摘要
在钻井过程中，随着钻头钻进，钻头工作环境的温度和压力会越来越高，在环境恶劣到一定程度后，钻井液原有性质会发生改变。因此保持在高温高压条件下的性能成为钻井工程中的难题。其中高密度的钻井液是井筒在高压条件下保持平衡的关键。
在高密度钻井液体系中，颗粒密度极大且彼此之间相互摩擦及挤压，钻井液流变性也随之降低。针对钻井液体系中这一问题，可以借鉴部分胶体化学的理论来来理论推导高温高压钻井液体系中的各项参数。由DLVO理论和EDLVO理论可知，胶体颗粒间的总作用位能与颗粒大小、形状、颗粒间距离、颗粒表面电位、电解质浓度、大分子浮选剂分子量、吸附厚度、矿浆温度等因素有关。利用DLVO理论和EDLVO理论可以较好的解释高密度钻井液胶体体系中颗粒间的相互作用。
利用EDLVO理论，推导高温高密度钻井液体系中相关参数与钻井液流变性的关系，实验测定随温度的变化，高密度钻井液体系中，接触角、介电常数、钻井液粘度及切力等相关参数的变化规律；根据理论计算结果对照实验数据，证明EDLVO理论能指导调控高密度钻井液流变性。对比实验现象，验证结合DLVO理论及EDLVO理论推导所得的规律是否吻合，并根据实际情况修正理论推导公式。利用理论推导去描述实验所不能准确说明的高温高密度钻井液体系中的真实数据，在油田现场能够得到实际应用。
关键词：EDLVO理论，高密度钻井液，颗粒之间相互作用力，流变性调控
托福培训费用Study on the Regulation Method of High Density Drilling Fluid
Rheology Bad on EDLVO Theory
Jingxiao Feng（Oil ＆Gas Engineering）
Directed by Prof. Mingbo Sun
Abstract
High density drilling fluid often falls into aggravation - thickening - reducing adhesion - aggravating agent dimentation - density decline - again aggravating the vicious cycle. Solid pha content includes weighting agent and drilling cuttings have great influence on rheological properties.
In the drilling fluid system, there exists the interaction between particles, resulting in the problem of the rheological degeneration of drilling fluid. In view of the drilling fluid system, the same particle interactions and the different particle interactions that can draw lessons from DLVO theory and EDLVO theory application in the field of colloid system such as mineral flotation, high temperature and high pressure of drilling fluid system is derived to theory of various parameters. The DLVO theory and EDLVO theory shows that the total effect between colloidal particles and potential energy
and the distance between the particle size, shape, particle, particle surface potential, electrolyte concentration, molecular weight, the thickness of the adsorption macromolecular flotation agent, pulp temperature and other factors. Using DLVO theory and EDLVO theory can better explain the interaction between particles in high density drilling fluid colloidal system.
Firstly, the variation trend of different kinds of particle particles in drilling fluid is calculated bad on DLVO theory and EDLVO theory. The effects of particle size, dielectric constant, surface potential and contact Angle were studied.proof是什么意思
According to the experimental data, the EDLVO theory can guide the regulation of high density drilling fluid rheology. Compared with the experimental phenomena, this paper verifies that the laws of DLVO theory and EDLVO theory are consistent, and the formulas are derived according to the actual situation. Using the theoretical derivation to describe the real data of high-temperature high-density drilling fluid system which can not be accurately described in
the experiment, the practical application can be obtained in the field of oil field.
Key Words: EDLVO theory；high density drilling fluid；intergranular force；rheological control；
目录
第一章绪论 (1)
1.1高密度钻井液及其流变性概述 (1)
1.1.1 高密度钻井液的组成 (1)
1.1.2 高密度钻井液体系及流变性特点 (2)
1.1.3 高密度钻井液流变性难以维护的原因 (3)
1.2国内外研究现状 (4)
1.2.1 加重剂影响高密度钻井液流变性研究现状 (4)
1.2.2 计算高密度钻井液颗粒间作用力的理论依据 (5)
1.2.3 近年来DLVO理论和扩展DLVO理论的应用 (6)
1.3研究的目的和意义 (6)
北京交通大学爆炸1.4研究内容 (7)
第二章固相颗粒间的相互作用力计算 (9)
2.1EDLVO理论概述 (9)
2.1.1 经典DLVO理论 (9)
2.1.2 拓展的DLVO理论 (10)
2.2范德华力 (11)
2.3静电斥力 (12)
2.4界面极性相互作用力 (13)
2.4.1 界面相互作用力提出 (15)
2.4.2 界面极性相互作用常数 (16)
第三章重晶石颗粒之间的相互作用力分析 (19)
3.1重晶石颗粒间距离与钻井液密度的对应关系 (19)
3.2粒径对重晶石颗粒之间相互作用力的影响 (20)
3.2.1 相同粒径对重晶石颗粒之间相互作用力的影响 (20)
3.2.2 不同粒径对重晶石颗粒之间相互作用力的影响 (23)
3.3介电常数对颗粒之间相互作用力的影响 (26)
3.4表面电位对重晶石颗粒之间相互作用力的影响 (29)
3.5接触角对重晶石颗粒之间相互作用力的影响 (32)
3.6本章小结 (34)
第四章异颗粒与重晶石颗粒之间的相互作用力分析 (36)
抄袭的英文4.1重晶石与蒙脱石颗粒之间的相互作用力分析 (36)
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pretty girl4.1.1粒径对重晶石与蒙脱石颗粒之间相互作用力的影响 (36)
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4.1.4 接触角对重晶石与蒙脱石颗粒之间相互作用力的影响 (42)eight
4.2重晶石与云母颗粒之间的相互作用力分析 (46)
4.3改性重晶石与普通重晶石颗粒之间的相互作用力分析 (52)
中秋节翻译
4.4本章小结 (56)
第五章实验验证计算结果与流变性关系 (58)
5.1实验所用仪器 (58)
5.1.1 粒度分析实验 (58)
5.1.2 XRD分析实验 (58)
eminence5.1.3 高密度钻井液流变性实验 (59)
5.2重晶石纯度对流变性的影响研究 (60)
5.2.1 重晶石的粒度分析实验 (60)
5.2.2 重晶石的XRD分析实验 (62)
5.2.3 1000目重晶石和普通重晶石加重钻井液流变性对照实验 (65)
5.3各项因素对高密度钻井液流变性影响 (69)
5.3.1 接触角调控流变性 (69)
5.3.2 粒度级配调控流变性 (69)
5.3.3 介电常数调控流变性 (70)
5.3.4 表面电位调控流变性 (70)
5.4粒径对流变性的影响研究 (71)
5.5加重剂粒度级配对流变性的影响研究 (74)
5.6接触角对水基钻井液流变性的影响研究 (80)
5.6.1 硅烷偶联剂用量的选择 (81)
5.6.2 原始重晶石改性实验 (81)
5.6.3 改性重晶石接触角测量 (90)
