elastoviscoplasticity,超衰老,和时间-年龄-时间-温度叠加在水性分散的本托尼特粘土
Joshua David John Rathinaraj1, Kyle R Lennon2, Miguel Gonzalez3
1Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA. gareth@mit.edu.
这项研究引入了一种新的托尼特粘土钻井流体模型,考虑到它们随着时间的推移而变化的特性. 这种方法改善了对机械反应的预测,以实现更安全的石油勘探.
科学领域:
- 类风病学 类风病学 类风病学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 石油工程是石油工程中的一个.
背景情况:
- 托尼特粘土泥是石油勘探中的关键钻井液体.
- 随着时间的推移,它们的粘弹性和产量应力因"神经衰老"而改变,使传统建模复杂化.
- 标准的线性粘弹性理论,如博尔兹曼叠加原理,不适用于这些老化的系统.
研究的目的:
- 开发一种新的模型,用于预测老化土悬浮的线性粘弹性反应.
- 解决现有模型的局限性,这些模型不考虑依赖时间的属性演变.
- 为了提供一个框架,在钻井操作中更准确地预测机械反应.
主要方法:
- 开发了一个模型,将实验室时间转换为有效的"物质时间"领域,其中时间翻译不变性成立.
- 建模的构成关系是分数的麦克斯韦凝与牛顿粘性成分.
- 利用压力放松和时间解决的线性粘弹性测量与优化的指数声.
- 应用时间-时代-时间叠加来减少实验数据以掌握物质领域的曲线.
主要成果:
- 成功模拟了变老的顿岩悬浮物在不同温度下的线性粘弹性反应.
- 证明了在物质时间领域的分数麦克斯韦尔凝模型的适用性.
- 使用实验数据验证了模型,显示了模型参数的良好匹配.
结论:
- 拟议的材料时间转换和微小的麦克斯韦尔凝模型有效地捕捉了本托尼特悬浮物的再生老化过程.
- 这种方法允许在物质时间域内应用非老化线性粘弹性理论.
- 这些发现为钻井流体行为提供了改进的预测能力,提高了运营安全和效率.
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