API RP 13D-2017
油井钻井液的流变学和水力学（第七版）
Rheology and Hydraulics of Oil-well Drilling Fluids (SEVENTH EDITION)
- 标准号
- API RP 13D-2017
- 发布
- 2017年
- 发布单位
- API - American Petroleum Institute
- 适用范围
- 本推荐实践（RP）的目的是提供对钻井液流变学和水力学的基本了解和指导，以协助钻井各种复杂性@，包括高温/高压（HTHP）@大位移钻井（ ERD)@和高定向井。办公室和井场工程师是本文档的目标受众。所提供方程的复杂性使得有能力的工程师可以使用简单的电子表格程序来进行分析。鉴于本文使用的方程受到此电子表格限制的约束，不提供包含多个子例程和宏的更高级的数值解决方案。这种限制并不意味着只有电子表格方法给出的结果才是有效的工程解决方案。流变学是对物质变形和流动的研究。对于本文件来说，流变学是研究钻井液的流动特性以及这些特性如何影响流体的运动。本文件中流变学的讨论仅限于单相液体流动。流变特性直接影响流动特性和水力行为。必须控制钻井液的性能才能发挥其各种功能。某些特性在井场进行测量以进行监测和处理，并在实验室中进行测量以开发新的添加剂和系统@针对特定应用的配方@以及特殊问题的诊断。流变特性的测量还可以对循环液流量进行数学描述，这对于以下与水力学相关的确定很重要：a) 计算管道和环空中的摩擦压力损失@ b) 确定井下条件下钻井液的等效循环密度（ECD）@ c) 确定流动状态@ d) 估计清孔效率@ e) 估计抽吸/冲击压力@ 和f) 优化钻井液循环系统以提高钻井效率。粘度@剪切应力@和剪切速率的概念对于理解流体的流动特性非常重要。对流体进行特定测量以确定各种条件下的流变参数。根据这些信息，可以设计和评估循环系统以实现预期目标。钻井液液压涉及静水压力@摩擦压力损失@承载能力@抽吸/冲击压力@以及等效静态和循环密度@等。包括将剪切应力与剪切速率相关的数学模型以及用于估计钻井液水力学的公式。本文使用的计算方法考虑了温度和压力对钻井液流变性和密度的影响。本 RP 使用美国习惯 (USC) 单位制。然而，@任何一致的单位系统都可以在指定的地方使用，如第 4 节中方程的展开。术语“压力”？意思是??表压??除非另有说明。注意术语“一致单位”指不需要额外转换因子即可完成计算的一组单位。在一致的国际单位制（SI单位）@时间以秒（s）表示@长度以米（m）@质量以千克（kg）@力以牛顿（N）@温度以摄氏度（??@和绝对温度，以开尔文 (K) 为单位。以 USC 为单位 @ 时间以秒 (s) 为单位@ 长度以英尺 (ft) 为单位@ 质量以磅质量 (lbm)@ 力以磅力 (lbf) 为单位@ 温度以华氏度 (? ?@ 和以度为单位的绝对温度朗肯 (??。第 3 节@ 表 2 中包含的因素允许将 USC 单位转换为 SI 单位或将 SI 单位转换为 USC 单位。附件 A 到 F 包含示例计算，以说明文件中包含的方程如何可以用来很好地对样本进行建模。并非每个案例都包含分步程序；但是@最终结果可以作为复制给定案例的基准。