第六章钻井液的流变性钻井液的流变性是钻井液的一项最基本性能，它是指在外力作用下，钻井液发生流动变形的特性。该特性通常用钻井液的流变曲线、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力等流变参数来进行描述的。它在解决 1、岩屑携带，保证井底和井眼清洁；2、悬浮岩屑和加重材料；3、保持井眼规则和保障井下安全；4、提高机械钻速等钻井问题时起着十分重要的作用。另外，钻井液的某些流变参数还直接用于钻井环空水力学的有关计算。对钻井液流变性的深入研究有利于对油气井钻井液流变参数的优化设计和合理调控。一、流体流变性的概念1、流体流动的特点流体流动实际上是流体随时间连续变形的过程。液体的流动变形是因为液体受到剪切作用引起的剪切变形。既液体在大小相等、方向相反、而作用线相距很近的两个力作用下，液体内部指点发生相对错动。以河水流动的速度分布为例，可以看到，越靠近河岸，流速越小，河中心处流速最大。水在管道中流速分布与河水相似，管道中心流速最大，靠近管壁处速度为零。可以想象，如果把管道内流动的水沿着管道半径的方向由内向外分成若干层，每一层流速是不同的。如图 6—1 所示。液流中各层的流速不同这个现象，通常用剪切速率（或称速度梯度）这个物理量来描述。图 6-1 在圆形管道中水的流速分布 a—流速分布示意图 b—流速分布曲线2、剪切速率和剪切应力如前所述，液体在管内流动时，在垂直于流速方向上，由内向外流速逐渐减小。若液体液层之间的距离为 dx,各液层的速度差为 dv,则垂直于流速方向不同液层流速的变化可以表示为 dv/dx，那么 dv/dx 叫速度梯度即剪切速率。其物理意义是在垂直于流速方向上，单位距离流速的增量。物理单位为 S-1钻井液在循环系统的不同位置剪切速率值如下：沉砂池：10—20S-1环形空间：50—250S-1钻杆内：100—1000S-1钻头喷嘴处：104—105S-1液体流动时表现出的速度梯度，是液体内存在内摩擦作用的结果。根据牛顿内摩擦定律：液体流动时，液层之间的内摩擦力 F 与液层之间的接触面积 S 和剪切速率 Y 成正比。既：F=USY上式两边除以接触面积 S,并设 T=F/S 贝 y：T 二 HY上式中 T 反映了液体流动时，液层之间单位接触面积上的内摩擦力，我们叫它剪切应力。单位 Pa。卩是反映液体拈滞性的大小的物理量，通常称为粘度。其物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。显然，液体粘度越大产生单位剪切速率所需要的剪切应力就越大。粘度大小取决于液体本身的性...
