鉆井液流變參數(shù)的測定

鉆井液流變參數(shù)包括表觀粘度、塑性粘度、動切應(yīng)力（屈服值）、初切、終切、流性指數(shù)（反應(yīng)鉆井液非牛頓性質(zhì)的強弱，一般鉆井液的n值小于1，n越小則非牛頓性越強，觸變性越大，鉆井液的n值范圍一般在0.70~0.45之間）、稠度系數(shù)（反應(yīng)鉆井液的稀稠程度）、水眼粘度(極限高剪切粘度)、卡森動切力等。以上參數(shù)可用范氏六速旋轉(zhuǎn)粘度計測定。

ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)粘度計：鉆井液處于兩個同心圓筒間的環(huán)形空間內(nèi)，通過變速傳動外轉(zhuǎn)筒以恒速旋轉(zhuǎn)，外筒轉(zhuǎn)通過被測液體作用于內(nèi)筒上產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，使同扭簧連接的內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)了一個相應(yīng)角度，依據(jù)牛頓定律，該轉(zhuǎn)角的大小與液體的粘度成正比，于是液體粘度的測量轉(zhuǎn)為內(nèi)筒轉(zhuǎn)角的測量。反應(yīng)在刻度盤的表針讀數(shù)，通過計算即為鉆井液粘度、切力。測量部分由扭力彈簧組件、刻度盤組件、內(nèi)外筒組成，支架部分采用托架升降，不須停機即可換檔，

技術(shù)規(guī)格：六速旋轉(zhuǎn)粘度計粘度測量范圍：對牛頓流體0~300mPa.s

                                                                    對非牛頓流體0~150mPa.s

一、六速旋轉(zhuǎn)粘度計開機前的檢查和校驗

1．接通電源，指示燈亮，檢查儀器是否漏電。

2．檢查儀器是否水平。

3．用手輕輕轉(zhuǎn)動內(nèi)筒5小格，檢查儀器轉(zhuǎn)動是否靈敏。轉(zhuǎn)動一小格來回擺動5次以上則為靈敏，不擺動則儀器不能使用，需檢查修理。

4．夏日將儀器用3r/min或6r/min轉(zhuǎn)動3min，冬天轉(zhuǎn)動5min，同時檢查儀器運轉(zhuǎn)是否正常，轉(zhuǎn)速是否恒定。

5．用600r/min檢查儀器是否擺動，外筒發(fā)生明顯擺動時，可改變外筒卡口方向和擰緊外筒。

6．以300r/min轉(zhuǎn)動，檢查刻度盤指針零位是否擺動，如指針不在零位，應(yīng)根據(jù)儀器說明書進行校檢合格。

二、測定

1．儀器校驗檢查好后，將被測鉆井液用漏斗粘度計篩網(wǎng)過濾，然后加溫至所需溫度略高，加溫同時進行攪拌10min以上。在井場測量時，應(yīng)盡可能減少取樣所耽擱的時間（如有可能應(yīng)在5min內(nèi)），且測量時的鉆井液溫度應(yīng)盡可能接近取樣處的鉆井液溫度(溫度差不要超過6℃)。在報表上應(yīng)注明取樣位置。 

2．將樣品注入到樣品杯內(nèi)至刻度線處（350mL），立即置于托盤上，上升托盤使杯內(nèi)液面剛好達到轉(zhuǎn)筒刻度線處。

3．測量并記錄鉆井液的溫度。

4．使轉(zhuǎn)筒在600r/min轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，待表盤上的讀數(shù)值恒定（所需時間取決于鉆井液的性能）后，讀取并記錄600r/min時表盤讀值。按相同方法分別測定并記錄300r/min、200r/min、100r/min、6r/min、3r/min時在表盤上的讀值。

5．將鉆井液樣品在600r/min下攪拌10s鐘。停止攪拌后將鉆井液樣品靜置10s鐘，測定3r/min轉(zhuǎn)速開始旋轉(zhuǎn)后的最大讀值，以Pa為單位計算初切力（10s切力）。

6．將鉆井液樣品在600r/min下攪拌10s，而后使其靜置10min，測定3r/min轉(zhuǎn)速開始旋轉(zhuǎn)后的最大讀值，以Pa為單位計算終切力（10min切力）。

7．測試完畢，關(guān)閉電源，松開托盤，移走樣品杯。

8．輕輕左旋卸下外轉(zhuǎn)筒，逆時針方向旋轉(zhuǎn)垂直向下用力取下內(nèi)轉(zhuǎn)筒（一般不用取下內(nèi)轉(zhuǎn)筒，直接用清水毛刷清洗）。

9．清洗儀器并擦干，上好內(nèi)外筒。

三、計算

初切（G10 s）=0.5Φ3                           (Pa)

終切（G10 min）=0.5Φ3                         (Pa)

表觀粘度(AV)＝1/2（Φ600）                    (mPa.s)

塑性粘度(PV)＝Φ600－Φ300                    (mPa.s)

動切應(yīng)力(YP)＝ (Φ300－PV) /2                    (Pa)

假塑性流體：流性指數(shù)(n) ＝3.322lg（Φ600/Φ300）

稠度系數(shù)(K) ＝0.511[Φ300/(511)ⁿ]                 (Pa.sn )

    水眼粘度(η∞)＝｛1.20(Φ600^1/2-Φ100^1/2)｝²       (mPa.s)

     卡森動切力(τc)＝｛15.6(Φ100^1/2－Φ600^1/2)｝²×10^-3   (Pa)

四、注意事項

1．測量時旋轉(zhuǎn)筒的刻線一定剛好被被測鉆井液淹完。切力測定是3r/min轉(zhuǎn)動時的最大值。

2．注入樣品量與測頭浸泡深度必須嚴格控制，否則由于測頭的“邊界效應(yīng)”會使測定結(jié)果錯誤。

3．需卸內(nèi)外筒時，應(yīng)輕輕卸下，切忌碰撞或用力過猛。清潔內(nèi)筒時用手指堵住錐孔，以免贓物和液體進入腔內(nèi)。

4．由于內(nèi)外筒的間距很小，大的固相顆粒和較大的氣泡會干擾測定，大量小氣泡的存在會使測定結(jié)果失真。因此，在測定前要進行消泡，必要時可加入消泡劑。

5．測定時必須是從高速到低速依次進行，不能顛倒。對多數(shù)鉆井液，特別是觸變性較大的鉆井液，按不同次序測定的結(jié)果是不重復(fù)的。