小阳离子聚合物钻井液高温高压流变性研究

用CHAN-7400型高温高压流变仪对大庆钻水平井用小阳离子钻井液的高温高压流变性进行了实验研究,对描述该钻井液高温高压流变性的流变模式进行了优选。实验结果表明,赫-巴模式是描述该钻井液高温高压流变性的最佳模式;钻井液在所有剪切速率下的剪切应力,随温度升高呈下降趋势,随压力增大呈微弱的增大趋势;赫-巴模式流变参数即高剪切速率下粘度η_H和屈服应力τ_y,以及AV、PV和YP随温度升高而下降,随压力增大而增大,但受压力的影响较小。     

非牛顿流体在宽切速率范围内粘度的测量

本文讨论了用三种仪器(落球粘度计,圆筒式旋转粘度计,毛细管挤出流变仪)相结合的方法,在γ=0—10~4(秒~(-1))范围内准确测定非牛顿流体粘度的方法。选用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等高分子溶液为样品,得到连贯的粘度一切速率曲线,强调了为得到准确的结果须特别注意的试验及数据处理的要点及各种方法的适用范围。     

原油／水乳状液流变形态与机理研究

本文介绍用流变镜研究原油/水乳状液流变机理的初步结果。根据乳状液流变形态讨论了流变特征,对乳状液表观粘度值随切变速率增高而降低的机理提供了直观论据,在某一剪切速率下测得的流变性参数(粘度或应力)是各种流变形态综合作用的结果。     

高压毛管流变仪研制

本文研制的LBY—80型高压毛管流变仪，可用于测定在地层条件下具有低粘度和低切速原油或其他液体的流变特性曲线。其特点是全部液体系统都置于同一气体恒温箱中，控温精度在±0.1℃以内。对粘度为0.08泊的油测得剪切率为0.03秒~(-1)。研制中采用了特制的排量为0.01毫升/小时的微量泵和精度为0.05％的测压仪表。     

三塘湖盆地上石炭统原油流变性研究

三塘湖盆地上石炭统火山岩储层物性差,地层压力及单井产量低。通过对原油流变性特征的研究,认为原油运移时在储层的不同区域处表现为两种不同的流变性。在井口附近的区域内,原油的流变特征为牛顿流体,粘度值为一个常量,在剪切速率为10(1/s)下的粘度具有一定的适用性;在井口附近的区域以外,原油的流变特征为非牛顿流体,粘度值为一个变量,在剪切速率为10(1/s)下的粘度将会造成较大的偏差。油藏工程中需要考虑原油在较低剪切速率下的非牛顿流变性,准确的对油藏做出评价。     

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.     

聚丙烯无纺布专用树脂的流变性能

采用毛细管流变仪、旋转流变仪等仪器,对4种不同相对分子质量的聚丙烯无纺布专用树脂流变性能进行了研究。结果表明,随温度的升高,各试样的剪切黏度（ηa）和剪切应力（τ）下降;在250℃,剪切速率（γ）为200～10000s^-1的条件下,各试样ηa和τ的差距逐渐缩小,流变曲线趋于重合。在250℃时,各试样的非牛顿流体指数接近于1,即此时试样接近于牛顿流体。在温度为230屯,γ为10^-2 - 1s^-1的条件下。各试样零切黏度大小依下列顺序递减：试样2,试样1,试样3,试样4。     

聚1-丁烯的微观结构对其毛细管流变行为的影响

利用毛细管流变仪研究了不同等规度的聚1-丁烯(PB-1)流体的高速挤出流变行为,分析了剪切速率、温度和等规度对PB-1流体流变行为的影响。实验结果表明,在实验剪切速率范围内,PB-1流体的流变行为遵守幂律方程,为典型的非牛顿型流体;剪切黏度随剪切速率的增大而减小,呈典型的"剪切变稀"行为;黏流活化能随剪切速率的增大而减小。在相同的剪切速率下,黏流活化能随等规度的增大而增大。在相同的温度下,熔体弹性随剪切速率的增大而增大,随等规度的增大而减小。升高温度能有效降低熔体的黏弹性,有利于PB-1流体的稳定挤出。     

疏水缔合聚合物流变学测量方法Ⅱ:零剪切黏度

通过对3种能够拟合计算零剪切黏度的流变参数模型的对比，优选了适合疏水缔合聚合物溶液零剪切黏度拟合的流变参数模型（Carreau-Yasuda）。对预剪切程序、应力加载方式对零剪切黏度测定的影响规律进行了研究，通过实验确定预剪切程序为:20~500 s-1剪切3~5 min后，静置时间介于5~80 min之间；剪切应力扫描的起始值比屈服应力低一个数量级，应力加载时间为1200 s。在上述实验条件下，在MCR301流变仪上对不同浓度的HAWSP溶液零剪切黏度平行测试结果的平均误差小于3%。     

疏水缔合水溶性聚合物AP4清水溶液的流变特征

提高采收率用商品疏水缔合聚合物AP4为丙烯酰胺、丙烯酸、烷基二甲基烯丙基氯化铵共聚物,分子量1.7×106,水解度18.2%,疏水基含量<1%,由粘浓曲线求得临界缔合浓度CAC为1000 mg/L。用矿化度487 mg/L的清水配制AP4溶液,溶液粘度在45℃、7.34 s-1测定。AP4溶液45℃粘度-剪切速率(0.1~1000 s-1)曲线,溶液浓度≤CAC时在低剪切速率下出现振荡,振荡强度和振荡区宽度随溶液浓度降低而增大,之后出现假塑性和胀流性;溶液浓度≥CAC时依次出现牛顿性、假塑性和胀流性。假塑性区流变曲线符合幂律,给出了不同浓度(400~2000 mg/L)的7个AP4溶液的假塑性区宽度,K和n值。浓度800和1000 mg/L的AP4溶液在45℃、不同剪切速率(200~1550 s-1)下剪切2 min后,粘度保留率(30%~20%)和静置时粘度恢复率(80%~130%)相当分散,剪切速率低时粘度恢复率<100%;对于浓度1500 mg/L的AP4溶液,剪切速率对粘度保留率(~10%)和粘度恢复率(>100%)的影响大大减小。从分子内和分子间缔合结构在剪切作用下的破坏和再生解释了疏水缔合聚合物溶液的流变性和剪切后粘度恢复性。图6表2参11。     

不同牌号LDPE树脂的流变与结构性能

采用旋转流变仪、毛细管流变仪、凝胶渗透色谱（GPC）仪及稳态流变下的模型拟合试验,测试分析、比较了3种牌号低密度聚乙烯（LDPE）树脂的流变性能和结构性能。结果表明:LDPE-1,LDPE-2和LDPE-3 这3种LDPE树脂的动态流变曲线形状极其相似,其储能模量、损耗模量均随扫描角频率的增加而增大;其在不同剪切速率下的毛细管试验流变行为相似,但相对分子质量最小的LDPE-3树脂加工性能最好,而相对分子质量最大的LDPE-1对剪切敏感;这3种LDPE树脂的动态流变扫描、毛细管流变试验,以及在稳态流变下使用Cross拟合模型拟合试验结果所推断得出的其相对分子质量及其分布排序,与其结构性能的GPC测试结果均呈良好的相关性。     

道路沥青零剪切粘度与毛细管粘度的比较研究

粘度是评价道路沥青粘结特性的重要技术指标,也是条件性指标,不同测试方法得出粘度指标差异极大。基于沥青在路面结构中受力状态,对基质沥青、SBS、高强度、高粘度改性沥青等12种道路沥青60℃零剪切粘度、毛细管粘度进行比较研究,并对零剪切粘度测试方法进行简化。试验与分析表明：高粘度改性沥青在第一牛顿区共同区域范围内与沥青在路面结构中所受的剪切速率水平一致,零剪切粘度可以较为合理地表征沥青在路面结构中的粘结特性;高粘度改性沥青毛细管粘度存在虚高现象,无法有效表征高粘度沥青路用粘度特性,而基质沥青毛细管粘度对应的剪切速率在第一牛顿区域范围内,可作为零剪切粘度的替代指标,对基质沥青粘度性能进行评价。此外,建议利用剪切速率扫描试验进行零剪切粘度测试,取10-3～10-2s-1范围内测量粘度均值为零剪切粘度。     

库车山前固井环空钻井液低剪切流变特性研究

针对塔里木盆地库车山前构造带超深天然气井四开、五开固井下套管时频繁漏失的问题,分析了下套管过程中环空钻井液的实际剪切速率,根据赫–巴流变模式,用全剪切速率（1.70～1 021.40 s–1）和低剪切速率（1.70～340.50 s–1）下的测试数据,分别拟合了油基钻井液的全剪切和低剪切流变参数,分析了全剪切和低剪切速率下激动压力的差异。研究发现:库车山前固井下套管时的实际钻井液剪切速率远小于常规全剪切速率的最高值1021.40 s–1;全剪切和低剪切速率下,流变参数随温度、压力变化的差异较大;全剪切速率下的套管激动压力小于低剪切速率,井深越大,全剪切和低剪切速率下的套管激动压力相差越大。研究结果表明,对于安全密度窗口窄的天然气井,应根据实际的钻井液低剪切速率范围,选择测试数据拟合对应的流变参数,并在此基础上根据允许的下套管激动压力,合理设计套管下入速度,从而降低下套管时的漏失量。      

钻井液高剪切速率粘度测试仪及其初步试验

介绍了钻井液高剪切速率下粘度测试仪的工作原理、结构、特点。通过初步试验得出仪器的剪切速率可达到104~105/s的范围,测出的实际粘度较卡森计算公式计算值η卡更为准确,该仪器具有广阔的推广应用前景。     

EOR聚合物的流动特性 低剪切速率下的流变性质 一

对在低剪切速率下两种不同化学结构的离子型聚合物的流变性质进行了实验室研究。用毛细管粘度计在2～200s~(-1)的低剪切速率范围内获得了精确的粘度测量数据。聚合物溶液从牛顿到剪切稀化性质的转化在临界剪切速率时有明显标志,并和聚合物及盐的浓度有关。近期开发的MS—784,即N—乙烯基甲酰胺共聚物,和丙烯酰胺及AMPS·Na的共聚物相比表现了更宽的牛顿区域和在剪切稀化曲线上更平稳的递减斜率。与MS—784相比,MS—7917的粘度随聚合物浓度表现出更明显的增大。     

驱油用聚合物溶液粘度测试方法研究

针对目前油田广为使用的LVDVⅡ+型粘度计在所要求的测试条件下无法直接检测出粘度大于100mPa.s的聚合物溶液体系粘度值的问题,提出首先测量较低剪切速率范围的粘度数据并绘制粘度曲线,然后利用幂律方程对曲线进行拟合,再根据拟合方程计算出所需要的剪切速率为7.34s-1下的粘度值检测方法。将粘度大于100mPa.s的溶液体系的拟合粘度与流变仪实测粘度进行了对比,实验结果表明,该方法获得的数据准确可靠,可在油田相关领域推广应用。     

中纯度对苯二甲酸合成的PET的流变特性研究

采用毛细管流变仪研究了自制的用中纯度对苯二甲酸(MTA)合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)流变性能。结果表明，用MTA合成的PET熔体属非牛顿假塑性流体，表现为切力变稀且剪切粘度低于常规PET，其非牛顿指数大于常规PET，熔体表观粘度对温度的敏感性也大于常规PET。     

用于评价深水条件下钻井液流变特性的FannIX77全自动流变仪

通过对深水钻井过程中钻井液面临的挑战和现有钻井液流变仪的分析,指出目前钻井液流变性测试仪器对评价深水性能存在的不足,重点介绍了用于评价深水条件下钻井液流变特性的新仪器——FannIX77全自动钻井液流变仪,详细阐述了该仪器的结构原理、组成、特点、技术指标及操作模式等。该仪器模拟温度范围在-10℃~316℃之间、最高压力可达30000psi,不仅适用于高温高压井的评价测定,尤其对深水作业时钻井液性能的评价更显示其独有的优势。文章以比重为1.2SG的水基钻井液和合成基钻井液体系为研究对象,介绍了该流变仪在深水钻井液流变实验中的应用。     

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。      

新型管道流变仪在压裂液性能评价方面的应用

文中给出了适宜油田需要的管道流变参数计算方法和模式，并用非牛顿假塑性幂律模型计算压裂液的流变参数和视粘度。另外，通过对管道流变仪一些关键参数的设置与修正，将实测值溯源到标准值上，提高了该仪器数据采集质量与软件处理技术能力。管道流变仪检测流变参数是一种行之有效的方法，它同现有的同心圆柱式旋转流变仪相比，检测方法更符合现场压裂施工过程，解决了现有流变仪检测高粘液体时的“爬杆现象”和“代表性不足”等检测弊端，具有使用和推广价值。