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2. 粘度和切力

定义

流变学是物质变形和流动的科学。通过对流体进行数值测量,可以确定该流体在各种条件(温度、压力和剪切速率)下如何流动。

在流变学术语中,粘度是最常用的。最广义的粘度可以描述为物质对流动的抵抗力。

切力和屈服值都是流体系统中引力测量值。初切力测量的是静态引力,而屈服值测量的是动态引力。

单位

马氏漏斗粘度:s/qt,秒/夸脱

表观粘度(AV):cP 或 mPa•s

塑性粘度(PV):cP 或 mPa•s

屈服值(YP):Pa或lbf/100·ft²

低剪切速率粘度(LSRV):cP 或 mPa•s

终切/终切:Pa 或 lbf/100·ft²

设备仪器

马氏漏斗粘度计:用于测量粘度的常规简单装置。

直读式粘度计:Fann 35,用于测量塑性粘度,屈服值和切力。

操作步骤

A:马氏漏斗粘度计

1.   用手指盖住漏斗孔,将刚取样的钻井液通过筛网倒入干净、直立的漏斗中直至样品液面触及筛网底部。

2.   移开手指并同时启动秒表,记录钻井液到达泥浆塑料杯标记位置的用时。

3.   测量泥浆的温度并做记录。

B: 直读式粘度计

1.   将钻井液样品倒入可加热的样品杯中,样品的量要考虑到内筒和转筒所占的体积(约100ml),使样品液面恰好位于转筒的刻度线处。

2.   样品加热(或冷却)至65±1 C°。在加热(或冷却)时,间断的或者持续的使用 300 转/分的剪切速率搅拌泥浆样品,使泥浆加热均匀。当样品杯杯加热到所需温度后,将温度计浸入样品中,继续搅拌,直到样品也达到所需温度,记录样品的温度。

3.   分别记录600 转/分、300 转/分、200转/分、100转/分、6转/分、3转/分剪切速率下的指针读数。

4.   以 600转/分的转速剪切钻井液样品 10 秒,静置 10 秒,再以3转/分的转速剪切样品记录指针读数,最大读数除以 2 即为初切力(10秒切力)。

5.   以 600转/分的转速剪切钻井液样品 10 秒,静置 10 分钟,再以3转/分的转速剪切样品记录指针读数,最大读数除以 2 即为终切力(10分钟切力)。

计算

马氏漏斗粘度:s

表观粘度AV(mPa·s):AV=φ600/2

塑性粘度PV(mPa·s):PV=φ600-φ300

屈服值YP(Pa):YP = (φ300-PV)*0.511

初切(10秒切力):操作步骤4

终切(10分钟切力):操作步骤 5

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