对于深水钻井,不但要考虑温度对钻井液流变性影响,同时还要考虑压力对钻井液流变影响。为了能够全面评价深水钻井液在不同温度和压力条件下流变性,须建立深水钻井液井下温度压力条件流变性评价方法。
1)深水钻井液井下流变温度压力动态模拟仪
单通道深水钻井液井下流变温度压力动态模拟仪测量原理为:该仪器采用同轴圆筒测量系统,与ZNN-6型六速旋转黏度计的测量原理相似,当外筒以某一速度旋转时,它将带动内外筒间隙里的钻井液旋转。由于钻井液具有黏滞性,在内筒产生旋转扭矩使与弹簧连接的内筒转动一定角度。根据牛顿内摩擦定律,流体黏度与转动角度成正比,因此,钻井液黏度的测量就转化为内筒转角的测量。不同的是,该仪器采用特殊的磁敏传感器测量扭矩组合的磁转角来实现数据的采集,大大提高了数据的精确性。低温高压流变仪结构图如图5-11所示。
图5-11 低温高压流变仪结构图
2)高低温高压流变性实验评价方法
①配制钻井液体系,在室温下测定钻井液滚前流变性。(www.daowen.com)
②将钻井液放置在滚子加热炉上,在一定温度下老化16 h。
③打开组合釜盖,连带取出测量元件,从旋转筒的上方注入待测钻井液,将测量元件装入旋转筒内,并拧紧组合釜盖。
④在测试开始前,根据测试要求,对旋转筒中待测钻井液的温度压力条件进行调节。
⑤待测钻井液达到测试要求的温度压力条件后,开启驱动电机,通过皮带轮带动高压釜体内的下磁环转动,在磁力作用下,高压釜体内的上磁环会随着下磁环一起转动,从而带动旋转筒转动;旋转筒内的钻井液在随着旋转筒一起转动的同时,会通过钻井液的黏滞作用带动测量体转动,测量体的转动会通过其输出轴带动组合釜盖内的下磁环转动,在磁力作用下,组合釜盖内的上磁环会随着下磁环一起转动,连接上磁环扭矩传感器的输入轴便会将输入轴感应的扭转信息输入给扭矩传感器。
⑥与扭矩传感器连接的控制系统经过计算,便可以得出待测钻井液的流变参数。
⑦改变测量温度或压力,按步骤③~⑥重复进行实验,测量出不同温度压力条件下钻井液体系的流变性。
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