流变参数对配注管道管径选取的影响实验研究

由于以往配注系统管径选取计算过程中流变参数过于单一,造成管径选取不够精细。通过室内实验,对大庆油田在用的中低分子量抗盐、低分子(非抗盐)、1 200～1 600万中分子量(非抗盐)、1 600～1 900万高分子量(非抗盐)、2 500万超高分子量抗盐、3 500万超高分子量抗盐6种油田常用聚合物进行了室内配制,采用MCR301流变仪对不同类型、不同浓度(1 000～7 000 mg/L)聚合物溶液的流变性进行了测试,拟合出不同条件下的稠度系数和流变指数,为配注系统的管径计算提供了基础参数。以配注系统常用参数模拟一条新建管道,利用细化后的参数与原参数分别进行了管道模拟计算,与原参数相比,流变参数细化可以使管径选取更加精细,降低地面管道投资。     

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青,可以方便地测定SBS改性沥青的复数剪切模量和相位角,计算出粘性和弹性分量,并可用各种相关参数表征SBS改性沥青的流变特性.通过分析,对于与采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青流变特性有关的几个问题进行了讨论.     

高温高压下水泥浆的流变性及其模式

水泥浆特别是掺有外加剂的水泥浆体系在高温高压下的流变行为，不完全遵循二参数的宾汉模式和幂律模式，而遵循更复杂的三参致赫切尔－巴克莱模式。本文分析了水泥浆的结构，利用美国坎德尔公司的７４００型高温高压流变仪，使用相应的数学处理技术，提出了基于赫切尔－巴克莱模式计算水泥浆高温高压下流变参数的方法。     

油煤浆的管道输送特性与管路设计原则

通过理论分析和管道实验，探讨了油煤浆在工业管道输送中的流变特性、流动状态和阻力特性，得出了油煤浆的物性参数、表观参数、管道阻力参数的测定值和计算公式，并在此基础上探讨了油煤浆管道输送的设计原则，为油煤浆管路的设计提供基础数据、计算方法和一般原则。     

用数值方法计算含水原油管道参数

通过对大庆油田采油五厂含水原油现场取样和数据处理分析可知，含水原油其流变特性可由幂律本构方程表示。在本构方程中，流变指数和稠度系数是含水率和温度的函数。根据含水原油管道的特点，建立了含水原油管道参数的计算模型并采用数值方法求解。     

钻井液用聚合物水溶液的流变行为

校验了本所开发的压力毛细管流变仪,用它测量牛顿流体的粘度误差不超过5％。使用该仪器测定了钻井液用聚合物水溶液在10~5秒~(-1)下的剪切降解作用;使用该仪器和 RV-2流变仪研究了上述溶液在恒温下、宽剪切速率范围内的流变行为;用该毛细管流变仪测得10~5秒~(-1)下的粘度值可为喷射钻井优选流变参数提供准确的水眼粘度值。RV-2流变仪在低、中剪切速率(5.4-1312秒~(-1))下测得的流参变数在 IBM PC/XT 微机上按卡森模式计算出的10~5秒~(-1)下的粘度值与该压力毛细管流变仪的实测值往往偏差很大。所以,为保证喷射钻井优选流变参数,应该采用毛细管流变仪实际测定井浆高剪切速率下的粘度值。     

胶凝原油管道再启动实验研究

探讨了一种利用模型管道测取的数据回归胶凝原油流变参数，并用之计算凝油管道再启动压力和启动时间的方法。认为管线停输后，由于温度下降导致凝油收缩，使凝油结构存在空隙。再启动过程中由于压力作用，凝油中的空隙被压紧的同时结构受到破坏，正确计算启动过程中管内凝油在压缩移动过程中受破坏程度及结构系数是计算再启动压力的关键。文章将计算结果与模型管道实验数据进行比较，两者吻合较好。     

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Ｌ—Ｍ流变模式是一个三参数流变模式，它能较好地反映钻井液、水泥浆及高分子溶液等非牛顿液体的流变性能〔１〕，并具有适应范围广、精度高的特点。文中对Ｌ—Ｍ液体流变参数的计算方法进行了分析，指出使用旋转粘度计测量该液体的有关参量和应用牛顿液体剪切速率计算其流变参数时，所存在的问题和引起的误差。文中根据Ｌ—Ｍ液体的本构方程，推导出该液体在旋转粘度计中作周向运动的规律及剪切速率的计算公式，找出了Ｌ—Ｍ液体剪切速率与牛顿液体剪切速率及流变参数的关系，并提出了一套准确计算Ｌ—Ｍ液体流变参数的方法。     

马氏漏斗黏度计测定钻井流体流变参数新方法的建立

目前使用马氏漏斗黏度计作为流变仪使用,所得到的数学模型计算过程繁琐、精度不足,无法满足现场测定钻井流体流变参数的需求。笔者针对牛顿型与非牛顿型钻井流体,优化了流量系数、壁面剪切速率、壁面剪切应力及流变曲线的数学模型,得到了测定牛顿黏度、表观黏度、塑性黏度以及动切力的新数学模型。结果表明,模型下矿物油、合成油、燃料油、绒囊冲洗液及甲酸盐钻井液的流变曲线与HAAKE MARS Ⅲ流变仪所测得的流变曲线之间存在很强的正相关性,相似度很高;模型下5种钻井流体的牛顿黏度、表观黏度、塑性黏度以及动切力的测量值与ZNN-6旋转黏度计的测量值之间的误差分别为1.40%、4.29%、2.78%与10.13%;说明了,建立的新方法可准确、简便地求得钻井流体的流变参数,计算准确度与ZNN-6旋转黏度计相符,可满足现场钻井流体流变学设计的需求。      

喷射钻井水力参数与泥浆流变参数互相适应的优选方法

本文介绍了在喷射钻井中计算和确定各种钻井水力参数和泥桨流变参数相互适应的优选方法.其中包括:泥桨流变性、临界流速和“z”值、流变模式、净化能力、层流压耗、紊流压耗、钻头水力参数优选等.     

ASME B31G-2012标准在含体积型缺陷管道剩余强度评价中的应用研究

为了确定石油天然气输送管道能否在规定的管道压力下正常运行,避免油气管道发生安全事故,必须对含体积型缺陷的管道进行剩余强度评价。以断裂力学和工程实践经验相结合的半经验公式作为含体积型缺陷管道进行剩余强度评价的标准已经被国内外所广泛采用。为此分析研究了ASME B31G-2012标准的3种流变应力计算方法,得出各管线钢在选用不同方式计算流变应力时,管道剩余强度值之间所存在的差异,剩余强度评价结果也会存在着不同的保守性。进而计算了不同条件下安全系数的选取范围,讨论了地区等级变化对安全系数的影响程度;并针对ASME B31G-2012标准比较了原剩余强度计算公式和改进后的剩余强度计算公式,认为改进后公式通过改变鼓胀系数和缺陷投影面积降低了剩余强度评价结果的保守性;最后通过实际工程运用明确了流变应力、安全系数、剩余强度计算公式的选取原则。结论认为:在实际应用中需要综合考虑管道使用年限、管材性质、缺陷特征、所处地区等级、检测技术及业主要求等多方面的因素来确定如何选取评价管道剩余强度的相关参数。     

温度及外加剂对水泥浆流变性的影响

水泥浆流变性与水灰比、水泥颗粒的粒度和形状、水泥化学组分及颗粒表面上组分的相对分布、外加剂种类和加量、试验条件(温度和压力)等众多因素密切相关，因此对特定浆体流变模式及流变规律的确定结果，往往因研究者及实验条件不同而存在差别。以嘉华G级油井水泥为研究对象，以流变学基本原理为基础，以高温高压流变仪获得的流变测试曲线为依据，采用赫切尔—巴尔克莱模式本构关系确立了在不同井温下水泥浆体流变模型，探讨了温度、外加剂等对流变性能的影响规律及其本质，为深井水泥浆体系设计及流变学计算提供了基础。计算及分析结果表明，建立的流变模式及确定的流变参数值具有良好的精度。     

喇嘛甸油田高含水原油流变性研究

从油田生产实际出发较全面地研究了高含水原油的流变特性，即含水原油的本构方程及特点；原油含水率与视粘度的关系；原油剪切速率与视粘度的关系；原油视粘度与油温的关系等，给出了测试的相应曲线和回归方程，并对曲线进行了分析。应用文中给出了的流变参数的回归方程可进行气体－非牛顿型流体压降计算，对管道设计和改造有着重要意义。     

基于改进黄金分割法的钻井液流变模式优选

钻井液流变参数的计算和流变模式的优选对于钻井作业的顺利进行至关重要。结合数值计算方法、回归分析和最优化的理论,在穷举法的基础上,引入相关指数、残差平方和以及残差方差3个评价标准,利用黄金分割法加快有根区间的收缩速度,提出了改进的黄金分割搜索算法。利用该方法,不用给定迭代初始值,收敛性好,克服了已有钻井液流变模式优选算法的缺点,同时适用于2参数、3参数、4参数流变方程的参数计算与流变模式优选。借助MATLAB语言编制相应计算程序对大量数据进行计算,并与前人的计算结果进行比较,结果表明:所采用的3种回归评价标准是有效的,与改进的黄金分割搜索算法相结合,能够回归出钻井液的流变参数,并准确地优选出流变模式,残差方差的计算结果平均降低了19.70%,计算结果精度更高。      

毛细管狭缝流变仪的测量原理和应用

介绍一种能自动连续测量的毛细管狭缝流变仪的原理和结构,该流变仪具有微机自控和数据采集处理系统,适用于牛顿液体和石油钻井泥浆等非牛顿流体流变性能的在线和离线测量.文中推导出毛细管狭缝流变仪测量适用于罗伯逊一斯蒂夫模式、幂律模式、宾汉模式的流变参数、剪切应力、剪切速率和雷诺数的有关计算公式.通过实测资料证明,该流变仪测量精度较高,自动测量相对误差≤3%,手动测量相对误差≤1%,具有广泛的实用性.     

气制油合成基钻井液低温高压条件下流变模式研究

钻井液流变模式是对钻井液流变特性的定量表征,对钻井过程中的水力学计算具有十分重要的作用。为研究气制油合成基钻井液低温高压条件下的流变模式,用FannIX77全自动钻井液流变仪测定不同油水比的流变参数并进行了分析。试验结果表明,低温条件下气制油合成基钻井液体系的剪切应力随着压力的升高而增大;流变曲线不经过原点,且曲线斜率不断增大。应用最小二乘法和线性回归对两种体系的流变曲线进行了拟合,结果表明,对于不同油水比的合成基钻井液体系,宾汉、卡森、H-B三种流变模式均能较好地反映低温高压条件下钻井液的流变特性,幂律模式相对较差;与宾汉、H-B模式相比,卡森模式的拟合效果最佳。为便于水力学计算,建议用宾汉模式来表征气制油合成基钻井液的流变特性,并进行水力学计算。      

稠油流变特性实验研究

为了满足稠油生产过程中工程计算的需要，以胜利油区稠油为原型，利用BROOKFIELD DV-Ⅲ^＊型流变仪对5个典型区块的稠油在35～100℃和0．028～151．2s^-1剪切速率下的流变特性进行实验研究。采用宾汉、幂律及广义宾汉本构方程对实验数据进行分析处理，发现这3类方程均能较好地反映稠油的非牛顿流变特性，保证工程计算精度。依据实验数据，按照中国稠油分类标准，对3类本构方程参数进行回归拟合，得到相应的计算推荐值和回归公式。用于地层、井筒及输油管道中稠油物性的理论计算。     

新疆迪那区块高温水泥浆流变性应用评价

合理描述复杂地层固井水泥浆的流变性,准确表达温度对流变性的影响对固井施工和固井质量尤为重要。从评价迪那区块固井水泥浆的流变性出发,结合塔里木油田固井现状以及现场试验数据,分析了固井水泥浆流变参数的常规计算方法及回归计算方法;利用回归分析的数学方法,对各流变模式的流变参数进行了综合回归计算与分析比较,优选得出适合塔里木油田的HB流变模式以及温度对流变参数的影响方程。因为影响流变参数的因素很多,为准确计算流变参数,可根据得出的反映温度与流变性关系通用的二次函数方程,结合不同的试验条件、水泥浆配方、外加剂以及数据可以回归出有针对性的关系式。     

水包油钻井液高温高压流变性研究

用7400型高温高压流变仪对“八五”期间研制的华北任平1井低密度水包油乳化钻井液高温高压流变性进行了实验研究。系统地测试了温度、压力对该钻井液流变性的影响;运用宾汉模式、幂律模式、卡森模式和赫-巴模式对该钻井液高温高压流变数据进行了系统拟合分析,得出赫-巴模式是描述该钻井液高温高压流变性的最佳模式,就工程应用而言,二参数的卡森模式也可以用于描述水包油乳化钻井液高温高压流变性。并研究了赫-巴流变方程中各参数随温度和压力的变化规律;还对该钻井液高温高压流变数据进行了回归分析,建立了预测低密度水包油乳化钻井液高温高压流变性能的模式。     

四参数模式流变参数准确计算方法及其应用

通常根据牛顿流体所得剪切速率计算非牛顿流体流变参数,计算结果存在误差,不利于准确描述钻井液流变性及提高水力计算精度,因此需要修正其剪切速率。根据四参数流变模式本构方程,运用幂级数展开理论推导,得出了流体在水平旋转运动中的流变规律及剪切速率表达式。编制了流变参数计算程序,根据剪切速率计算式迭代修正剪切速率,再利用修正的剪切速率回归计算流变参数。应用不同类型钻井液数据及一组水力实测数据对文中计算方法进行了流变分析及水力计算评价。结果表明：未修正的剪切速率误差较大,修正剪切速率后所得流变参数能够更好地描述钻井液流变性;运用剪切速率修正后所得流变参数进行水力计算,压降计算精度提高0.5 MPa,井底附加循环当量密度（ECD）与实测数据吻合更好,表明该方法具有一定的理论与应用价值。