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,利用储层年等人编著优选暂堵剂粒度分布的新方法钻井液与完井液，张荣曾,刘炯天等人编著连续粒度分布的充填效率中国矿业大学学报，王建华,鄢捷年编著理想充填暂堵钻井液室内研究石油勘探与开发，王利国，鄢捷年编著理想充填暂堵型钻井完井液的设计及室内评价中国石油大学学报自然科学版，蒋海军，鄢捷年编著架桥粒子粒径与裂缝有效流动宽度匹配关系的试验研究钻井液与完井液，祝洪喜,邓承继等人编著耐火材料连续颗粒分布的紧密堆积模型武汉科技大学学报自然科学版崔迎春屏蔽暂堵剂优选的新方法现代地质,曾凡,胡永平矿物加工颗粒学徐州中国矿业大学出版社,Ⅴ萧亮壮等概率论与数理统计北京国防工业出版社,代书华,沈峰满等人编著预测颗粒粒度分布的数群集合平衡模型钢铁研究，罗平亚院士文集钻井完井过程中保护油层的屏蔽式暂堵技术北京中国大百科全书出版社,邓明毅编著粒度分析中体积分布与质量分布的互换性讨论钻井液与完井液，蒲晓林,黄林基,罗兴树等人编著深井高密度水基钻井液流变性造壁性控制原理天然气工业,冯奇,刘光明,巴恒静编著颗粒级配对水泥基材料有害孔隙率的影响同济大学学报自然科学版,黄新,袁润章编著水泥粒径分布对水泥石孔结构与强度的影响硅酸盐学报,黄维安,邱正松,钟汉毅编著高密度钻井液加重剂的研究国外油田工程,艾贵成,王卫国编著深井高温高密度钻井液润滑性控制技术西部探矿工程,本科毕业设计论文题目钻井液固相粒度分布及堆积密度研究学生姓名学号教学院系石油工程学院专业年级石油工程级指导教师职称单位石油工程学院辅导教师职称单位完成日期年月日摘要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。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