详解！钻井液流变参数

钻井液流变性(rheologicalproperties of DF)是在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。

发布时间：

2022-05-25

来源：

==钻井液的流变性==

泥浆的流变性对钻井的影响

影响携带岩屑，保证井底清洁。

影响悬浮岩屑与重晶石

影响机械钻速–

影响井眼规则和井下安全。

剪切应力与剪切速率

剪切速率(shear rate)：在垂直于流动方向上单位距离内流速的增量(dv/dx)。

剪切应力(shear stress)：液体流动过程中，单位面积上抵抗流动的内摩擦力。

流体的基本流型

牛顿流体：剪切应力与剪切速率成正比。塑性流体：宾汉流体，适合于水基钻井液体系。假塑性流体：幂律流体，适合于高分子聚合物体系膨胀流体

常用流变参数

粘度(viscosity)

定义：钻井液流动时，固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、以及液体分子之间的内摩擦的总反映。–影响泥浆粘度的基本因素•粘土含量（含量大，粘度大）•土粒的分散度（增加塑性粘度）•土粒的聚结稳定状况或絮凝强度（结构粘度）•高分子处理剂的性质、分子量和浓度。

漏斗粘度

定义：用漏斗粘度计测得的一定体积流体(700ml)流出500ml所经历的时间。单位为秒。漏斗粘度与泥浆的塑性粘度、屈服值、以及仪器的尺寸和形状有关。

结构粘度

定义：分散相颗粒之间的相互作用或空间网架结构给流动增加的摩擦力，与泥浆的屈服值（t0）紧密相关。

剪切稀释性–

定义：表观粘度随剪切速率增大而降低的现象–对于宾汉流体，h_塑越低，t₀越高，即t₀／h_塑比值越大，剪切稀释能力越高。

在实际钻井井眼的各个部位处（如钻杆内、钻头水眼处、环空等），其剪切速率各不相同，导致各处的有效粘度各不相同。t₀／h_塑比值大者，剪切稀释能力强，有利于高压喷射钻井；同时在低剪切速率下会显著增稠，有利于带砂。

静切力、动切力

钻井液的切力是指静切力，其胶体化学的实质是凝胶强度，凝胶强度取决于单位体积中结构链环的数目和单个链环的强度。钻井液的动切力：反映层流流动时，粘土颗粒之间及高聚物分子之间的相互作用力（形成空间网架结构的能力）。

触变性(thixotropy)–

定义:搅拌后泥浆变稀（切力降低），静置后泥浆变稠（切力升高）的特性。–表示方法：触变性的表示：10秒钟切力（初切）、10分终切力（终切）–钻井工艺要求钻井液具有良好的触变性，在泥浆停止循环时，切力能较快地增大到某个适当的数值，即有利于钻屑的悬浮，又不致于静置后开泵泵压过高。

流变参数的调整

降低PV：通过合理使用固控设备、加水稀释或化学絮凝等方法，尽量减小固相含量。

提高PV：加入低造浆率的粘土、混入原油；增加聚合物的浓度使钻井液的滤液粘度提高。

降低YP：加入适合于本体系的降粘剂，以拆散钻井液中已形成的网架结构。如果是因为Ca²⁺、Mg²⁺的絮凝作用，可使其沉淀减弱因钙镁离子形成的结构。

提高YP：可加入预水化膨润土或增大聚合物的加量，对于钙处理或其它盐水钻井液，可适当增加Ca²⁺、Na⁺浓度。

降低n值：增加钻井液中高分子量聚合物和无机盐的含量，以及将预水化膨润土加入盐水钻井液体系，均可使n值降低。

降低或提高K值：与调整PV、YP基本相同。

钻井,粘度

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