钻井液受污染及性能调节
钻井液受污染及性能调节
一、实验目的和要求
1.了解钠盐或钙对淡水钻井液性能的影响规律。
2.掌握受污染钻井液性能调节的处理原则和调节方法。
二、实验仪器、药品
常规钻井液仪器一套，钻井液杯(1000ml)一个，电动搅拌器一台(公用)，药物天平一台(公用)，秒表、钢板尺各1，量筒(50ml)2个，pH试纸一盒，土粉、食盐、FCLS［２∶1(1/5)］，NaHm,石膏粉。
三、实验原理
在钻井过程中，地层岩石里的可溶性盐类(如石膏、岩盐、芒硝)及各种流体、钻屑等进入钻井液，使钻井液性能不能满足正常钻井的需要，称之为钻井液受浸或污染。我们这里主要讨论的是盐浸或钙浸对淡水钻井液性能的影响。
1.钙浸：
钻进石膏层和水泥塞时都会遇到钻井液受钙侵问题。石膏的化学成分是硫酸钙；水泥凝固产生氢氧化钙。虽然它们在水里的溶解度不高，但都将提供钙离子。即
CaSO４（固) → Ca＋＋＋SO4＝-
Ca(OH)２（固) → Ca＋＋＋2OH-
而几百个ppm(百万分之一，如500ppm是指一百万份中有500份)的含钙量就足以使钻井液失去胶体性质。原因何在?
按照离子交换吸附的原理，由石膏或水泥提供的二价钙离子要置换吸附在粘土表面上的一价钠离子，使钠质粘土转变为钙质粘土。钙离子是二价的，它和粘土表面的吸附力量大于一价的钠离子，难于被呈极性的水分子“拉跑”，即不容易解离，因此，当钠质粘土转变为
钙质粘土后ζ电势减小，如图1所示。
图1 钙离子对粘土胶粒ζ电势的影响
粘土颗粒ζ电势的变小，使得阻止粘土颗粒聚结合并的斥力减小，聚结一分散平衡即向着有利于聚结的方向变化，这样，钻井液中粘土颗粒变粗，网状结构加强和加大(图2)，致
使钻井液的失水量、粘度、切力增大。
图2 平衡朝聚结方向变化，网状结构加强
钠质土转变为钙质土后，另一个变化是粘土颗粒的水化程度降低，水化膜变薄。据《粘土矿物学》(格里姆著)介绍，钙蒙脱石颗粒周围环绕将近四个分子层的吸附水(“非液体”)，钠蒙脱土仅仅三个，然而厚层的疏松的吸附水(“液体的”)在钙蒙脱土里却是很少的，分子力的作用在15的距离里突然中止了，在钠蒙脱土里定向水分子的距离大于100 (约40个水分子层)，如图3所示。粘土水化程度的这种改变，也是使钻井液受钙侵后失水量增大、泥
饼增厚，容易聚结合并、颗粒变粗、形成结构、使粘度急剧上升的一个原因。
图3 钠土和钙土水化程度示意图
对钙浸的处理，一般是加入稀释剂(如FCLS、丹宁酸钠)把已形成的网架结构拆散，使钻井液粘度下降；加入降失水剂(如NaHm、KHm)保护粘土颗粒使失水量下降，使钻井液性能
合乎钻进的需求。
2.盐浸：
当钻达岩盐层时钻井液会受盐侵；钻达盐水层钻井液性能不当时，会发生盐水侵；无论是盐侵、盐水侵都会使钻井液性能发生改变。盐对钻井液性能的影响(参见图4)：随着NaCl 加入量的增大钻井液中Na＋越来越多，这样就增加了粘土胶粒扩散双电层中阳离子的数目，使扩散层的厚度减小，即所谓的“压缩”了双电层，于是粘土胶粒的ζ电势降低(参见图5)。在这种情况下，粘土颗粒之间的电性斥力减小，钻井液体系从细分散向粗分散转变，水化膜变薄；由于粘土胶粒的热运动互相碰撞聚结合并的趋势增强，粘土颗粒之间形成絮凝结构，粘度、切力和失水量均上升。随着NaCl加入量的增大，“压缩”双电层的现象更加严重，
粘土颗粒的水化膜变得更薄，尺寸变得更大，于是出现粘土颗粒在分散度上的明显降低，致使粘度、切力转而下降，失水量则继续上升。
图4 淡水钻井液加入NaCl后的性能变化
图5 NaCl对粘土胶粒ζ电势的影响
pH值的变化原因是由于加盐后钠离子从粘土中把氢离子和其他酸性离子交换出去的结果。
2.盐侵的处理
盐侵的现象是失水量增大，pH值下降，Cl－含量增大，粘度、切力上升(含盐量大时会上下波动)。盐侵的本质是钠离子浓度过大压缩了粘土胶体粒子的扩散双电层，使粘土胶粒的ζ电势降低水化膜变薄，钻井液呈现聚结不稳定性能受到破坏。因此，处理受盐侵的钻井
液，关键在于要使用在钠离子浓度较高的情况下仍能保护粘土胶粒的处理剂。
一般加入CMC(NaHm或KHm)作护胶剂，铁铬盐作稀释剂。即用CMC(NaHm或KHm)降失水、铁铬盐降粘度、切力。当粘土颗粒吸附了CMC分子后，因CMC分子链中有许多羧钠基(COO －Na＋)可以提高被Na＋压缩双电层所降低的ζ电势。CMC是长链的有机高分子化合物，若粘土颗粒被吸附在它的大分子链节上，那么即使粘土颗粒ζ电势较小、电性斥力较弱仍然不致于互相合并和聚结，由此保持了粘土胶粒的聚结稳定和必要的分散度，使钻井液在盐侵后仍然具有较小的失水量。
NaHm(KHm)是一种含天然的高分子化合物的处理剂，它既可提高钻井液的pH，又可起到高分子化合物的保护作用，降低受侵污钻井液的失水量，但它的抗盐能力较CMC弱。
铁铬盐基本上是非离子型处理剂，它的极性不会因钻井液中可溶性盐类的浓度增大而改变。因此，它能在盐水、饱和盐水中作为钻井液的稀释剂。实验资料表明，粘土对木质素磺酸盐类处理剂的吸附，在盐水中还强于在淡水中。
四、实验方法及步骤
1.在室温下(即水不加热)或加热条件下，配制比重为1.05的原浆。配制好后放置几天至十几天，让其中的粘土充分水化分散，使原浆性能基本稳定下来，临到本实验前加水稀释。冬天可稀释到漏斗粘度约为30～35秒，夏天可更稀，使漏斗粘度约为23～26秒(钻井液在实验前配好)。
2.取1000ml 原浆于1000ml 搪瓷量杯中搅拌5-15′，用漏斗粘度计、比重计、气压失水仪、钢板尺、pH 试纸分别测定漏斗粘度(T)、比重(γ)、气压失水量(B)、泥饼厚度(K)和pH 值，数据计入附表。测定后的钻井液要倒回原1000ml 搪瓷量杯中，而泥饼，滤纸弃去。
3.向搪瓷量杯中加入原浆至1000ml 刻度线，按钻井液体积的1%加进食盐或石膏粉(每100ml 钻井液加入1克)。用电动搅拌器充分搅拌10～３０分钟，使其溶解并与钻井液混合均匀，然后测钻井液性能T 、γ、B 、K 、pH 各一次，数据记入表格。注意：测定粘度、比重和失水后的钻井液要倒回1000ml 钻井液杯中，以备后用，泥饼和滤纸弃去，钻井液不能泼
洒，否则下步不够用。
附表
4.所剩钻井液必须多于700ml ，准确计量所剩盐侵浆的体积，然后进行处理。用50ml 量筒分别取实际钻井液体积3%的FCLS(2∶1，1/5)和2%的NaHm 加入盐侵钻井液中，即每100ml 钻井液加3mlFCLS 和2克NaHm ，用电动搅拌器充分搅拌10～20′测性能，若经处理后钻井液性能仍达不到指定要求(粘度、切力、失水等于或小于原浆性能)，可酌情补加适量药品搅拌后再测性能，以达到要求为止。
注：FCLS(2:1 1/2)，即是将2份FCLS 固体粉与1份烧碱(NaOH)混合，配制成1/5(20%)的铁铬盐混合碱液。
五、实验报告内容
1.填写实验报告附表，分析盐或钙侵污对钻井液性能的影响。
2、讨论实验现象，记录重要收获尽量提出问题和改进建议。
3.回答下列问题。
(1)为什么加入FCLS可以将盐或钙侵浆的粘度降下来?
(2)NaHm抗盐能力并不强，为什么在这里仍能降低盐或钙侵浆的失水?
(3)处理浆中：含FCLS(纯固体)的重量百分数(克/100ml)是多少?
泥浆性能四项基本参数测量
泥浆性能四项基本参数测量 一．测量准备 1、泥浆1600ml 2、密度仪 3、马氏漏斗黏度计 4、失水仪、滤纸、打气筒。 5、PH试纸、干抹布、清水、量杯20ML1个、秒表、取样量杯2000ml1个 二、测量方法 1、比重测量：将要测量的泥浆装满量杯，加盖旋转按压出气孔，并擦净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡在俩标线中间），读出游码左所在刻度，即为泥浆相对密度，记录并清洗仪器，分开放置。 2、粘度测量：用手指堵住漏斗下部的流出口，将新取的泥浆液样品经筛网注入干净并直立的漏斗中，直到钻井液样品液面达到筛网底部为止。移开手指并同时启动秒表，测量钻井液流至量杯中的964ml 刻度线(量杯满而不溢)所需要的时间，并记录后清洗仪器。
3、失水测量：用食指堵住泥浆杯底部小孔，倒入泥浆至泥浆杯内刻度线放好密封圈及滤纸，使用杯盖卡钮旋紧杯盖，倒转后插入接头连接卡扣90°旋转，连接打气筒，打压至0.7mpa/cm2左右，(由蓄气包上的压力表为指示）把20ml量杯放置泥浆杯滴流出口下。打开减压阀使观察压力表压力有所下降，快速打压保持压至0.7mpa/cm2左右，观察出口滴流第一滴滤液并同时记时7分半钟后取出量杯读取数值，以杯内液面凹处为准，数值乘以2并记录。使用放压阀放压清洗仪器，并分开存放。 4、PH值测量：取PH试纸粘取20ml量杯中滤出的泥浆液，比对试纸板颜色读取数值并记录。 三、基本原则 1、每灌单独测量，及时并记录数据，用于分析是否循环到位。 2、测量使用完仪器需及时清洗并擦干水迹分开存放。 3、测量完泥浆，清洗仪器使用清水，抹布、试纸、滤纸需妥善处理。
低温油基钻井液抗污染能力研究
低温油基钻井液抗污染能力研究 摘要 对于在较低地层温度下的低密度油基钻井液的相关研究较少，对此选择了研究的一套低温油基泥浆体系。本文主要探讨了低温油基钻井液在无机盐、地层钻屑、海水污染条件下的性能变化情况，分析了导致体系性能变差的原因，揭示了现场应用可能影响钻井液稳定的一些因素，给出了有利于体系现场维护的一些合理建议。通过这些研究，说明该体系具有优良的稳定性和流变性，同时也为油基钻井液在水平井方面的应用做了较好的技术支撑。 关键词：油基 低温 钻井液 抗污染 破乳电压 引言 为了适应现场需要，满足较低密度下对油基钻井液性能的要求，通过室内大量实验研究，研制出具有较好流变性，电稳定性和滤失性能的低温油基钻井液体系，本文主要针对该体系的抗污染能力进行评价研究。 研究内容 低温油基钻井液体系基本配方：油水比：80：20 （油相：5＃白油；水相：20％CaCl 2 水溶液），配方：2%主乳＋1.5％辅乳＋1％润湿剂＋2％有机土＋2.5％MOTEX ＋1.5％碱度调节剂＋0.8％HSV -4，密度ρ＝1.20g/cm 3(碳酸钙加重)。 该体系基本性能如下： 表 1 从上表数据可以看出，低温油基钻井液体系具有很高的切力，PV 却只有24 mPa·s ，高温高压滤失量只有10.6ml ，破乳电压在600伏以上，具有较好的电稳定性。 为了检测体系的抗污染能力，分别对不同量NaCl 、CaCl 2、钻屑和海水侵入体系时的性能变化进行实验研究。 1.抗NaCl 污染实验 表 2 从上表数据分析来看，NaCl 侵入量的增加只对破乳电压略有影响，有降低体系电稳定性的作用，但是总的来看体系性能受NaCl 影响很小。体系具有很好的抗NaCl 污染的能力。 2. 抗CaCl 2污染实验 表 3 指标 A V mPa·s PV mPa·s YP Pa YP/PV Pa Ф6/Ф3 FL API ml FL HTHP ml Es V 滚前 35 21 14 0.667 12/11 848 滚后 40 24 16 0.656 13/12 3.4 10.6 1127 老化条件：80℃×16h HTHP 滤失实验条件：80℃×3.5MPa 测试温度： 40℃ NaCl 指标 A V mPa·s PV mPa·s YP Pa YP/PV Pa Ф6/Ф3 FL API ml Es V 0％ 滚后 39 26 13 0.500 10/9 3.4 1103 3％ 滚后 42 29 13 0.448 12/10 3.6 1053 5％ 滚后 42.5 28 14.5 0.518 13/11 3.6 926 10％ 滚后 41 27 14 0.518 11/10 3.8 849 15％ 滚后 42 27 14 0.500 11/9 3.2 671 老化条件：80℃×16h 测试温度： 40℃
LED几个重要性能指标分析
LED几个重要性能指标分析 一、LED的颜色 LED的颜色是一项非常重要的指标，是每一个LED相关灯具产品必须标明，目前LED的颜色主要有红色、绿色、蓝色、青色、黄色、白色、暖白、琥珀色等。在我们设计和接单的时候这个参数是千万不能忘记的(尤其是初学者).因为颜色不同,相关的参数也有很大的变化。 二、LED的电流 LED的正向极限(IF)电流多在20MA，而且LED的光衰电流不能大于IF/3，大约15MA和18MA。LED的发光强度仅在一定范围内与IF成正比,当IF＞20MA时，亮度的增强已经无法用内眼分出来。因此，LED的工作电流一般选在17—19MA左右比较合理.前面所针对是普通小功率LED（）之间的LED而言,但有些食人鱼LED除外（有些在40MA左右的额定值）。 除着技术的不断发展，大功率的LED也不断出现如（IF=150MA），1WLED（IF=350MA），3WLED（IF=750MA）还有其它更多的规格，我不一一进行介绍,你们可以自己去查LED手册。 三、LED的电压 通常所说的LED是正向电压,就是说LED的正极接电源正极，负极接电源负极。电压与颜色有关系，红、黄、黄绿的电压是—之间。白、蓝、翠绿的电压是—之间，这里笔者要提醒的是，同一批生产出的LED电压也会有一些差异，要根据厂家提供的为准，在外界温度升高时，VF将会下降。 四、LED的反向电压VRm 允许增加的最大反向电压。超过数值，发光二极管可能被击穿损坏。 五、LED的色温 以绝对温度K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红—浅红—橙黄—白—蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。 因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。仅凭色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。 六、发光强度（I、Intensity） 单位坎德拉，即cd。光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的（发）光强（度），发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。 现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才，因此才用mcd表示。 用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。因此，用户在购买LED的时候不要只关注高I值，还要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄而实现，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
钻井液受污染及性能调节
钻井液受污染及性能调节 一、实验目的和要求 1.了解钠盐或钙对淡水钻井液性能的影响规律。 2.掌握受污染钻井液性能调节的处理原则和调节方法。 二、实验仪器、药品 常规钻井液仪器一套，钻井液杯(1000ml)一个，电动搅拌器一台(公用)，药物天平一台(公用)，秒表、钢板尺各1，量筒(50ml)2个，pH试纸一盒，土粉、食盐、FCLS［２∶1(1/5)］，NaHm,石膏粉。 三、实验原理 在钻井过程中，地层岩石里的可溶性盐类(如石膏、岩盐、芒硝)及各种流体、钻屑等进入钻井液，使钻井液性能不能满足正常钻井的需要，称之为钻井液受浸或污染。我们这里主要讨论的是盐浸或钙浸对淡水钻井液性能的影响。 1.钙浸： 钻进石膏层和水泥塞时都会遇到钻井液受钙侵问题。石膏的化学成分是硫酸钙；水泥凝固产生氢氧化钙。虽然它们在水里的溶解度不高，但都将提供钙离子。即 CaSO４（固) → Ca＋＋＋SO4＝- Ca(OH)２（固) → Ca＋＋＋2OH- 而几百个ppm(百万分之一，如500ppm是指一百万份中有500份)的含钙量就足以使钻井液失去胶体性质。原因何在?
按照离子交换吸附的原理，由石膏或水泥提供的二价钙离子要置换吸附在粘土表面上的一价钠离子，使钠质粘土转变为钙质粘土。钙离子是二价的，它和粘土表面的吸附力量大于一价的钠离子，难于被呈极性的水分子“拉跑”，即不容易解离，因此，当钠质粘土转变为 钙质粘土后ζ电势减小，如图1所示。 图1 钙离子对粘土胶粒ζ电势的影响 粘土颗粒ζ电势的变小，使得阻止粘土颗粒聚结合并的斥力减小，聚结一分散平衡即向着有利于聚结的方向变化，这样，钻井液中粘土颗粒变粗，网状结构加强和加大(图2)，致 使钻井液的失水量、粘度、切力增大。 图2 平衡朝聚结方向变化，网状结构加强 钠质土转变为钙质土后，另一个变化是粘土颗粒的水化程度降低，水化膜变薄。据《粘土矿物学》(格里姆著)介绍，钙蒙脱石颗粒周围环绕将近四个分子层的吸附水(“非液体”)，钠蒙脱土仅仅三个，然而厚层的疏松的吸附水(“液体的”)在钙蒙脱土里却是很少的，分子力的作用在15的距离里突然中止了，在钠蒙脱土里定向水分子的距离大于100 (约40个水分子层)，如图3所示。粘土水化程度的这种改变，也是使钻井液受钙侵后失水量增大、泥 饼增厚，容易聚结合并、颗粒变粗、形成结构、使粘度急剧上升的一个原因。 图3 钠土和钙土水化程度示意图 对钙浸的处理，一般是加入稀释剂(如FCLS、丹宁酸钠)把已形成的网架结构拆散，使钻井液粘度下降；加入降失水剂(如NaHm、KHm)保护粘土颗粒使失水量下降，使钻井液性能 合乎钻进的需求。 2.盐浸： 当钻达岩盐层时钻井液会受盐侵；钻达盐水层钻井液性能不当时，会发生盐水侵；无论是盐侵、盐水侵都会使钻井液性能发生改变。盐对钻井液性能的影响(参见图4)：随着NaCl 加入量的增大钻井液中Na＋越来越多，这样就增加了粘土胶粒扩散双电层中阳离子的数目，使扩散层的厚度减小，即所谓的“压缩”了双电层，于是粘土胶粒的ζ电势降低(参见图5)。在这种情况下，粘土颗粒之间的电性斥力减小，钻井液体系从细分散向粗分散转变，水化膜变薄；由于粘土胶粒的热运动互相碰撞聚结合并的趋势增强，粘土颗粒之间形成絮凝结构，粘度、切力和失水量均上升。随着NaCl加入量的增大，“压缩”双电层的现象更加严重，
第八章 水基钻井液滤液化学分析
第八章水基钻井液滤液化学分析 一、氯离子含量的测定 钻遇岩盐层或盐水层时，NaCl等无机盐会进入钻井液造成污染，使其性能变坏，因此需要检测钻井液滤液中Cl-浓度。检测方法，取1毫升钻井液滤液，用0.0282M 标准AgNO3溶液滴定，指示剂为K2CrO4，当试样中出现橘红色Ag2CrO4沉淀时为终点。 1、仪器和试剂 （1）硝酸银溶液 : 浓度为0.0282N和0.2820N ； （2）铬酸钾溶液 : 5g/100 ml水； （3）硫酸或硝酸溶液: 0.02N 标准溶液； （4）酚酞指示剂：将1g酚酞溶于100 ml浓度为50%的酒精水溶液中配制而成； （5）沉淀碳酸钙：化学纯； （6）蒸馏水； （7）带刻度的移液管: 1 ml和10 ml的各一支； （8）锥形瓶: 100-150 ml，白色。 （9）搅拌棒。 2、测定步骤 （1）取1ml或几ml滤液于滴定瓶中，加2～3滴酚酞溶液。如果显示粉红色，则边搅拌边用移液管逐滴加入酸，直至粉红色消失。如果滤液的颜色较深，则 先加入2 ml 0.2N硫酸或硝酸并搅拌，然后再加入1g碳酸钙并搅拌。（现 场实际操作中此步意义不大，粗略测定情况下此步可省略）（2）加入25-50 ml蒸馏水和5-10滴铬酸钾指示剂。在不断搅拌下，用滴定管或移液管逐滴加入硝酸银标准溶液，直至颜色由黄色变为橙红色并能保持30s 为止。记录达到终点所消耗的硝酸银的ml数。如果硝酸银溶液用量超过10 ml，则取少一些滤液进行重复测定。如果滤液中的氯离子浓度超过 1000mg/l，应使用0.2820N的浓度的硝酸银溶液。 3、计算 AgNO3 + CL-→ AgCL↓ + NO3- 如果取样1ml滤液，用0.282N当量浓度的AgNO3的标准溶液滴定，0.282N当量浓度的AgNO3摩尔浓度为0.282 mol/L，硝酸银和氯离子反应的关系是1：1，假如滴定时消耗Xml的硝酸银，就消耗了0.282*X mol的硝酸银，就说明有0.282X mol的CL-，在把它转换成自量浓度mg/L，就成了0.282*X*35.45*1000mg/L。（其中35.45为CL-的摩尔质量分数，1000为ml到L的换算系数）
频谱分析仪基础知识性能指标和实用技巧
频谱分析仪基础知识性能指标及实用技巧 频谱分析仪是用来显示频域幅度的仪器，在射频领域有“射频万用表”的美称。在射频领域，传统的万用表已经不能有效测量信号的幅度，示波器测量频率很高的信号也比较困难，而这正是频谱分析仪的强项。本讲从频谱分析仪的种类与应用入手，介绍频谱分析仪的基本性能指标、操作要点和使用方法，供初级工程师入门学习；同时深入总结频谱分析仪的实用技巧，对频谱分析仪的常见问题以Q/A的形式进行归纳，帮助高级射频的工程师和爱好者进一步提高。 频谱分析仪的种类与应用 频谱分析仪主要用于显示频域输入信号的频谱特性，依据信号方式的差异分为即时频谱分析仪和扫描调谐频谱分析仪两种。完成频谱分析有扫频式和FFT两种方式：FFT适合于窄分析带宽，快速测量场合；扫频方式适合于宽频带分析场合。 即时频谱分析仪可在同一时间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号设置相对应的滤波器与检知器，并经由同步多工扫瞄器将信号输出至萤幕，优点在于能够显示周期性杂散波的瞬时反应，但缺点是价格昂贵，且频宽范围、滤波器的数目与最大多工交换时间都将对其性能表现造成限制。 扫瞄调谐频谱分析仪是最常用的频谱分析仪类型，它的基本结构与超外差式器类似，主要工作原理是输入信号透过衰减器直接加入混波器中，可调变的本地振荡器经由与CRT萤幕同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，再将混波器与输入信号混波降频后的中频信号放大后、滤波与检波传送至CRT萤幕，因此CRT萤幕的纵轴将显示信号振幅与频率的相对关系。 基于快速傅立叶转换（FFT）的频谱分析仪透过傅立叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，进而达到与传统频谱分析仪同样的结果。新型的频谱分析仪采用数位，直接由类比/数位转换器（ADC）对输入信号取样，再经傅立叶运算处理后而得到频谱分布图。 频谱分析仪透过频域对信号进行分析，广泛应用于监测电磁环境、无线电频谱监测、电子产品电磁兼容测量、无线电发射机发射特性、信号源输出信号品质、反无线窃听器等领域，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，特别针对无线通讯信号的测量更是必要工具。另外，由于频谱仪具有图示化射频信号的能力，频谱图可以帮助我们了解信号的特性和类型，有助于最终了解信号的调制方式和机的类型。在军事领域，频谱仪在电子对抗和频谱监测中
中国石油大学—无机电解质对钻井液的污染及调整
中国石油大学油田化学实验报告 实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 同组者: 无机电解质对钻井液的污染及调整 一、实验目的 1、认识并掌握NaCl对钻井液污染后性能的变化规律。 2、了解NaCl对钻井液污染后性能的调整方法。 二、实验原理 1、钻井液盐侵后，压缩粘土的扩散双电层，其电位降低，水化膜变薄，粘土颗粒间形成网架结构，导致钻井液粘度、切力上升，失水增大。当盐侵到一定程度后，粘土颗粒面-面联结，粘土分散度明显降低，使粘度、切力转而下降，失水继续增大，见图1。 图1 钻井液性能随氯化钠加量的变化曲线 2、盐侵钻井液加入适量处理剂后，一是拆散较强的粘土网架结构，使钻井液处于适度絮凝状态，二是保护粘土颗粒使它保持适度尺寸，不至于结合变的过大，从而使钻井液滤失性能得到改善。 三、仪器与药品 高速搅拌机一台；六速旋转粘度计一台；打气筒失水仪一台；电子天平一台；秒表一只；吸管一支；牛角勺两把；量筒两支；pH试纸、泥浆500ml、NaCl、降失水剂、降粘剂等。 四、实验步骤 1、取泥浆450ml高搅5分钟后，测其六速粘度、滤失量、泥饼厚度和pH值。
2、向步骤1完成后的泥浆中加入一定量的NaCl，高速搅拌15分钟后测六速粘度、滤失量、泥饼厚度和pH值。 3、根据步骤2完成后的泥浆性能，加入适量的降粘剂和降失水剂，高速搅拌30分钟后测六速粘度、滤失量、泥饼厚度和pH值，使其性能得到恢复 五、数据处理 1、将所得数据及计算结果整理列表。 表1 数据记录表1 表2 污染实验数据班级汇总表 表3 计算结果整理列表 计算举例，以加量1.0%NaCl时的数据为例计算： 表观粘度 A V=0.5×φ600=0.5×16=8.0mPa·s 动切力 YP=0.511×(2×φ300-φ600)=0.511×(2×12-16)=4.088Pa 失水量等于实验中的滤失量。 2、绘出钻井液粘度、动切力以及失水量随NaCl加量的变化曲线，并简要解释。
钻孔灌注桩泥浆原料的性能要求及泥浆各项指标的测定方法
钻孔灌注桩泥浆原料的性能要求及泥浆各项指标的测定方法 一、泥浆原料的性能要求 1、粘质土的性能要求 一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。 当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其新跟你过指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能有关，宜经过试验决定。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1%-0.4%。 2、膨润土的性能和用量 膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力强、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%，即8kg的膨润土可掺100L的水。对粘质土底层，用量可降低到3%-5%。较差的膨润土用量为水的12%左右。 3、外加剂及其掺量 ⑴、CMC全名羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。掺入量为膨润土的 0.05%-0.01%。 ⑵、碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱。它的作用可是PH值增大到10。泥浆中PH值过小时，粘土颗粒难以分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；小于7时，还会使钻具受到腐蚀；若PH值过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，粘土之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。PH值以8-10为宜，这时可增加水
化膜厚度，提高泥浆的交替率和稳定性，降低失水量。掺入量为膨润土的0.3%-0.5%。 ⑶、各种外加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆性能指标，并防止掺入外加剂过量。每循环周期相对密度差不宜超过0.01。 二、泥浆各项指标的测定方法 1、相对密度：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示的刻度，即为泥浆的相对密度。 2、粘度：工地用标准漏斗粘度计测定。用两端开口两杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需的时间（秒），即为所测泥浆的粘度。 3、含砂率（%）：工地用含砂率计测定。把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处，加清水至标有“水”的刻线处，堵死管口并摇振。倾倒混合物于滤网中，丢弃通过滤网的液体，再加清水于测管中，摇振后再倒入测管中。反复之，直至测管内清洁为止。将漏斗套进滤筒，翻转过来，将漏斗插入测管中，用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内。待砂子沉淀后，读出砂子的百分含量。 清孔后的泥浆指标：相对密度1.03~1.10；粘度17~20Pa.s；含砂率<2%。
钻井液及滤液分析
钻井液性能测试步骤 一、高温高压滤失量测试方法： 1、把温度计插入钻井液压滤器外加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度(5- 6℃)。 2、将待测钻井液高速搅拌1min后，倒入压滤器中，使钻井液液面距顶部约13mm,放好滤纸，盖 好杯盖，用螺丝固定。 3、将上、下两个阀杆关紧，放进加热套中，把另一支温度计插入压滤器上部温度计的插孔中。 4、连接气源管线，把顶部和底部压力调节至690kPa,打开顶部阀杆，继续加热至所需温度（样品 加热时间不要超过1h）。 5、待温度恒定后，将顶部压力调节至4140kPa,打开底部阀杆并记时，收集30min的滤出液。在试 验过程中温度应在所需温度的±3℃之内。如滤液接收器内的压力超过690kPa，则小心放出一部分滤液以降低压力至690kPa，记录30min收集的滤液体积（单位:ml）。 6、试验结束后，关紧顶部和底部阀杆，关闭气源、电源、取下压滤器，并使之保持直立的状态冷 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，测量并记录滤饼厚度及质量好坏。洗净并擦干压滤器。 二、坂含的测定： 1、把2ml的钻井液加到盛有10ml水的锥形瓶中。 2、加入15mlH2O2溶液和0.5mlH2SO4溶液，缓慢煮沸10min，但不能蒸干，用水稀释至50ml。 3、以每次0.5ml的量把亚甲基蓝溶液加入锥形瓶中，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，当染料在染色固体周围显出蓝色环时，即以达到滴定终点，当蓝色环从斑点向外扩展时，再旋摇2min，再取一滴滴在滤纸上，如果蓝色环仍然是明显的，则以达到终点。如果色环不出现，则继续滴定，直至摇2min后显出蓝色环为止。 4、计算公式:MBT=1000V1/70V V1—滴定时所用亚甲基蓝溶液体积（ml）。 V—钻井液体积（ml）。 滤液分析 一、氯离子的测定： 1、用移液管移取2ml钻井液滤液于锥形瓶中，加入蒸馏水10ml和酚酞指示液（5g/l）1滴（用 0.1mol/LnaOH或0.1mol/L硝酸溶液调至粉红色刚刚消失），加入铬酸钾溶液（50g/L）1-2滴 （约0.5mL），用0.1mol/L硝酸银标准溶液滴定至刚刚有砖红色沉淀出现为终点，记录消耗硝酸银标准溶液的体积。 2、计算： cl-=3550V/2 V—消耗硝酸银标准溶液的体积，mL。 cl-—滤液中氯离子的含量，ppm。 二、钙离子的测定： 1、用移液管移取2ml钻井液滤液于锥形瓶中，加入1:2三乙醇胺溶液2ml，摇匀，再用 2mol/LnaOH调节至pH值12-14，加入约30mg钙指示剂，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至由紫红色变为纯蓝色为终点,记录消耗EDTA标准溶液的体积。 2、计算： ca2+=400V/2 V—消耗EDTA标准溶液的体积，ml。 Ca2+—滤液中钙离子的含量，ppm。
钻井液思考题
第一章 1.钻井液的概念：钻井工程中所使用的一种工作流体。具有能满足钻井工程所需的各种功能。是一种分散相粒子（土、加重剂、油）多级分散在分散介质（水、油）中形成的溶胶—悬浮体。水基泥浆是粘土以小颗粒状态分散在水中形成的溶胶-悬浮体。 2.钻井液的基本功能：冷却和清洗钻头，提高钻头破岩效率；携带和悬浮钻屑、加重剂，保持井眼清洁；稳定井壁、平衡地层压力，防止塌、卡、漏、喷等各种井下事故复杂的发生；保护油气层；传递水马力； 3.钻井液在钻井工程中的作用：对钻井速度、钻井成本、油井产量、井下安全的影响 4.如何成为一名优秀的泥浆工程师：事业心与责任感、基础理论知识和专业技能、实践经验的积累、外语能力、钻井工程，石油地质相关知识。 5.泥浆工程师应掌握的专业技能:按照钻井液设计，独立完成一口井的钻井液现场施工；熟练掌握本油田各种泥浆体系组成、使用条件、配制方法和维护处理工艺；熟悉各种泥浆处理剂性能特点、加量、其相互间配伍性和使用条件；熟悉各种泥浆测试仪器的操作方法，并能熟练掌握泥浆性能的标准测试程序；能够正确分析判断井下与钻井液有关的各种事故、复杂情况，并提出合理、有效的处理方案；掌握本油田常用特殊泥浆（如：解卡液、堵漏泥浆、压井泥浆等）的配方和配制工艺；熟练掌握各种泥浆小型实验，并能对测试和实验数据作出正确的分析判断。 第二章 1.钻井液密度的概念，作用及设计原理？答：定义：钻井液单位体积的质量称为钻井液的密度，常用g/cm3单位表示。作用：调节钻井液静液柱压力，平衡地层孔隙压力，避免喷、漏、塌、卡等复杂情况的发生。设计依据：一般以地层孔隙压力为基准，易塌地层以地层坍塌压力作参考。设计原则：一般情况下，钻井液液柱压力要高于地层孔隙压力，即在地层孔隙压力值基础上附加一安全值。中石油颁布的标准为：油层附加 1.5--3.5MPa，气层附加3.0--5.0MPa。另一个标准为钻井液密度是在地层压力系数之上附加一安全值：油层附加0.05-0.10，气层附加0.07-0.15。 2.为什么钻井液密度要在地层压力之上增加一个附加值? 答：合理钻井液密度在数值上等于地层压力加安全附加值。安全附加值通常取决于起钻的抽汲压力，而抽吸压力除与起钻速度有关，也受钻井液流变性的影响。静切力越高抽吸压力越大，起钻抽喷的风险越大，附加的安全值就要求越高。 3.钻井液密度过高的危害？答：降低钻井速度，井漏和井卡，伤害油气层，增加钻井成本。 4.何为钻井液的流变性？有哪些流变参数？答：流变性是指钻井液流动和变形的特性。粘度，包括漏斗粘度T（S）、表观粘度A V(mPa.S)、塑性粘度PV(mPa.S)、切力，动切力（结构粘度）YP（Pa）、静切力（凝胶强度）G 0/G 10 （Pa）、流形指数n值，及稠度系数K值。 5. 6.合理流变参数的确定原则？答：在满足携砂和悬浮加重剂前提下，粘度、切力越低越好！ 7.API中压失水，HTHP失水的测定条件？答：API中压滤失量：在室温和7atm条件下，通过45.6 cm2过滤面积的滤纸，经历30分钟时流出的滤液量(cm3)。同时在滤纸表面沉积的固相厚度称为泥饼厚度，其致密性、韧度和光滑度称为泥饼质量。HTHP滤失量：在高温（90-200C。可调）和35atm条件下，通过22.8 cm2过滤面积的滤纸，经历30分钟时流出的滤液量×2(以cm3计)。同时在滤纸表面沉积的固相厚度称为泥饼厚度。 8.失水造壁性差有什么影响?答：失水大，泥饼厚会：污染油气层、厚泥饼引起压差卡钻、厚泥饼影响固井质量、瞬时失水大，钻速快、井壁坍塌，井眼缩径。 9.固相含量及分散度对钻井工程的影响？答：固相含量高，分散度高会降低机械钻速、钻井液性能差，引发事故复杂、影响固井质量、伤害油气层、钻井液抗污染能力差。
控制系统性能指标
控制系统性能指标
第五章线性系统的频域分析法 一、频率特性四、稳定裕度 二、开环系统的典型环节分解 五、闭环系统的频域性能指标 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据 本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标
1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围（0，ωb）称为系统带宽。 根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响，即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之，系统的分析应区分输入信号的性质、位置，根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽，而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法
1、尼科尔斯图线 设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换 工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。 相角裕度γ表明系统的稳定程度，而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系 系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统，ωc 大的系统，ωb也大；ωc小的系统，ωb也小。 因此ωc和系统响应速度存在正比关系，ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。 系统开环相频特性可表示为
泥浆性能的测定方法
泥浆性能的测定方法 一）实验目的 1．了解测定泥浆基本性能所用仪器 2．掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法 二）实验内容 1．泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、固相含量、胶体率、pH值、润滑性等主要性能测定所用仪器的结构。 2．测定上述性能的方法。 三）测定方法及步骤 （一）NB-1型泥浆比重计 1．仪器 NB-1型泥浆比重计由泥浆杯、横梁、游动砖码和支架组成，在横梁上有调重管和水平泡，其结构如图1。 2．测定步骤 ①校正比重计
先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，把游码移到刻度1时，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，可在调重管内取出或加入重物来调整。 ②倒出清水，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动砝码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。游码左侧所示刻度即为泥浆比重。 （二）MLN-4 型马氏漏斗粘度计 1．仪器 粘度计由漏斗和量筒组成，构成如图2。量筒由隔板分成两部分，大头为500毫升，小头为200毫升。漏斗下端是直径为5毫米、长为100毫米的管子。 2．测定步骤 将漏斗垂直，用手握紧用手指堵住管口。然后用量筒两端，分别装200毫升和500毫升的泥浆倒入漏斗。用筛网滤去大的砂粒，将量筒500毫升一端朝上放在漏斗下面，放开手指同时以秒表计时。流出500毫升泥浆所需时间（秒），即为所测泥浆的粘度（视粘度）。作用仪器前，
应用清水对粘度计进行校正，该仪器测量清水的粘度为15秒。若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。 （三）ZNN型旋转粘度计 ZNN型旋转粘度计有手摇两速、电动两速与电动六速三种。主要用于测量泥浆的流变参数。仪器结构如图3。 1．工作原理 电机经过传动装置带动外筒恒悚旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。该转角的大小与液体的粘性成正比。于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。 2．仪器结构（六速旋转粘度计） ①动力部分 双速同步电机转速 750、1500转/分 电机功率 7.5、15瓦 电源电压 220伏 ②变速部分 转速 3、6、100、200、300、600转/分 速度梯度 5、10、170、340、511、1022秒-1 ③测量部分
钻井液分析操作
钻井液分析操作规程 一．HTHP失水操作步骤： 1．把温度计插入钻井液压滤器外套加热套的温度计插孔中，接通电源，预热至略高于所需温度（高5－6度）； 2．将待测钻井液高搅一分钟，倒入压滤器中，使钻井液液面距顶部13mm,放好滤纸，盖好杯盖，用螺丝顶紧固定； 3．将上下两个阀杆关紧，放进加热套中，把另一温度计放入压滤器上部温度计插孔中； 4．连接气源管线，把顶部和底部压力调节至690Kpa(6.18atm),打开顶部阀杆，继续加热至所需温度（样品加热时间不超过 一小时）； 5．待温度恒定后，将顶部压力调至4140Kpa(40.86atm)，打开底部阀杆并计时，收集30分钟的滤液。在实验过程中，温 度应在所需温度的正负3度以内，如滤液接收器内的压力超 过690Kpa（6.18atm）,记录30分钟收集的滤液体积。 6．实验结束后，关紧底部和顶部阀杆，关闭气源、电源，取下压滤器，并使之保持直立状态冷却至室温，放掉压力器内压 力，取出滤纸，用水冲洗泥饼表面的浮泥，测量并计录泥饼 厚度和滤失量； 7．计算公式： 7.5分钟收集的滤液体积×2＝30分钟的滤失量（ml）
二．亚甲基兰含量的测试步骤及坂土含量的计算： 1．取2ml钻井液加入三角烧瓶中，加入10ml蒸馏水，15ml 的3％双氧水，0.5ml的5N(2.5mol/L)硫酸溶液，缓慢煮沸 10分钟，但不能蒸干，然后用水稀释至50ml. 2．以每次0.5ml的量将亚甲基兰溶液（3.74g/L）加入三角烧瓶中，并旋摇30秒，在固体悬浮的状态下，用搅棒取一滴液 体在滤纸上，当染料在染色固体周围显出绿----兰色环时， 摇荡三角瓶2分钟，再用搅拌棒取一滴在滤纸上，若色环仍 不消失，则表明已到滴定终点；若色环消失，则继续上述操 作，记录所耗亚甲基兰溶液的毫升数； 3．坂土含量的计算（MBT）： MBC（ml）=消耗的亚甲基兰溶液体积/钻井液体积 MBT(g/L) =14.3*MBC 注：MBC----亚甲基兰容量MBT----坂土含量
第六章 高密度饱和盐水钻井液
第六章高密度饱和盐水钻井液技术 第一节高密度饱和盐水钻井液概述 一、饱和盐水钻井液的作用和发展概况 凡NaCl含量超过1%（质量分数，Cl-含量约为6000 mg/l）的钻井液统称为盐水钻井液。一般将其分为以下三种类型： （一）欠饱和盐水钻井液 其Cl-含量自6000 mg/l直至饱和之前均属于此类。 （二）和盐水钻井液 是指含盐量达到饱和，即常温下NaCl浓度为3.15×105 mg/l（Cl-含量为1.89×105mg/l）左右的钻井液。注意NaCl溶解度随温度变化而变化。 （三）海水钻井液 是指用海水配制而成的含盐钻井液。体系中不仅含有约3×104 mg/l的NaCl，还含有一定量的Ca2+和Mg2+。 根据含盐量的多少，在国外出版的专著中又将盐水钻井液分为以下几种类型：含盐量在1%~2%时为微咸水钻井液，在2%~4%时为海水钻井液，在4%与近饱和之间时为非饱和盐水钻井液，在含盐量达最大值31.5%时则被称为饱和盐水钻井液。 如前所述，为了防止盐膏层发生塑性变形和盐溶而造成缩径或井塌等复杂情况的发生， —154—
提高所用钻井液的密度是非常有效和必要的，这一点已被国内外盐膏层钻井的实践所证实。例如，华北油田新家4井使用油包水乳化钻井液钻3630~4518m的盐膏层井段，当钻井液密度为1.90~1.95 g/cm3时，在盐岩或含盐膏泥岩处，起下钻均会遇阻。而钻井液密度提高至2.03~2.04g/cm3时，井下情况正常，下钻仅轻微遇阻，不需划眼就可通过。因此，为保证安全顺利钻穿盐膏层，必须提高钻井液密度至能够控制盐岩蠕变和塑性变形所需范围。所需密度应根据井深、井温及盐岩蠕变规律来确定，同时还要根据已钻井实际资料和岩心实测试验数据来进行修正，钻井过程中还需根据该井段的实际情况随时进行调整，以确保钻井作业的顺利进行。钻井液密度的具体确定方法和应用图版已在第四、五章详细介绍过，在此不再赘述。 一般情况下，盐的溶解是造成盐膏层钻井过程中各种井下复杂情况的主要原因。因此，要想顺利钻穿盐膏层，就必须采取有效的措施以控制盐的溶解速率。当钻遇盐岩层、盐膏层或盐膏与泥页岩互层时，盐的溶解会使钻井液的粘度、切力上升，滤失量剧增，因此会进一步增加盐膏层钻井的难度。若在钻井液中预先加入工业食盐，可使水基钻井液具有更强的抗盐能力和抑制性。由于饱和盐水钻井液矿化度极高，因此抗污染能力强，对地层中粘土的水化膨胀和分散有极强的抑制作用。钻遇盐膏层时，由于体系中的盐已达饱和，使盐的溶解受到抑制，因此可使盐膏层中盐的溶解减至最小程度，避免大肚子井眼的形成和井塌等复杂情况的发生，从而使井眼规则，确保钻井过程的顺利进行。 在20世纪80年代中期，我国就研究成功饱和盐水钻井液体系，使其顺利钻进盐膏层，基本解决了盐膏层的盐溶、缩径、井塌及卡钻等井下复杂情况。因此，现已形成了较成熟的饱和盐水钻井液体系和针对不同地层的饱和盐水钻井液配方。如胜利油田在新东风10井使用聚合物复合钾盐饱和盐水钻井液顺利通过含盐膏的红层，钻达5344.71m；青海油田在狮20井使用新型的三磺饱和盐水钻井液钻进；中原油田使用了磺化沥青三磺盐水钻井液钻进。这些井的钻井实践表明，只要根据地层实际情况对饱和盐水钻井液的配方进行适当调整，就可以顺利钻穿盐膏层。 对于高密度饱和盐水钻井液体系，不仅能尽可能减少盐岩的溶解，而且由于其“高密度”（2.0~2.5 g/cm3），因此可以有效控制盐岩的蠕变和塑性变形，从而解决了盐膏层两大主要原因引起的复杂情况。同时由于体系中加入了抗盐、抗高温和强抑制性的处理剂，如磺化酚醛树脂、氯化钾和硅酸盐等，因此可以保证井壁稳定，并可在深井和超深井中使用。 —155—
泥浆性能的测定方法
泥浆性能的测定方法 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
泥浆性能的测定方法 一）实验目的 1．了解测定泥浆基本性能所用仪器 2．掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法 二）实验内容 1．泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、固相含量、胶体率、pH值、润滑性等主要性能测定所用仪器的结构。 2．测定上述性能的方法。 三）测定方法及步骤 （一）NB-1型泥浆比重计 1．仪器 NB-1型泥浆比重计由泥浆杯、横梁、游动砖码和支架组成，在横梁上有调重管和水平泡，其结构如图1。 2．测定步骤 ①校正比重计 先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，把游码移到刻度1时，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，可在调重管内取出或加入重物来调整。 ②倒出清水，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动砝码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。游码左侧所示刻度即为泥浆比重。 （二）MLN-4 型马氏漏斗粘度计
1．仪器 粘度计由漏斗和量筒组成，构成如图2。量筒由隔板分成两部分，大头为500毫升，小头为200毫升。漏斗下端是直径为5毫米、长为100毫米的管子。 2．测定步骤 将漏斗垂直，用手握紧用手指堵住管口。然后用量筒两端，分别装200毫升和500毫升的泥浆倒入漏斗。用筛网滤去大的砂粒，将量筒500毫升一端朝上放在漏斗下面，放开手指同时以秒表计时。流出500毫升泥浆所需时间（秒），即为所测泥浆的粘度（视粘度）。作用仪器前，应用清水对粘度计进行校正，该仪器测量清水的粘度为15秒。若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。 （三）ZNN型旋转粘度计 ZNN型旋转粘度计有手摇两速、电动两速与电动六速三种。主要用于测量泥浆的流变参数。仪器结构如图3。 1．工作原理 电机经过传动装置带动外筒恒悚旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。该转角的大小与液体的粘性成正比。于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。 2．仪器结构（六速旋转粘度计） ①动力部分 双速同步电机转速 750、1500转/分 电机功率 7.5、15瓦 电源电压 220伏 ②变速部分
常用钻井液料及其功用
一、稀释剂 泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。 大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。有机稀释剂通常会有助于滤失控制。 聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝 图. 1粘土颗粒的连接 无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150oF的温度以下。它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。 长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。 应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。而化学方式的降粘效果不佳。在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。 磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。 在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。 表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐
钻井液与录井工程参数
钻井液与录井工程参数 摘要：钻井液参数包括钻井液的出入口密度、出入口温度、出入口电导率、流量、钻井液体积等。钻井液参数的变化通常直接反映井下地层流体的活跃情况及井筒压力与地层压力的平衡情况，重视钻井液参数异常的预报，可以避免井喷、井漏等重大事故的发生，及时处理油气侵、盐侵、水侵，为顺利施工创造条件。本文从钻井液相关事故类型与钻井液录井参数响应特征方面进行了阐述，为提高综合录井操作人员的现场技术水平和工程异常预报准确率起到促进和提高的作用，达到保障钻井施工安全、减少投入、提高勘探开发整体效益的目的。 1 钻井液信息的类型 1.1 钻井液的循环动态信息 钻井液的循环动态信息包括钻井液体积、钻井液流量，这类信息具有很强的实时性。在钻开渗透性好的油气层时，这类信息的变量可以立即显示循环钻井液压力与地层孔隙压力的平衡状态。这类信息可以监测井漏、溢流、井涌等工程异常。 1.2 钻井液的物理性质信息 钻井液的物理性质信息包括钻井液温度、钻井液密度、钻井液电导（阻）率，这类信息具有一定的延时性。从钻开地层到返出地面需要一个迟到时间，实时性较差，但这类信息携带有钻开地层的岩石物性和含油性等方面的地质信息。这类信息可以用来判断地层流体的性质和某些岩性，可以用来监测气侵、水侵、盐侵等工程异常。 2 钻井液工程异常的类型 2.1 井涌 2.1.1 形成井涌的原因 在地层压力的作用下，钻井液和地层内的流体涌出井口的现象称之为井涌。井涌发生的原因主要有以下几点： ①钻于异常高压地层，地层超压驱动地层流体进入井眼形成井涌，这是最根本和最主要的原因。 ②钻井液密度因地层流体的不断侵入而降低，形成负压，负压加剧地层流体的侵入又进一步加大负压形成恶性循环，最后形成井涌。 ③在井底压力近平衡状态下，停止循环时，作用于井底的环空压耗消失，使井底压力减小。 ④起钻时未按规定灌钻井液使井筒液面下降。