【62页】毕业论文_钻井液固相粒度分布及堆积密度研究文档精品范文 ㊣ 精品文档 值得下载

为研究对象，通过分析钻井液中固相的种类及其作用，确定钻井液固相颗粒粒度分布情况及颗粒堆积密度对钻井液各项性能的影响方式和影响结果，结合水泥浆中水泥颗粒尺寸分布与堆积密度的关系来研究钻井液中固相粒度分布与堆积密度两者间的相关性，然后结合国内外研究资料和实践成果分析固相粒度分布的测量方法以及堆积密度的计算模型，在此基础上分析影响钻井液颗粒粒度分布及堆积密度的影响因素及影响方式通过分析得到钻井液固相粒度分布及堆积密度的调控方式。

最终得到在具体情况下的最优化颗粒粒度分布及最优化配比，期望能用于指导实际生产。

关键字钻井液粒度分布堆积密度性能影响因素，绪论研究目的及意义随着钻井工艺技术的不断发展和进步，现代钻井承包商们对钻井工作者们提出了跟多更高的要求。

为了实现快速高效优质安全钻进，钻井液作为钻井工程的重要组成部分越发地受到人们的重视和关注。

纵观钻井液技术的发展历程，钻井液体系的研究和开发经历了轮又轮的更新换代。

尽管现在市场上钻井液种类举不胜数，但值得我们注意的是无论那种钻井液体系它都离不开些基础理论的研究和进步。

据统计资料分析，钻井与完井工程占据了现代油气田勘探开发总成本的。

可以说，钻井质量的好坏直接影响到我们可以取得的经济效益。

钻井过程中的井壁稳定，泥饼质量，钻速高低，井内复杂事故的预防和处理都离不开钻井液的性能控制。

在钻进的不同井段不同时期和不同情况下，我们需要随时调控钻井液的密度粘度，保持钻井液的体系稳定性和润滑性能，增强钻井液体系的滤失造壁性以及复杂情况下的特殊性能。

经大量的文献调研和实践结果，可发现钻井液的各项性能都与钻井液固相粒度的分布和颗粒堆积密度有直接或间接的关系。

通过调控钻井液固相颗粒含量尺寸大小分布情况及级配关系可以很大程度上影响钻井液的密度粘度体系稳定性体系润滑性滤失情况泥饼质量以及遇到易漏失地层时的堵漏效果。

同时考虑作为基础理论研究的部分，固相粒度分布及堆积密度研究显示出了它的重要性及必要性。

本文研究的目的在于以分散钻井液体系为研究对象，通过分析钻井液中固相的种类及其作用，确定钻井液固相颗粒粒度分布情况及颗粒堆积密度对钻井液各项性能的影响方式和影响结果，结合水泥浆中水泥颗粒尺寸分布与堆积密度的关系来研究钻井液中固相粒度分布与堆积密度两者间的相关性，然后结合国内外研究资料和实践成果分析固相粒度分布的测量方法以及堆积密度的计算模型，在此基础上分析影响钻井液颗粒粒度分布及堆积密度的影响因素及影响方式通过分析得到钻井液固相粒度分布及堆积密度的调控方式。

最终得到在具体情况下的最优化颗粒粒度分布及最优化配比，期望能用于指导实际生产。

本课题国内外研究现状钻井液固相粒度分布及堆积密度理论研究是随着现代钻井液技术理论的不断发展和进步而逐步发展和成熟的。

国外研究和实际现状年是经典的连续颗粒堆积理论的主要倡导者，他试图把颗粒分布描述为分布形式总是具有统计类似的特点，并在此基础上给出的模型方程为。

粒度分布模型的数学表述式式中为任意粒径为大于粒径的粒级含量为特征粒径，等于相对应的粒径为模型参数。

粒度分布模型的数学表达式式中为小于粒径的粒级含量为颗粒体系中的最大粒径。

粒度分布模型是对模型的改进。

因为在式式中，当时无定义，故改为式中为颗粒体系中的最小粒径。

用实验方法确定，对于服从粒度分布模型的颗粒体系，当模型参数时有最高的堆积效率。

等人将多种离散粒度颗粒堆积的计算方法推广至连续粒度分布，得出对于服从粒度分布模型的颗粒体系，当模型参数时有最紧密的堆积。

推导出凡是满足粒度分布模型的颗粒体系，当模型参数时有最高的堆积效率年和以不连续尺寸颗粒的堆积理论为基础，计算出多尺寸颗粒的最大堆积因子，还列举了种和种尺寸颗粒混合物的计算步骤，并给出了用于种或种以上尺寸颗粒的计算规则和方法。

年理论认为相关颗粒堆积模型是建立在颗粒尺寸不连续基础上的，小颗粒恰好填入大颗粒的孔隙时便形成最紧密堆积。

年瑞典物理学家引进分布函数，即，对于固相颗粒，故钻井液固相粒度分布函式中，为钻井液中固相粒径为全部粒径的统计平均值为分布宽度指数，反映粒径分布范围的宽窄。

钻井液的粒度分布可用和两个分布参数进行描述。

世纪年代，和在分布中引入有限小最小颗粒尺寸，对方程进行了修正，得到方程，即并对连续体系的颗粒堆积进行了二维圆环和三维球体的计算机模拟，提出在三维情况下，连续分布球体在分布模数为时出现最紧密堆积而在二维情况下，连续分布圆环在分布模数为时出现最紧密排列。

年首先提出了暂堵剂颗粒的理想充填理论，又称作理论。

他假设钻井液中的暂堵颗粒服从粒度分布模型，并通过物理实验及计算机模拟计算得出当模型参数时有最高的堆积效率。

年首次提出了对钻井液中所使用的暂堵剂颗粒尺寸进行优选的准则，即三分之架桥规则。

年代根据原理设计西德公司型光学沉降扫描仪测定钻井液固相粒度分布。

年等提出了多粒径颗粒堆积密度的线性模型和计算公式。

等研究证实，组粒径体系中至少有组粒径的颗粒是充分密实堆积的，由此推导了连续粒径分布的干粉体系堆积密度公式。

年曾建立了针对球形颗粒堆积体系的密实度计算模型。

年王德怀和分别研究了混凝土集料颗粒堆积的修正模型和混凝土集料的级配等。

年等人的研究结果表明，储层中的较大孔喉对渗透率的贡献相当大，而些较小孔喉对渗透率几乎没有贡献。

年等人依据理想充填理论，进步提出了便于现场实施的规则，即当暂堵剂颗粒在其粒径累计分布曲线上的值指的颗粒粒径小于该值与储层的最大孔喉直径或最大裂缝宽度相等时，可取得理想的暂堵效果。

年德国水泥工业研究所工程师在其篇研究报告中介绍了种水泥堆积密度计算方法。

国内研究和实践现状世纪年代以来开发了大量的造粒粒度预测模型，其中最普遍的是质量集合平衡模型和数群集合平衡模型。

数群集合平衡模型的研究比较完善，现已应用于工业。

数群集合平衡模型建立在二元聚合机理基础上，是根据造粒过程中造粒总数量相等的原理建立模型。

年代我国引进的型激光粒度仪综合研究了时间粘土含量纯碱含量以及常用处理剂对钻井液中粘土粒度分布的影响规律。

在此基础之上又对不同含盐量的盐水钻井液和加入常用处理剂的海水钻井液中粘土的粒度分布进行了研究。

年代胜利油田利用光学沉降扫描仪测定了常用的几种钻井液处理剂对固相粒度分布的影响。

实验结果表明，处理剂以对粘土及明化镇地层土均有不同程度的絮凝作用，而等处理剂对粘土及明化镇地层土具有强烈的分散作用，同时还研究了不同体系钻井液的固相拉度分布，为提高钻井速度保护油层提供了些基础资料。

世纪年代初期，罗平亚等人在研究的基础上进步提出了屏蔽暂堵技术，即在定正压差条件下，当架桥颗粒粒径为储层平均孔径的时，在储层孔喉处的架桥最为稳定。

年罗平亚等人提出的使用刚性粒子可变形粒子软化粒子的屏蔽暂堵技术。

世纪代末，崔迎春等人提出了屏蔽暂堵分形理论。

该理论采用分形几何方法，利用储层砂岩的孔隙分布和暂堵剂尺寸分布的自相似性，来选择合理的暂堵剂颗粒尺寸。

年邓明毅对粒度分析中体积分布与质量分布进行了互换性讨论。

从分析化学和数理统计理论角度，阐明了钻井液粒度分析结果的两种表示方法，即体积分布与质量分布的联系与区别。

它们的差异由钻井液分散相中各组分的密度差所致。

指出实施屏蔽暂堵技术时宜选用体积分布图，选择屏蔽暂堵剂时须考虑物质的密度。

年周风山赵明方倪文学蒲春生卢凤纪等人进行了泥饼弹塑性影响因素研究和泥饼厚度影响因素研究。

认识到影响泥饼实厚的最主要因素是钻井液的固相含量，但只有增加级配合理的惰性粒子而不是膨润土才能切实提高泥饼的综合质量。

本世纪初胜利油田用粒度分布法评价聚合醇抑制剂的方法研究，较好地解决了页岩膨胀法和岩屑回收率法不能评价该处理剂抑制性的问题。

年乔龄山进行了水泥的最佳颗粒分布及其评价方法研究。

提出固体粒料最佳堆积密度理想曲线即曲线今天仍然适用，可用来评价从胶凝材料细砂到粗集料的全部固体材料的颗粒分布。

用曲线评价我国水泥的颗粒分布，细粉含量明显偏低，偏离曲线较远。

年蒲晓林等人研究了深井高密度水基钻井液流变性造壁性控制原理。

流变性和造壁性既是钻井液体系的两个重要工艺性能，也是其内部组成成分复杂作用的宏观表现。

文章根据和公式推导出悬浮体系粘度表达式，以此说明钻井液的流变性与固相百分含量粒子分散度自由水含量和粒子相互作用强弱等因素的关系，提出了利用钾钙离子的协同抑制作用维护水基高密度钻井液体系流变性能的方法。

同时，根据渗流理论，推导出内外滤饼相互关系模型，从而提出了通过形成良好的内滤饼来控制外滤饼质量的观点。

年冯奇刘光明巴恒静等人研究了颗粒级配对水泥基材料有害孔隙率的影响。

研究表明，粉能够增加体系密实度，水泥混合体系硬化后期的总孔隙率与有害孔隙率之间服从对数关系，通过微粒级配模型可预知体系有害孔隙率及颗粒级配的合理性年黄新袁润章龙世宗马保国等人进行了水泥粒径分布对水泥石孔结构与强度的影响研究。

研究表明适当的水泥粒径分布可以使水泥具有最佳的堆积密度，并使水泥水化物的生成量与水泥浆初始孔隙量相匹配，从而得到孔隙率较小的密实而均匀的水泥石，使水泥石的性能提高。

年张金波鄢捷年提出了钻井液中暂堵剂颗粒尺寸分布优选的新理论和新方法。

该理论应用颗粒堆积效率最大值原理，阐述了优选钻井液中暂堵剂颗粒尺寸的理想充填理论和规则，提出了种特别有利于对中高渗透储层实施暂堵和保护的新方法。

年武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室提出了种浆体中连续粒径粉体的堆积密度计算方法。

将浆体中的粉体颗粒及其表面包裹着的层水膜作为复合颗粒，从而将求浆体中粉体颗粒堆积密度的问题转化为求假想干粉体系复合颗粒堆积密度的问题，在模型的基础上推导了浆体中连续粒径粉体的堆积密度计算方法，并通过试验确定了待定参数。

本方法可以用于模拟水泥磨细矿粉粉煤灰等胶凝材料细