基于马氏漏斗黏度的油基钻井液表观黏度预测方法

为了研究油基钻井液漏斗黏度与表观黏度之间存在的联系，从马氏漏斗黏度计的结构出发，在水基钻井液研究成果的基础上，分析了油基钻井液在马氏漏斗黏度计中的流动规律，研究了利用油基钻井液马氏漏斗黏度预测表观黏度的可行性，推导了流体漏斗黏度计算公式，建立了油基钻井液马氏漏斗黏度与表观黏度函数之间的数学模型，并对该模型分别进行了室内试验和现场试验的验证。试验结果显示，室内和现场计算的表观黏度与实测表观黏度的最大相对误差分别为6.8%和8.2%，均在合理范围内；现场试验中，油水比从70:30增大到91:9，预测结果没有受到影响。研究结果表明，基于马氏漏斗黏度的表观黏度预测模型能够较准确地估测油基钻井液的表观黏度，钻井现场可以利用油基钻井液的马氏漏斗黏度估算其表观黏度，这为现场预测油基钻井液的表观黏度提供了方便。      

基于压力的马氏漏斗黏度在线检测方法

针对马氏漏斗黏度手动测量方法存在的工作量大、测量精度低、监测不连续等问题,从马氏漏斗黏度检测的原理、结构、算法等方面研究钻井液的在线检测过程,基于液位高度与液柱压力的关系,提出了一种钻井液马氏漏斗黏度的在线检测方法,并研制了一套实验装置。通过仿真模拟和中原油田钻井现场试验,验证了测试系统的准确性,系统精度达到±1 s。综合分析钻井液马氏漏斗黏度的影响因素,从溢流口形状、漏斗改造工艺和液位检测精度等方面优化在线检测方法,实验装置的钻井液密度测量误差低于3%,黏度测量误差低于2%。提出的马氏漏斗黏度在线检测方法及其实验装置可较好完成对常规钻井液的密度和马氏漏斗黏度的在线检测,具有较好的适应性和较高的自动化程度。在满足检测精度的前提下,在线检测方法和实验样机可较好代替现场人工检测,提高了油田的智能化水平。      

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。      

应用马氏漏斗测定钻井液流变参数

马氏漏斗通常仅仅能表征钻井液的平均黏度,无法表征钻井液的其他流变参数。为此,基于马氏漏斗测定原理,测量不同体积钻井液流出马氏漏斗所需的时间,建立马氏漏斗中钻井液的剪切应力随剪切速率的变化关系,并最终给出了钻井液流变参数（表观黏度、塑性黏度、动切力）的关系式。最后应用具体实例,通过测量 2 种组分不同
的钻井液体系的流变参数,进一步阐述了应用马氏漏斗测量和计算钻井液流变参数的步骤和过程。      

应用低磁场NMR测量方法预测原油黏度

加拿大拥有巨大的稠油和沥青质原油油藏,成功开采这类原油,黏度测量是关键.低磁场核磁共振(NMR)作为测量这一性质的工具显示出巨大的潜力,以前研究的NMR黏度关系对大范围黏度和温度数量级评价是有效的.利用NMR光谱与黏度关系实验,建立起现象学关系式,更详尽地研究了原油黏度和NMR,为提出的关系式提供了理论证明.还介绍了一种新型调谐方法,通过该方法使应用Arrhenius(阿列纽斯)公式的关系式可以改善多种温度下单一原油的NMR黏度评价.调谐使NMR可用于研究监测热力采油井或在线监测产出液蒸气冷却后黏度.     

润滑剂低温黏度测试影响因素考察

<正>采用GB/T11145—1989《车用流体润滑剂低温黏度测定法(勃罗克费尔特黏度计法)》测定了N115B标准参考油、GL-5 80W-90车辆齿轮油等试样的低温黏度,对测试过程中影响低温黏度测定结果准确性的相关因素进行了分析。     

用链状流体分子热力学模型计算常压流体混合物的黏度

在Eyring绝对速率理论的基础上,结合链状流体分子热力学模型,建立了一个常压流体混合物的黏度方程。该黏度方程的关键是采用了链状流体分子热力学模型,同时计算黏度方程中的压缩因子和过剩Gibbs自由能。对选择的若干常压二组分流体混合物的黏度数据的计算结果表明,采用一个与温度无关的可调参数时,黏度方程能关联二组分流体混合物的黏度数据,平均相对误差为3.18%;采用两个与温度无关的可调参数时,关联效果大幅度的改善,平均相对误差降至1.22%;采用与温度有关的可调参数时,单参数和双参数所得黏度计算结果的平均相对误差分别为2.79%和0.84%。实验结果表明,该黏度方程的预测结果稍差,误差一般为7%左右。因此,实际计算中,推荐使用与温度无关的可调参数的黏度模型。     

泡点压力处地层原油黏度预测

在分析３００ 余个地层油样品高压物性测试数据的基础上,运用麦夸特法和通用全局优化法,利用气油比和油藏温度下地面原油黏度值,预测油藏温度下泡点压力处地层油黏度关系式。结果表明：通过与现有的黏度预测关系式对比,该预测关系式形式简单,便于现场快速计算,预测精度满足工程要求,同时为油藏工程方案设计及数值模拟器的修改完善提供了可靠的参考黏度关系式。     

含气原油油包水乳状液黏度测试试验研究及相关验证

描述一种在加压(1-100bar)和控温流动条件下利用一个空轮形流动模拟器测量乳状液黏度的方法。当模拟器轮子旋转时,其中的液体以旋转相反的方向运动,作用在轮轴上的扭矩通过校正模型转换成流体的黏度而被测量出来。这个方法已应用到北海油田压力100bar、含水率0-90%的一些含气原油油包水乳状液的黏度测试中。测试表明,该方法对较小仪器中含气原油体系油包水乳状液黏度测试非常有效。尽管所研究的原油很不相同,黏度差异也很大,但相对黏度作为含水率至少达60%的函数,所显示出的变化并不大,通常可用典型曲线来表示。实验中得到的相对黏度与一个随温变化的Richardson型关系式进行了对比。另外三个关系式分别由Mooney、Pal和Rhodes(P&R)及Pal提出。通常,若偏重测量数据,P&R的关系式给出了最佳拟合,与Mooney关系式很接近,但对于低介质含水率来说,Ronningsen关系式与以上相当,这个关系式测量不需作任何校正。在实际作业设计目标中,虽然在低介质含水率时可能有点保守,但在高含水率时比较乐观它提供了一个相当精确有效的测量流体黏度的方法。所发现的Pal最新关系式对校正点的选择非常敏感,因此,对低含水率或高含水率都很不准确。     

石油产品运动黏度的自动分析探究

由于实验室目前采用的手动黏度分析方法测定石油产品的运动黏度存在试验时间长、测定结果误差大、无法溯源等问题,选用自动分析方法、实现快速自动化测定成为必然发展趋势。通过手动黏度分析方法和自动黏度分析方法的试验数据比对,结果表明：采用自动黏度分析方法替代手动黏度分析方法测定石油产品运动黏度分析时间短、重复性好。     

高剪切速率下钻井液粘度的实验研究

利用智能型高剪毛管粘度测试仪,对５种实验液在高剪切速率下的粘度（η∞）进行了测试。测试分析结果表明,当ｄｖｄｘ趋于１０５ｓ－１时,η∞实测值较用卡森模式推算的η∞值准确,证实了卡森模式的局限性,同时探索了在高剪切速率下钻井液粘度η∞随ｄｖｄｘ的变化规律,为钻井液流变性研究提供了一条新的途径     

高温高压下油基钻井液的流变特性

使用Rheo Chan7400型高温高压旋转粘度计,分别测定了具有典型配方的矿物油钻井液和柴油钻井液在高温高压下的流变性能.实验结果表明,这两类油包水乳化钻井液的表观粘度、塑性粘度和屈服值均随温度的升高而降低,随压力的增加而增大.常温时压力对表观粘度和塑性粘度影响很大,但随着温度升高,压力的作用逐渐减小.在深部井段,影响油包水乳化泥浆流变性的主要因素是温度而不是压力.在大量实验的基础上,运用回归分析方法建立了预测井下高温高压条件下表观粘度的数学模型.经实验验证,计算值与实测值吻合较好.模型中温度和压力的特征值可直观地反映温度和压力对表观粘度的影响程度.该模型应用方便,并适于在生产现场应用.     

无固相钻井液体系的室内研究(Ⅰ)

利用漏斗粘度法考察了增粘剂、降滤失剂、油层保护剂和加重剂对钻井液粘度的影响,确定了无固相钻井液初始配方范围为:增粘剂1%～3%、降滤失剂1%～3%、油层保护剂1%～3%、加重剂适量。通过L_(25)(5~6)正交实验,从粘度、切力、滤失量等性能对钻井液配方进行优化,确定了无固相钻井液配方为:增粘剂2%、降滤失剂2%、油层保护剂2%、加重剂适量。此钻井液静切力小,表观粘度42.1 mPa·s,动切力11.3 Pa,润滑系数0.0787,API滤失量5.5 mL,HTHP滤失量14.2 mL。     

纳米SiO2接枝聚丙烯酰胺的黏度和流变性能

通过对纳米SiO₂改性并接枝聚丙烯酰胺,制备了一种有机/无机复合的阴离子聚合物,用于油藏深部调驱进而提高原油采收率。利用激光粒度仪和红外光谱分析并验证了纳米SiO₂的成功改性,同时利用红外光谱验证了改性纳米SiO₂(MS)成功接枝聚丙烯酰胺。考察了改性纳米SiO₂接枝聚丙烯酰胺(MSP)含量、NaCl含量、温度和溶胀时间对MSP黏度特征和流变性能的影响。研究结果表明,在MSP质量分数0.1%~2.0%、NaCl质量浓度0~20 g/L、温度30~90 ℃和溶胀时间0~10 d的条件范围内：(1)MSP黏度随着MSP含量的增加而逐渐增大,随着NaCl含量的增加和温度的升高而逐渐降低,随着溶胀时间延长而逐渐增大且至7 d后基本保持不变,表现出一定的黏度稳定性;同时,MSP黏度随着改性纳米SiO₂含量的增加而增大,黏度由小到大顺序为MSP0、MSP1、MSP2、MSP3。(2)MSP0和MSP1的表观黏度随着MSP含量的增加和溶胀时间的延长而逐渐增大,随着温度的升高和NaCl含量的增加而逐渐降低。在较低剪切速率(γ<10 s^-1)时,MSP0和MSP1的表观黏度随着剪切速率增大而减小,表现为剪切变稀的假塑性流体的特征;在较高剪切速率(γ>50 s^-1)时,MSP0和MSP1的表观黏度随着剪切速率增大基本保持不变,表现为牛顿流体的特征。同时,MSP1的表观黏度在同一剪切速率下均大于MSP0,这表明改性纳米SiO₂的引入显著提高了MSP的表观黏度。     

基于密度粘度活度的有机盐水溶液研究

由于有机盐无固相水溶液密度可调范围大、溶液粘度低、抑制性强等特点,得以作为油气井工作液的基液在钻井、完井、试油等作业中推广应用。因此,建立有机盐加重剂的加量与水溶液密度、粘度、活度间的定量关系,对现场应用、室内研究以及控制成本意义重大。研究全面测定了有机盐水溶性加重剂Weigh2、Weigh3的加量与其水溶液密度、粘度以及与其水溶液上方密闭空间的相对湿度,建立了Weigh2、Weigh3的加量与其水溶液密度、粘度、活度间的数学关系,绘制了加量与其水溶液密度、粘度、活度间的关系图版。为现场控制处理剂用量、室内设计提供了定量数据和简单方便的方法,也为深入研究有机盐工作液作用机理奠定了基础。     

钻井液用降黏剂磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物的合成与评价

以甲苯和丙酮为溶剂,苯乙烯、马来酸酐为主要原料,合成了磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物(SSMA),平均相对分子质量为2 500～4 000.室内评价结果表明,SSMA具有良好的降黏和抗温性能.SSMA加量为30 g/L时,可使4%淡水基浆的表观黏度从7.5 mPa·s降至3.0 mPa·s;SSMA加量为40 g/L时,可...     

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为使各类流体能应用漏斗粘度计测量其流变参数,研究不同流体流动时间与流变参数的数学模型,是非常重要的问题。作者从塑性流体的本构方程出发,建立了非恒定静液柱作用下,该流体垂直下落的流动规律及其管嘴流动时间与流变参数及摩阻的相互关系,从而为计算漏斗粘度计中塑性流体的流变参数提供了理论依据。文章同样采用幂律流体等比例下降的多点式测量方法及其相关的试验数据,较简便地求解出塑性粘度和动切力的具体数值。文章最后应用具体实例,进一步说明测量和计算动切力和塑性粘度的步骤和过程。