在模态形象。

钻井界有一些实践在文献、泥浆学校和研讨会中得到了无数次的强化。其中,定期测试钻井泥浆的重要性名列前茅。虽然我当然同意,但我相信现在是时候给系统来个大麻烦,解释一下所有收集到的测试数据的一个限制了。

马什漏斗可以说是钻井人员在现场测试钻井液时最常用的工具。我甚至认为,在我们的行业中,没有任何一种测试设备能与无处不在的马什漏斗相提并论。然而,在某些情况下,马什漏斗可能不是最好的工具。

首先,简要介绍一下马什漏斗的功能。它属于流锥工具的一类。这些功能是通过记录一定体积的液体流过孔口并进入收集容器所需的时间。对于快速流失的稀液体来说,这一体积可能很大,而对于像焦油这样非常粘稠的液体,这一体积可能非常小——甚至只有一滴水。Marsh漏斗是这些锥形粘度工具中尺寸较大的,因为它需要跨越从水到半固体的所有东西。美国马什漏斗测试倒一美夸脱(946.3毫升)所需的时间。公制版本的测量结果是1000毫升,所以要注意潜在的混淆。

对于水和稀液体,沼泽漏斗工作得很好。我们可以讨论它对低粘度(接近水的)液体是否有足够的精度,但对我来说,设计的真正问题出现在你试图处理高粘度、胶凝液体时。

漏斗有一个主要的剪切点,流体通过它。孔,或管内底部的锥形,有一个3/16英寸(4.76毫米)的内径。漏斗壁的边缘本身当然有额外的剪切区,但这些对流体的影响较小。马什漏斗中的流体只有在通过孔口进入杯内时才会看到显著的剪切。剪切稀释液在这一点是最薄的,而在其他地方是最厚的。与此形成对比的是范恩流变仪,在范恩流变仪中,旋转套筒对流体产生连续的剪切。

对于牛顿流体和一般非常稀薄的流体,马什漏斗的设计不会显著影响测量的秒数。然而,对于静止时粘度增加甚至有渐进凝胶化的流体,我们发现在单漏斗测试期间,流体粘度随时间而增加。液体凝胶越多,凝胶越强,我们观察到的与理想状态的偏差就越大。此外,随着液体流失,井口压力会下降,因此马什漏斗在完井前可能会大幅减速并陷入泥坑。参见本文对比范恩粘度计数据与马什漏斗数据的图表。测试涉及几种不同的固体含量。你可以看到马什漏斗和范恩粘度计数据之间没有简单的线性相关。

用马什漏斗计算有效粘度
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有效粘度的通常计算方法如下:

μ = (t-25) ρ

有效粘度(μ,厘泊单位)等于四分之一漏斗时间(t,秒)减去25倍密度(ρ, g/cm³)。

范恩粘度计给我们在V300或300 rpm剪切速度下的有效粘度。我们期望基于马什漏斗测试计算的有效粘度等于我们从范恩粘度计数据得到的V300值。正如您在第二个表中所看到的,它甚至不能接近。

有效粘度比较
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自来水的API第9条-风扇vs沼泽漏斗

数据告诉我们什么?马什漏斗很大程度上受到指数增长值的影响。升至22.5磅/桶。,我们可以看到V300值-或多或少-与有效粘度计算密切相关。然后他们暴跳如雷。这并不意味着,对于每一种钻井液,在22.5磅/桶左右就会发生解耦。固体含量。固体含量可能会因钻井产品的不同、生产商的不同和每天的不同而不同(因为我们的水源和混合设备也可能会变化)。我想说的是,我们需要挑战马什漏斗数据当我们得到高固体混合物或泥浆显示出任何渐进凝胶化的迹象。

这为我们讨论司钻工具中这一常见部件的价值和局限性提供了基础。下次,我们将讨论为什么剪切给范恩粘度计的优势与这些高固体混合物,并讨论提示获得最佳读数从您的马什漏斗。