油田化學實驗報告處理

2022-03-18 18:07:25 字數 5195 閱讀 4980

實驗一六速旋轉粘度計測泥漿的流變曲線

一 .實驗目的

1. 掌握六速旋轉粘度計的使用方法。

2. 掌握如何判斷泥漿的流型及對應流變引數的計算方法。

3. 比較賓漢模式、指數模式及卡森模式與實際流變曲線的吻合程度,弄清各種模式的特點。

二.實驗原理

1. 旋轉粘度計工作原理

電動機帶動外筒旋轉時,通過被測液體作用於內筒上的乙個轉矩,使與扭簧相連的內筒偏轉乙個角度。根據牛頓內摩擦定律,一定剪下速率下偏轉的角度與液體的粘度成正比。於是,對液體粘度的測量就轉換為內筒的角度測量。

2. 流變曲線型別、意義。

流變曲線是指剪下速率和剪下應力的關係曲線。根據曲線的形式,它可以分為牛頓型、塑性流型、假塑性流型和膨脹性流型。為了計算任何剪下速率下的剪下應力,常用的方法是使不同流變模式表示的理想曲線逼近實測流變曲線,這樣,只需要確定兩個流變引數,就可以繪出泥漿的流變曲線。

牛頓模式反映的牛頓液體,其數學表示式為:

=η·d

賓漢模式反映的是塑性液體,其數學表示式為:

=0 +ηp·d

指數模式反映的是假塑性流體,其數學表示式為:

=k·d n 或 lg=lgk + n·lgd

卡森模式反映的是一種理想液體,其數學表示式為:

實際流變曲線與哪一種流變模式更吻合,就把實際液體看成哪種流型的流體。

三.實驗儀器

1. 儀器

znn-d6型旋轉粘度計、高速攪拌器;

2. 藥品

350ml水、500ml泥漿。

四.實驗儀器使用要點

1.檢查好儀器,要求;

①粘度計刻度盤是否對零。若不對零,可鬆開固定螺釘調零後再擰緊。

②檢查粘度計的同心度。高速旋轉時,外筒不得有偏擺。

③檢查高速攪拌機的攪拌軸是否偏擺。若偏擺,則停止使用。

2.校正旋轉粘度計

①倒350ml水於泥漿杯中,置於托盤上,上公升托盤,使液面與外筒刻度線對齊,擰緊托盤手輪。

②迅速從高速到低速依次測量。待刻度盤讀數(基本)穩定後,分別記錄各轉速下的讀數.

要求: 600=2.0格, 300=1.0格。

五.實驗步驟

1.熟悉旋轉粘度計的使用方法。

2.檢查和校正旋轉粘度計。

3.測量泥漿在各剪下速率下的剪下應力。

將待測泥漿高速攪拌10min後,把水換成待測泥漿,按四-2的方法操作,分別記錄各轉速下的讀數。

泥漿剪下應力與粘度計讀數對應關係: =0.511 ,單位:pa。

4. 測量泥漿在1分鐘和10分鐘的靜切力

將上一步驟結束後的泥漿繼續在600 rpm下旋轉攪拌1分鐘,然後將旋鈕上提到3/6 rpm位置,並同時關閉電源,靜置1分鐘後啟動之,注意讀取刻度盤的最大值,通過下面的公式計算初切力s1。再重新在600 rpm下旋轉攪拌1分鐘,用同樣的方法讀取靜置10分鐘後3 rpm下的最大值,通過下面的公式計算終切力s10。

靜切力計算公式: s=0.511×3 ,單位:pa。

5.實驗後,關閉電源,倒出泥漿,洗淨內、外筒,擦乾裝好。

注意:停轉後,由於靜切力作用,刻度盤可能不回零,此時不需要再調零。

6.資料處理

計算鑽井液的流變引數、繪製流變曲線並確定泥漿的流變模式。

實驗二常用api泥漿儀器的使用

一.實驗目的

1. 掌握常用api泥漿儀器的使用和校正方法;

2. 掌握現場測試泥漿效能的標準方法。

二.鑽井液濾失原理

在濾失介質兩端施加一定的壓力差,在壓力差的作用下,泥漿通過濾失介質發生濾失。

三.實驗儀器

型打氣筒失水儀一台

2.馬氏漏斗粘度計乙個

型泥漿密度計乙個

4. 高攪機一台

5. 秒錶乙隻

6. 鋼板尺乙個

7. ph試紙一盒

8. 20ml量筒1個

9. 濾紙

10.待測泥漿約2000ml

四.儀器使用要點

型泥漿密度計

校正方法:

將清水注入杯中齊杯口為止,輕輕將蓋旋轉蓋緊,擦去外溢清水,然後將槓桿主刀口置於底座的刀墊上,移動遊碼,使水平泡居於兩根紅線中間,遊碼左側邊線所對應刻度,即為該泥漿的密度。測量清水密度應為1.00 g/cm3,否則,須增減枰杆末端調節器中的鉛粒。

泥漿密度的測定:

將清水換成攪拌均勻的待測泥漿,按校正時的方法測得的密度值即為該泥漿的密度。

注意:1 每測完樣品都要把刀口放置於刀架上,保護好刀刃。

2 每測完樣品都要洗淨泥漿杯。

2、znn型(馬氏)漏斗粘度計

校正方法:

將用清水刷淨的漏斗粘度計掛好,用手指堵住漏斗管口,把清水經篩網倒入漏斗,直至液面與篩網底部平齊,放開手指,記錄清水自漏斗流滿量杯所需的時間,即為清水的漏斗粘度。20℃左右時,清水的漏斗粘度應為26±0.5s。

泥漿漏斗粘度的測定:

將清水換成攪拌均勻的待測泥漿,按校正時的方法測得的漏斗粘度值即為該泥漿的漏斗粘度。

注意事項:

1 為了保護漏斗粘度計的管嘴,不得用鐵絲等硬物穿通。

2 測量時,漏斗應垂直放好。

3.打氣筒失水儀

①鬆開減壓閥,關死放空閥,打氣使氣筒壓力達1mpa 左右,然後順時針旋轉減壓閥,直到壓力表讀數為0.7mpa。

②用手指堵住泥漿杯氣接頭小孔,倒入適量的泥漿,使液面與泥漿杯內刻度線平齊,放好乾燥的密封圈,鋪一張乾燥的濾紙,將乾燥的泥漿杯蓋蓋好旋緊。然後裝入三通接頭並卡好,放好量筒。

3 逆時針旋轉放空閥,當壓力表指標開始下降或有進氣聲時,開始計時並及時打氣使壓力保持為0.7mpa。

4 記錄7.5min時收集的濾液量,取開量筒,順時針轉放空閥,把泥漿杯中餘氣放盡後,取下泥漿杯。開啟泥漿杯,取下濾紙,放置在平整的桌面上。

5 假設瞬時濾失量為零,量筒中濾液體積的2倍即為api濾失量。

6 用鋼板尺測量濾紙上泥餅的厚度。

7 沖淨、擦乾泥漿杯及杯蓋。

4. ph廣泛試紙

將ph試紙放到待測酸鹼度的泥漿中浸濕後取出,待其顏色穩定後(大約30s),把變色的試紙上側顏色和標準色對照,估計出泥漿的ph值。

五、步驟

1.校正密度計和漏斗粘度計。

2.用高速攪拌器高速攪拌泥漿10分鐘。

3.測量泥漿的密度、api濾失量、泥餅厚度和ph值。

7.資料處理

整理並計算所測得的資料。

實驗三鑽井液鹽侵及處理

一.實驗目的

1.了解淡水鑽井液鹽侵後效能的變化規律。

2.學會鹽侵鑽井液效能的調整。

二.實驗原理

1.鑽井液鹽侵後,壓縮粘土的擴散雙電層,其電位降低,水化膜變薄,粘土顆粒間形成網架結構,導致鑽井液粘度、切力上公升,失水增大。當鹽侵到一定程度後,粘土顆粒面-面聯結,粘土分散度明顯降低,使粘度、切力轉而下降,失水繼續增大,見下圖。

2.鹽侵鑽井液加入適量處理劑後,一是拆散較強的粘土網架結構,使鑽井液處於適度絮凝狀態,二是保護粘土顆粒使它保持適度尺寸,不至於結合變的過大,從而使鑽井液濾失效能得到改善。

三.實驗儀器及藥品

1.高速攪拌機一台;

2.六速旋轉粘度計一台;

3.打氣筒失水儀一台;

4.電子天平一台;

5.秒錶乙隻;

6.吸管一支;

7.牛角勺兩把;

8.量筒兩支;

試紙、泥漿500ml、nacl、降失水劑、降粘劑等。

四.實驗步驟

1.取泥漿450ml高攪5分鐘後,測其六速粘度、濾失量、泥餅厚度和ph值。

2.各組按下表向步驟1完成後的泥漿中加入一定量的nacl,高速攪拌15分鐘後測六速粘度、濾失量、泥餅厚度和ph值。

3.根據步驟2完成後的泥漿效能,加入適量的降粘劑和降失水劑,高速攪拌30分鐘後測六速粘度、濾失量、泥餅厚度和ph值,使其效能得到恢復。

降粘劑和降失水劑加量參考下表:

五.實驗資料及處理

1.將所得資料及計算結果整理列表。

2.繪出鑽井液粘度、動切力以及失水量隨nacl加量的變化曲線,並扼要解釋。

實驗四鑽井液中固相含量的測定

一.實驗目的

1.掌握固相含量測定儀的操作方法。

2.學會鑽井液中固相含量的計算方法。

二.實驗原理

根據蒸餾原理,取一定量鑽井液用電熱器將其蒸乾,收集並測出冷凝液的體積,用減差法即可求出鑽井液中固相含量。也可通過稱重方法算出其固相含量。

三.實驗儀器

型固相含量測定儀一台

2.電子天平一台;

3.10ml注射器一支;

4.經充分攪拌的泥漿100ml。

四.實驗步驟

1.拆開蒸餾器,稱出蒸餾杯質量:w杯(g)

2.用注射器取10毫公升均勻鑽井液樣,注入蒸餾杯中,稱重w杯+漿(g)。

3.將套筒及加熱棒擰緊在蒸餾杯上,再將蒸餾器引流管插入冷凝器出口端。

4.將加熱棒插頭插入電線插頭,通電加熱蒸餾,並計時。通電約5分鐘後冷凝液即可滴入量筒,連續蒸餾至不再有液體滴出為止,切斷電源。

5.用環架套住蒸餾器上部,使其與冷凝器分開,再用濕布冷卻蒸餾器。

6.記下量筒中餾出液體體積(ml),若餾出物為水與油且分層不清時可加入1~3滴破乳劑。油、水體積分別以v油、v水表示。

7.取出加熱棒,用刮刀刮淨套筒內壁及加熱棒上附著的固體,全部收集於蒸餾杯中,然後稱重w杯+固(g)。

注意事項:

1.操作時蒸餾器必須豎直。

2.蒸餾時間一般為20分鐘,不應超過30分鐘。

3.注意保護加熱棒和用電安全。

4.若鑽井液泡多,可加數滴消泡劑。

五.實驗資料處理:

計算固相質量體積百分含量和固相體積百分含量。

對於淡水非加重鑽井液:

固相質量體積百分含量=(w杯+固-w杯)×10單位:g/100ml鑽井液

固相體積百分含量 = 固相質量體積百分含量÷ρ土單位:ml/100ml鑽井液

注:粘土密度ρ土=2.4~2.6 g/cm3,資料處理時以2.5 g/cm3計。

實驗五鑽井液中膨潤土含量的測定

一. 實驗目的

學會用亞甲基蘭測定鑽井液中膨潤土含量的方法,並了解其測定原理。

二.實驗原理

亞甲基蘭是一種陽離子材料,在溶液中離解。當粘土中可交換陽離子水化時,帶負電荷粘土晶元便與帶正電荷的染色離子結合生成蘭色水不溶物,此時亞甲基蘭褪色,只有當溶液中有游離的亞甲基蘭時才呈綠蘭色。

三.實驗儀器及藥品

1.25ml酸式滴定管一支;

2.250ml三角瓶2個;

3.2ml注射器一支;

4.洗瓶乙個;

5.25ml量筒一支;

6.玻璃棒;

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