆井實(shí)踐表明,鉆井液的流變性對(duì)提高機(jī)械鉆速、井眼凈化、井眼穩(wěn)定和地面清除固相的效果都有十分重要的作用[122 ] 。為了確保深井、超深井的鉆進(jìn)安全,有必要了解井下鉆井液的流變性能否滿足鉆井的需要,以便及時(shí)采取相應(yīng)的調(diào)整措施,這就需要對(duì)深部井段高溫高壓條件下鉆井液的流變性進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)鉆井液高溫高壓流變性進(jìn)行了研究,但研究的溫度一般不超過(guò)200 ℃,壓力不超過(guò)100 MPa ,這顯然與超深井井底溫度和壓力有一定差距[327 ] 。鉆井液在超高溫（大于200 ℃）高壓條件下的流變規(guī)律與高溫高壓條件下是否一致,尚需進(jìn)一步研究。筆者利用美國(guó)Grace 公司生產(chǎn)的M7500 型超高溫高壓流變儀,在更寬的溫度和壓力范圍內(nèi)對(duì)勝科1 井四開井段抗高溫鉆井液的流變特性進(jìn)行了研究,分析了溫度、壓力對(duì)其流變性的影響規(guī)律,優(yōu)選了鉆井液在超高溫高壓條件下的流變模式,并建立了能夠比較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井下超高溫高壓條件下鉆井液表觀黏度的數(shù)學(xué)模型。
1 測(cè)試儀器及測(cè)試樣品
1.1 測(cè)試儀器
M7500 型超高溫高壓流變儀的zui高工作溫度為260 ℃,工作壓力為140 MPa ,剪切速率可以在1～1 022 s - 1 范圍內(nèi)任意設(shè)定。進(jìn)行超高溫高壓流變性測(cè)試時(shí),可根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定條件（溫度、恒溫時(shí)間、壓力和轉(zhuǎn)速） 。該流變儀可自動(dòng)控制壓力,壓
力精度為114 MPa 。
M7500 型超高溫高壓流變儀的工作原理同其他旋轉(zhuǎn)式流變儀相同,轉(zhuǎn)子. 浮子組合是標(biāo)準(zhǔn)API旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)的轉(zhuǎn)子. 浮子組合。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)浮子. 轉(zhuǎn)子環(huán)空間隙內(nèi)的樣品旋轉(zhuǎn),并將樣品產(chǎn)生的剪切應(yīng)力通過(guò)浮子頂部的彈簧及傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上并記錄下來(lái)。
1.2 測(cè)試樣品
測(cè)試樣品為勝科1 井四開井段抗高溫超低滲透聚磺鉆井液（其常規(guī)性能為:密度1172 kg/ L ,表觀黏度7310 mPa ·s ,塑性黏度6210 mPa ·s ,動(dòng)切力1110 Pa , 高溫高壓濾失量9180 mL , 固相含量3010 %） ,基本配方為: 310 %基漿+ 012 %PAMS2601 + 310 %Soltex + 210 %Desco + 210 %Drical2D +510 %Resinex + 115 %SPN H + 210 %TRL + 015 %FLC2000 + 310 %RZF23 + 重晶石粉。在進(jìn)行高溫高壓流變性測(cè)試前,將鉆井液樣品在220 ℃條件下經(jīng)滾子爐老化16 h ,然后高速攪拌10 min 以保持鉆井液的均勻性,來(lái)減少試驗(yàn)誤差。
1.3 測(cè)試方法
將鉆井液樣品裝入高溫高壓樣品池中,將壓力升至設(shè)定壓力,再升溫至設(shè)定溫度并恒溫10 min 。以不同轉(zhuǎn)速對(duì)鉆井液進(jìn)行剪切,轉(zhuǎn)速分別選用600 、500 、400 、300 、200 、100 、50 、20 和10 r/ min ,每個(gè)轉(zhuǎn)速下剪切時(shí)間120 s ,記錄不同轉(zhuǎn)速下的剪切應(yīng)力。然后增加壓力,考察溫度一定時(shí),壓力對(duì)鉆井液流變性的影響;或者升高溫度,考察壓力一定時(shí),溫度對(duì)鉆井液流變性的影響。整個(gè)測(cè)試過(guò)程必須在3h 內(nèi)完成,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)誤差增大。繪制一定溫度和壓力條件下剪切應(yīng)力2剪切速率曲線,采用數(shù)據(jù)處理和曲線擬合軟件Origin715 對(duì)流變曲線進(jìn)行流變模式擬合分析,并計(jì)算鉆井液流變參數(shù)。
2 溫度和壓力對(duì)鉆井液流變性的影響
2.1 溫度對(duì)鉆井液流變性的影響
測(cè)試溫度分別為90 、180 、200 、220 和240 ℃,測(cè)試壓力恒定為100 MPa ,鉆井液的高溫高壓流變曲線如圖1 所示。
從圖1 可以看出:在低剪切速率下,當(dāng)溫度升至180 ℃時(shí),剪切應(yīng)力逐漸降低; 當(dāng)溫度大于180 ℃時(shí),剪切應(yīng)力隨溫度的升高而增大; 在高剪切速率下,溫度升至240 ℃時(shí),剪切應(yīng)力逐漸減小。從流變曲線上來(lái)看,當(dāng)溫度低于180 ℃時(shí),抗高溫鉆井液屬于典型的假塑性流體,當(dāng)溫度高于200 ℃時(shí),鉆井液的流型屬于含有一定屈服值的脹流型。
勝科1 井不同溫度下抗高溫鉆井液黏度隨剪切速率的變化如圖2 所示。
從圖2 可以看出:剪切速率對(duì)鉆井液黏度影響較大;隨著剪切速率的升高,不同溫度下鉆井液的黏度總體上均呈降低趨勢(shì);在超高溫條件下,當(dāng)剪切速率超過(guò)300 s - 1 時(shí),曲線趨于平穩(wěn),即鉆井液的黏度基本上穩(wěn)定,且表觀黏度大于20 mPa ·s。國(guó)內(nèi)外研究表明,鉆井液在高溫高壓條件下表觀黏度大于20 mPa ·s 時(shí),就能很好地保證鉆井液的攜巖能力,
這表明勝科1 井用的抗高溫鉆井液體系適用于超深井鉆井。
為了解超高溫高壓條件下鉆井液的流變規(guī)律,采用M7500 型超高溫高壓流變儀測(cè)定了勝科1 井四開井段抗高溫鉆井液的超高溫高壓流變性并進(jìn)行了分析研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,抗高溫鉆井液的表觀黏度、塑性黏度和動(dòng)切力隨溫度的升高而降低,隨壓力的增加而增大;溫度對(duì)流變性的影響遠(yuǎn)比壓力的影響大,但隨著溫度的升高,壓力的影響逐漸增大。流變曲線擬合結(jié)果表明,赫切爾2巴爾克萊模式能夠比較準(zhǔn)確地描述超高溫高壓條件下抗高溫鉆井液的流變性。在大量現(xiàn)場(chǎng)鉆井液流變性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用回歸分析方法建立了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井下超高溫高壓條件下鉆井液表觀黏度的數(shù)學(xué)模型。該研究為超高溫鉆井液技術(shù)在勝科1 井的成功應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。
國(guó)內(nèi)外鉆井實(shí)踐表明,鉆井液的流變性對(duì)提高機(jī)械鉆速、井眼凈化、井眼穩(wěn)定和地面清除固相的效果都有十分重要的作用[122 ] 。為了確保深井、超深井的鉆進(jìn)安全,有必要了解井下鉆井液的流變性能否滿足鉆井的需要,以便及時(shí)采取相應(yīng)的調(diào)整措施,這就需要對(duì)深部井段高溫高壓條件下鉆井液的流變性進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)鉆井液高溫高壓流變性進(jìn)行了研究,但研究的溫度一般不超過(guò)200 ℃,壓力不超過(guò)100 MPa ,這顯然與超深井井底溫度和壓力有一定差距[327 ] 。鉆井液在超高溫（大于200 ℃）高壓條件下的流變規(guī)律與高溫高壓條件下是否一致,尚需進(jìn)一步研究。筆者利用美國(guó)Grace 公司生產(chǎn)的M7500 型超高溫高壓流變儀,在更寬的溫度和壓力范圍內(nèi)對(duì)勝科1 井四開井段抗高溫鉆井液的流變特性進(jìn)行了研究,分析了溫度、壓力對(duì)其流變性的影響規(guī)律,優(yōu)選了鉆井液在超高溫高壓條件下的流變模式,并建立了能夠比較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井下超高溫高壓條件下鉆井液表觀黏度的數(shù)學(xué)模型。
1 測(cè)試儀器及測(cè)試樣品
1.1 測(cè)試儀器
M7500 型超高溫高壓流變儀的zui高工作溫度為260 ℃,工作壓力為140 MPa ,剪切速率可以在1～1 022 s - 1 范圍內(nèi)任意設(shè)定。進(jìn)行超高溫高壓流變性測(cè)試時(shí),可根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定條件（溫度、恒溫時(shí)間、壓力和轉(zhuǎn)速） 。該流變儀可自動(dòng)控制壓力,壓
力精度為114 MPa 。
M7500 型超高溫高壓流變儀的工作原理同其他旋轉(zhuǎn)式流變儀相同,轉(zhuǎn)子. 浮子組合是標(biāo)準(zhǔn)API旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)的轉(zhuǎn)子. 浮子組合。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)浮子. 轉(zhuǎn)子環(huán)空間隙內(nèi)的樣品旋轉(zhuǎn),并將樣品產(chǎn)生的剪切應(yīng)力通過(guò)浮子頂部的彈簧及傳感器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上并記錄下來(lái)。
1.2 測(cè)試樣品
測(cè)試樣品為勝科1 井四開井段抗高溫超低滲透聚磺鉆井液（其常規(guī)性能為:密度1172 kg/ L ,表觀黏度7310 mPa ·s ,塑性黏度6210 mPa ·s ,動(dòng)切力1110 Pa , 高溫高壓濾失量9180 mL , 固相含量3010 %） ,基本配方為: 310 %基漿+ 012 %PAMS2601 + 310 %Soltex + 210 %Desco + 210 %Drical2D +510 %Resinex + 115 %SPN H + 210 %TRL + 015 %FLC2000 + 310 %RZF23 + 重晶石粉。在進(jìn)行高溫高壓流變性測(cè)試前,將鉆井液樣品在220 ℃條件下經(jīng)滾子爐老化16 h ,然后高速攪拌10 min 以保持鉆井液的均勻性,來(lái)減少試驗(yàn)誤差。
1.3 測(cè)試方法
將鉆井液樣品裝入高溫高壓樣品池中,將壓力升至設(shè)定壓力,再升溫至設(shè)定溫度并恒溫10 min 。以不同轉(zhuǎn)速對(duì)鉆井液進(jìn)行剪切,轉(zhuǎn)速分別選用600 、500 、400 、300 、200 、100 、50 、20 和10 r/ min ,每個(gè)轉(zhuǎn)速下剪切時(shí)間120 s ,記錄不同轉(zhuǎn)速下的剪切應(yīng)力。然后增加壓力,考察溫度一定時(shí),壓力對(duì)鉆井液流變性的影響;或者升高溫度,考察壓力一定時(shí),溫度對(duì)鉆井液流變性的影響。整個(gè)測(cè)試過(guò)程必須在3h 內(nèi)完成,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)誤差增大。繪制一定溫度和壓力條件下剪切應(yīng)力2剪切速率曲線,采用數(shù)據(jù)處理和曲線擬合軟件Origin715 對(duì)流變曲線進(jìn)行流變模式擬合分析,并計(jì)算鉆井液流變參數(shù)。
2 溫度和壓力對(duì)鉆井液流變性的影響
2.1 溫度對(duì)鉆井液流變性的影響
測(cè)試溫度分別為90 、180 、200 、220 和240 ℃,測(cè)試壓力恒定為100 MPa ,鉆井液的高溫高壓流變曲線如圖1 所示。
從圖1 可以看出:在低剪切速率下,當(dāng)溫度升至180 ℃時(shí),剪切應(yīng)力逐漸降低; 當(dāng)溫度大于180 ℃時(shí),剪切應(yīng)力隨溫度的升高而增大; 在高剪切速率下,溫度升至240 ℃時(shí),剪切應(yīng)力逐漸減小。從流變曲線上來(lái)看,當(dāng)溫度低于180 ℃時(shí),抗高溫鉆井液屬于典型的假塑性流體,當(dāng)溫度高于200 ℃時(shí),鉆井液的流型屬于含有一定屈服值的脹流型。
勝科1 井不同溫度下抗高溫鉆井液黏度隨剪切速率的變化如圖2 所示。
從圖2 可以看出:剪切速率對(duì)鉆井液黏度影響較大;隨著剪切速率的升高,不同溫度下鉆井液的黏度總體上均呈降低趨勢(shì);在超高溫條件下,當(dāng)剪切速率超過(guò)300 s - 1 時(shí),曲線趨于平穩(wěn),即鉆井液的黏度基本上穩(wěn)定,且表觀黏度大于20 mPa ·s。國(guó)內(nèi)外研究表明,鉆井液在高溫高壓條件下表觀黏度大于20 mPa ·s 時(shí),就能很好地保證鉆井液的攜巖能力,
這表明勝科1 井用的抗高溫鉆井液體系適用于超深井鉆井。
全年征稿/資訊合作
聯(lián)系郵箱：1271141964@qq.com
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源：智能制造網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于智能制造網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明智能制造網(wǎng)，http://towegas.com。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號(hào)
智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)小程序
微信公眾號(hào)
2025第十一屆中國(guó)國(guó)際機(jī)電產(chǎn)品交易會(huì) 暨先進(jìn)制造業(yè)博覽會(huì)
展會(huì)城市：合肥市展會(huì)時(shí)間：2025-09-20