具有讽刺意味的是,在可以对钻井液进行的所有不同类型的测试中,最常用的一种测试提供的信息最少。沼泽漏斗粘度测试无疑是所有使用矿物(膨润土)或聚合物钻井液或泥浆的钻井行业的钻井承包商的最爱,但漏斗粘度只能告诉我们钻井液的厚度。确定钻井液的漏斗粘度并不能准确地告诉我们,钻井液在保持井眼畅通、将岩屑输送到地面或发挥钻井液预期的其他功能方面的效果如何。了解漏斗粘度测试的局限性是很重要的,并知道何时深入研究钻井液测试和流变性,以确定钻井液是否能够有效地完成钻井项目所需的功能。

在《韦氏新世界词典》中查找“粘度”一词,你会发现粘度是“流体的内摩擦,使其不能流过固体表面或流体的其他层。”这一定义应该引起所有使用钻井液进行旋转泥浆钻井的人的注意,因为这一表述表明,粘度可能不利于钻井液发挥预期的功能。更高粘度(更稠)的钻井液将需要在钻头或扩眼器上施加更大的压力,以将钻井液柱移出井眼,特别是当钻屑被扔进混合物中时,进一步增加回流的粘度。钻井头或扩眼器的额外压力增加了破坏井眼结构完整性的可能性,这可能导致地层损坏、漏失循环和/或压裂(特别是在水平定向钻井应用中)。无论使用的是机械固相去除设备还是依靠重力沉淀钻屑,高粘度钻井液都更难保持清洁,导致钻井液固相含量较高,钻井液质量较差。

膨润土钻井液是非牛顿钻井液,即粘度随剪切而变化。牛顿流体,如水和油,粘度随温度的变化而变化(流体越热,粘度越薄),而非牛顿膨润土钻井液在剪切作用下变薄,很容易泵入,但在静止状态下会转变为凝胶状物质,悬浮钻屑。根据《钻井液控制原理》,膨润土钻井液也可以被描述为促甲状腺作用,因为它“能够在静止状态下建立一种刚性或半刚性凝胶结构,但通过机械搅拌可以恢复到流体状态”。最有效和高效的钻井液是能够在尽可能低的粘度下实现钻井液的所有功能(凝胶强度、悬浮钻屑、稳定井眼等)的钻井液。

常规的漏斗粘度检查可以让我们相对地了解钻井液中膨润土或聚合物的含量,这是将钻井液与土壤条件匹配的第一步。当回收/再循环钻井液时,为了保持完成钻井项目所需的钻井液性能,经常测试漏斗粘度是很重要的。随着钻井液的再循环,钻屑的滞留量不断增加,这些钻屑不断被磨碎,直到接近粘土的颗粒大小(0 ~ 2微米)。被超细钻屑或石灰等污染物污染的钻井液可能具有很高的漏斗粘度,但失液性能较差,阻碍了保持裸眼的能力;凝胶强度低,可能导致井眼堵塞和/或钻杆卡钻;高密度会增加地层损坏和漏失的几率。含砂量测试可以显示钻井液中钻屑的含量在74微米以上,但为了识别钻井液中高浓度的超细固体,还需要泥浆平衡。

泥浆重量超过每加仑9磅说明超细固相含量高,唯一的补救措施是丢弃部分固相流体,用新的(清洁的)钻井液替代,以降低固相浓度/密度。

尽管测试钻井液的漏斗粘度不能提供多少关于钻井液性能或质量的信息,但它是使钻井液与土壤条件匹配以及在整个钻井过程中保持钻井液稳定的关键步骤。了解额外的测试是很重要的,需要对钻井液发生的情况进行全面的了解,并确定需要进行哪些必要的修正,以完成作业。
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