钻井液流变模式分析研究

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1、中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）钻井液流变模式分析研究姓名：周政学号：201004707113性别：男专业:石油工程批次：专升本电子邮箱：zhouge1001@qq.com联系方式：18746613999学习中心：奥鹏教育指导教师：李俊建2012年3月9日6中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）钻井液流变模式分析研究摘要本文对钻井液常用的四种流变模式及幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式（又称为和谢尔-巴尔克莱模式），进行了对比和分析并对钻井液流变模式进行

2、优选的4种方法,即流变曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和最小二乘法做了详细的阐述。选择最适合的钻井液流变模式，是提高钻井效率的一个重要前提。选用不同的流变模式对钻井水力参数的计算影响很大。关键词：钻井液；流变模式；优选方法5中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）目录第一章引言11.1问题的提出11.2研究概况1第二章流变模式分析22.1流体基本模式22.2流变模式常用优选方法2第三章总结3参考文献45中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第一章引言1.1问题的提出在

3、石油钻探工作中，合理的选择钻井液的流变模式是工作成功的重要条件。钻井液的流变性是钻井液的一项基本性能，能解决很多实际操作中出现的问题，诸如：（1）携带、悬浮岩屑与重晶石；（2）提高机械钻速；（3）保持井眼规则和保证井下安全。此外，某些流变参数还直接用于钻井环空水力学的有关计算。因此，深入研究钻井液流变性对油气井钻井液流变参数的优化设计和有效调控是钻井液工艺技术的一个重要方面。目前在我国，比较常用的较为接近流动状态的流体基本上有以下模式：幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式。1.2研

4、究概况目前根据初步的理论分析和实验资料的分析对比,对常用的几个流变模式进行了初步的评价。一个好的流变模式应具备以下三个基本条件:一是理论上比较完善,它能较好地反映钻井液的流变特性;二是适用范围较宽广,对各种类型的钻井液都有较好的适应性;三是便于计算流变参数和流动降压。在实际生产中钻井液流变模式的优选不仅对于准确计算流变参数至关重要，而且对于评价处理剂性能、优选钻井水力参数、分析研究井内净化和井壁稳定等均具有重要作用。流变模式优选的主要方法：曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和最小二乘法。

5、5中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第二章流变模式分析2.1流体基本模式在生产中，比较常用的较为接近流动状态的流体基本上有以下模式：幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式。以上几种流变模式均只能近似的表示钻井液的实际流变特性。而具体哪种模式更能准确的表示钻井液的流变性，则只能根据室内实验进行判断，通过研究人员的研究表明，幂律模式和宾汉模式在一定程度上能反映各自流体在中、高剪切速率下的流动规律，而携带岩屑液流的剪切速率往往不是很高，但有一点可以肯定的是在环空剪切速率范围内

6、，幂律流体比宾汉流体更接近钻井液的真实流动性能，而聚合物钻井液一般都属于这种符合指数规律的幂律模式。但幂律模式不能反映钻井液具有静切力的特性。使用这两种模式，其剪切速率和剪切应力之间的关系一般由标准的粘度计给出。其计算结果通常也采用范式粘度计测得的两组数据，且往往是使用高剪切速率下的数据，而环形空间却属于低剪切速率区，这就使得理论计算与实际情况差别很大。而在实际生产中大多数的钻井液不完全是宾汉型或幂律型，而恰恰是介于二者之间，使用幂律模式通常会低估环空压降的大小，宾汉模式则会过高估计环空压降。而

7、带屈服值的幂律模式，它集幂律模式和宾汉模式特点为一体，它的三个参数不但能较好的反应钻井液的流变性而且只有明确的含义，能较好的描述钻井液在低、中、高剪切速率下的流变行为，尤其对高温、高压、高密度钻井液应用很好，所以得到了广泛的重视。卡森模式能够近似的描述钻井液在高剪切速率下的流动性，但其流变参数意义不是很明确，不适合高密度钻井液，因此推荐优先考虑幂律模式。2.2流变模式常用优选方法在具体的实际生产中5中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）究竟采用那种流变模式，取决于很多的因素，比如钻井液

8、体系，钻井液内部组分的相对含量，钻井液的流动速率等，通常都会根据实际情况运用流变模式的优选方法对其进行优选。主要优选方法是：曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和最小二乘法。（1）曲线对比法：这种方法是通过绘制钻井液理论流变曲线和实测流变曲线，进行直观曲线拟合比较而确定流变模式。这是一种直观定性的判断方法，缺点是计算作图比较繁琐且精度不高，当几条曲线彼此接近时，肉眼判断比较困难。（2）剪切应力误差对比法：这种方法是将各流变模式的剪切应力值与实测剪切应力值，进行相对误差和平均相对误差计算，取