钻井液现场有关计算29961.pdf

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1、钻井液现场有关计算 1、表观粘度 公式：AV=1/2 600 式中：AV 表观粘度，单位（mPa.s）。莎 600 600 转读数。2、塑性粘度 公式：PV=莎 600 300 式中：PV 塑性粘度，单位（mPa.s）。莎 600 600 转读数。莎 300 300 转读数。3、动切力（屈服值）公式：YP=0.4788 狰 300 PV）式中：YP 动切力，单位（Pa）。PV 塑性粘度，单位（mPa.s）。莎 300 300转读数。例题 1:某钻井液测得步600=35,步300=20,计算其表观 粘度、塑性粘度和屈服值。解：表观粘度：AV=1/2 X/600=1/2 X 35=17.5(mPa

2、.s)塑性粘度：PV=步 600步 300=35 20=15(mPa.s)屈服值：YP=0.4788 X(步 300 PV)=0.4788X(20 15)=2.39(Pa)答：表观粘度为 17.5mPa.s 塑性粘度 15mPa.s,屈服值为 2.39Pa。4、流性指数(n 值)公式：n=3.322X|g(令 600-沪 300)式中：n 流性指数，无因次。爭600 600 转读数。爭300 300 转读数。5、稠度系数(k 值)公式：k=0.4788X/300/511n 式中：k 稠度系数，单位(Pa.Sn)。n 流性指数。爭300 300 转读数。例题 2:某井钻井液测得/600=30,/

3、300=18，计算流性 指数，计算稠度系数。解：n=3.32X|g(/600/300)=3.32X lg(30/18)=0.74 K=0.4788 Xg 300/511n=0.4788X 18/5110.74=0.085(Pa.s0.74)答：流性指数是 0.74。稠度系数为 0.085Pa.s0.74。6、现场浓度计算 处理剂质量(t)浓度(%)=X 100%欲配处理剂溶液体积(m3)例题 3:欲配制聚合物胶液 5m3,力口 KPAM 25kg,NPAN 75kg，问其胶液浓度为多少？解：根据公式计算 浓度(%)=(25+75)/5000X 100%=2%答：胶液浓度为 2%。例 题 4：欲

4、 配 制 浓 度 为 1.5%的 聚 合 物 胶 液 5m3，KPAM:NPAN=1:2，问需用 KPAM、NPAN 各多少公斤？解：聚合物质量=1.5%X 5=0.075(t)=75(kg)KPAM=75/(1+2)X 1=25(kg)NPAN=75/(1+2)X 2=50(kg)答：需用 KPAM 25kg，NPAN 50kg。7、溶液浓度的计算 W1 x 100%W1+W2 3 百分比浓度，单位。Wi溶质质量，单位 g。W2溶剂质量，单位 g。例题5:配制某种钻井液需要溶解 50g 的 NaCI 于 150g 水中，求 溶液中 NaCl 的质量分数。根据公式：3=Wi-(W1+W2)x

5、100%得：3=50-(50+150)x 100%=25%答：溶液中 NaCI 的质量分数为 25%。8、浓度稀释计算 根据公式：W 浓3 浓=W 稀3稀 W稀=W浓3浓*3稀 因为：W 水=W 稀 W 浓 所以：W水=W浓(3浓*3 稀-1)式中：W 水 加水量。W 浓 稀释前的量。3 浓 稀释前浓度，单位%3 稀 稀释后浓度，单位%例题 6：欲将 10m3 浓度为 20%的烧碱水稀释至 5%，需加水 多少？解：根据公式W水=W浓(3浓*3稀-1)得：3 W 水=10(20%*5%-1)=30(m3)答：需加水 30m3。例题 7：欲将 100kg 质量分数 20%的烧碱水稀释至 5%，需加

6、水 多少千克？根据公式：W*=W浓(3浓*3稀-1)得:W 水=100(20%*5%-1)=300kg 答：需加水 300kg。9、现场干粉处理剂加量计算 处理剂加量(t)=处理剂质量浓度()x钻井液量(m3)10、井筒钻井液量计算 公式：V 井=1/4 X n X D2x H 式中：V 井 钻井液量，单位 m3。n 圆周率，为 3.14。D 钻头直径，单位 m。H 井深，单位 m。11、井眼钻具外环空钻井液量计算 V 环=1/4 X n X(D2 d2)X H 式中：V 环 钻井液量，单位 m3。n 圆周率，为 3.14。D 钻头直径，单位 m。d 钻头直径，单位 m。H 井深，单位 m。1

7、2、环空返速计算(一般 216mm 井眼 11.5,311mm 井眼 0.60.8)公式：Va=12.74X Q/(D2d2)式中：Va 环空返速，单位 m/s。Q 排量，单位 l/s。D 钻头直径，单位 cm。d 钻具直径，单位 cm。13、钻井液循环周计算 井筒钻井液量(m 3)+地面循环钻井液量(m3)T 循环=Q X 60 一 1000 T 循环 循环周时间，单位 min。Q 排量，单位 l/s。例题 8:某井用/216mm 钻头钻进至井深 2850m,钻杆外 径歩127mm,内径/108.6mm,欲按循环周提高钻井液密度，计 算循环一周钻井液所需的时间？(地面循环罐内钻井液总体积为

8、108m3，排量为 381/s)解：T循环=(V地面+V井一 V钻杆)*(60Q*1000)=108+(3.14X 0.216 冬 2850-4)3.14X(0.1272 0.10862)X 2850-4-(60X 38-1000)=(108+104.38 9.7)一 2.28=88.89(min)答：循环一周钻井液所需的时间为 88.89min。14、油气上窜速度(迟到时间法)H 钻头 V=(H 油-X t)+t 静 t迟 式中：V 油气上窜速度,单位 m/hH 油 油气层顶部,单位 m。H 钻头 钻头位置,单位 m。t 迟 迟到时间,单位 min。t 静 停泵总静止时间,单位 h。t 从开

9、泵到见到油气时间,单位 min 或：油气上窜速度(相对时间法)t 静（t1 t2）式中：V 油气上窜速度，单位 m/h。H 油 油气层顶部，单位 m。h 油层厚度，单位 m。t1 循环时油气显示时间，单位 min。t2 从开泵到见到油气时间，单位 min。t 静 停泵总静止时间，单位 h。例题 9:某井 16 日 18:00 钻至井深 4125m,循环至 19：00 短起下钻，22：30 开泵循环测后效，49min 测得钻井液 密度下降，气测全烃值升高，计算油气上窜速度？（已知:油顶 3975m,4125m 迟到时间为 52min，循环排量为 351/s）解：V=（H油H钻头*t迟x t）*t

10、静=（3975-4125*52 X 49）*3.5=25.14（m/h）答:油气上窜速度为 25.14m/h。15、迟到时间的计算 公式:t迟=16.67X V 环*Q 式中:t 迟 从井底上返时间，单位 min。V 环 环空钻井液体积，单位 m3。Q 循环排量，单位 l/s。例题 10:某井用/216mm 钻头钻进至井深 3850m,钻杆外 径歩127mm,计算该井迟到时间？(排量为 381/s)解：V 环=1/4 X n X(D2 d2)X H=1/4 X 3.14 X(0.2162 0.1272)X 3850=92.26(m3)t 迟=16.67X V 环一 Q=16.67X 92.26

11、-38=40.47(min)答：该井迟到时间 40.47min。16、提高钻井液密度计算 V原p加(p重一 p原)W 加=p加p重 式中：W 加 加重材料用量,单位 t。V 原 欲加重钻井液体积,单位 m3。p加一一加重材料的密度，单位 g/cm3。p重一一钻井液欲加重至密度，单位 g/cm3。p原一一原钻井液的密度，单位 g/cm3。例题 11：某井在打开油层前，共有密度为 1.15g/cm3 的钻 井液 200m3,现根据油层压力欲将密度提高到 1.35g/cm3,问需用 密度为 4.0g/cm3的加重剂重晶石多少吨？解：根据公式 W加=V原p加(p重一p原)/(p加一p重)=200 X

12、4.0X(1.35-1.15)/(4.0-1.35)=60.4(t)答：需用密度为 4.0g/cm3的加重剂重晶石 60.4t。17、混入钻井液密度计算 V原 Xp 原 V 混 Xp 混 p=V 原 V 混 式中：p 混入后钻井液密度，单位 g/cm3。V 原 原钻井液体积，单位 m3。p原一一原钻井液密度，单位 g/cm3。V 混 欲混入钻井液体积，单位 m3。p混一一欲混入钻井液密度，单位 g/cm3。18、压井钻井液密度计算 P 立 P 安全 加重=p 原 0.0098X H 式中：p加重 压井钻井液密度，单位 g/cm3。P原一一原钻井液密度，单位 g/cm3。P 立 关井后立管压力，

13、单位 MPa。P 安全 安全附加压力，单位 MPa。油井安全附加压力为：1.53.5 MPa,气井安全附加压力 为：35 MPa。或：P立 p 加重=p 原 p 安全 0.0098X H p加重 压井钻井液密度，单位 g/cm3。p 原 原钻井液密度，单位 g/cm3。P 立 关井后立管压力，单位 MPa。p 安全 安全附加系数，单位 g/cm3。油井安全附加系数为：0.050.1 g/cm3，气井安全附加系 数为：0.070.15 g/cm3。例题 12：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深 3200m，井内钻井液密度 1.25g/cm3。关井 10min 后测 得关井立压 5

14、MPa,求压井密度？解：p加重=p原+P立(0.00981 X H)+p安全=1.25+5 一(0.00981 X 3200)+0.15 1.56(g/cm3)答：压井钻井液密度为 1.56g/cm3。例题 13：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深 3200m，井内钻井液密度 1.25g/cm3。关井 10min 后测 得关井立压 5MPa,求压井密度？解：p 加重=p 原+(P 立+P 全)(0.00981 X H)=1.25+(5+5)一(0.00981 X 3200)1.57(g/cm3)答：压井钻井液密度为 1.57g/cm3。19、计算钻井液密度 p=102X(Pp+

15、Pe)一 H 式中：p 钻井液密度，单位 g/cm3。Pp 地层压力，单位 MPa。Pe 安全附加压力，单位 MPa。H 井深，单位 m。例题 14:已知地层压力 Pp=34MPa,压力附加值 Pe=3MPa,井深 H=3200m，计算钻井液密度。解：p=102X(Pp+Pe)/H=102X(34+3)/3200=1.18(g/cm3)答：钻井液密度为 1.18g/cm3。20、膨润土含量计算 膨润土含量(g/l)=14.3 x消耗亚甲基兰溶液体积(ml)一取钻 井液体积(ml)21、钻井液固相含量有关计算 含水体积(%)=蒸馏出水的体积一取钻井液体积x 100%含油体积(%)=蒸馏出油的体积

16、一取钻井液体积x 100%固相含量(%)=100%含水体积(%)含油体积(%)例题 15：某 井 为淡 水 混 油 钻 井 液，固 相 平均密 度 为 2.95g/cm3,取 20ml 钻井液蒸出 15ml 水和 1.6ml 油。计算此钻井 液的总固相、油、水、加重剂体积分数。(重晶石密度为 4.29g/cm3，粘土密度为 2.4g/cm3。)解：巾水=15/20 X 100%=75%巾油=1.6/20 X 100%=8%巾固=100%-75%-8%=17%巾加重剂=(p固一p低)*(p加一p低)乂巾固=(2.95-2.4)-(4.29-2.4)X 17%=4.9%答：钻井液得总固相、油、水、

17、加重剂的体积分数分别为 17%、8%、75%和 4.9%。22、计算岩屑密度 p D=1*(2 p s)式中：岩屑密度，单位 g/cm3 岩屑筛选后加入密度计中使其读数为 1.00，加满淡水后的读数。例题 16：某地层岩屑筛选后加入密度计中使其读数为 1.00，加满淡水后读数为 1.60，求其密度？解：根据公式：P D=1/(2 P S)得:=1/(21.60)=2.5(g/cm3)答:其密度为 2.5g/cm3。23、岩屑输送比(净化系数，要求 0.5)RT=1-Vs 一 Va 式中:RT 岩屑输送比。Vs 岩屑滑落速度，单位 m/S。Va 环空返速，单位 m/S。24、岩屑滑落速度(要求w

18、 0.5)公式:VS=0.071X D(p-p)o.667一(px FV)0.333 式中:Vs 岩屑滑落速度，单位 m/s。D 岩屑直径，单位 mm。P 岩屑密度，单位 g/cm3。FV 表观粘度，单位(mPa.s)。钻井液密度，单位 g/cm3。例题 17:某井钻进时测得 D=12mm,p=2.5g/cm3,p=1.2g/cm3,FV=16mPa.s,求该井岩屑滑落速度。0.667 0.333 Vs=0.071D(p-p)/(p FV)=0.071 X 12(2.5-1.2)0.667/(1.2X 16)0.333=0.379(m/s)答：该井岩屑滑落速度是 0.379m/s。25、环空剪

19、切速率计算 Y=1200X Va-(D d)式中:环空剪切速率，单位 s-1 Va 环空返速，单位 m/s D 钻头直径，单位 cm d 钻具直径，单位 cm。26、管内剪切速率计算 Y=1200X V 一 D 式中:Y2管内剪切速率，单位 S-1。V-管内速度，单位 m/s。D 管具内径直径，单位 cm 27、泥饼粘附系数计算 公式：Kf=M X 0.845X 10-2 式中：Kf 泥饼粘附系数。M-扭矩，单位 N m。28、Z 值计算(808 为紊流，M 时，只有 OH-和 CO32存在 C(HCL)X(PM)POH-)=-X 1000 X 17.01 V样 C(HCL)X 2M PCO3

20、2-)=-X 1000X 30.01 V样(4)当 PM 时，只有 CO32-和 HCO3-存在 x 1000 X 61.02 C(HCL)X(M-P)PHCO3)=-V样 C(HCL)X 2P PCOS2-)=-x 1000 x 30.01 V样(5)当 M=0,PM 0 时，只有 OH-存在 C(HCL)x P P0H-)=-x 1000 x 17.01 V样 C(HCL)HCL 标准溶液的浓度，单位 mol/l。POH-)氢氧根离子的质量浓度，单位 mol/l。PCO32-)碳酸根离子的质量浓度，单位 mol/l。pHCO3-)-碳酸氢根离子的质量浓度，单位 mol/l。P酚酞指示剂消耗

21、 HCL 的体积，单位 ml。M 甲基橙指示剂消耗 HCL 的体积，单位 ml。V样取样品体积，单位 ml。39、污染处理计算 VcxMa W=-X10-3 x:C x/x 巾 VaxMc 式中：Vc 污染物离子化合价。Ma处理剂相对分子质量。Va处理剂离子化合价。Me污染物相对分子质量。C污染物离子含量，单位 mg/L。V污染钻井液体积，单位 m3。钻井液组分体积数，单位%。例题 24：某钻井液经组分分析知，水相占 75%。滤液分析知，Ca+=1000mg/L,Mg+=1800mg/L，钻井液体积为 180m3。理论计 算沉除 Ca+、Mg+应加纯碱、烧碱各多少千克？解：Ca+=1 000m

22、g/L；Mg+=1 800mg/L；Ca+、Mg+化合价为+2 价，0H-化合价为-1 价，CO3=R合价为-2 价；相对分子质量 Ca=40，Mg=24.3，NaOH=40，Na2CO3=106。沉除 Ca+需加 Na2CO3 的质量二(2X 106)/(2X40)x 10-3x 1000 x 180X 0.75=358(kg)沉除 Mg+需加 NaOH 的质量=(2x 40)/(1x 24.3)x 103 x 1800 x 180 x 0.75=800(kg)答：需加纯碱的质量为 358kg，需加烧碱的质量为 800kg。40、环空压降计算(1)层流时环空压降 公式 APa=0.00195

23、 (D H Dp)(2)紊流时环空压降 公式 PV0.2 x p8XQ1.8XL Pa=1.2336 -(DH-Dp)3(DH+Dp)1.8 式中：Pa环空压降，单位 mP&0T剪切速率，单位 s-1。D h 井径，单位 cm。Dp-钻杆直径，单位 cm。Q-排量，单位 l/s。PV塑性粘度，单位 mPa.S L 井深，单位 m。P 钻井液密度，g/cm3。41、岩屑浓度计算(要求 9.3%)(Va/Vs)Cxe Ca=Va/Vs-1 Ce式中：Ca岩屑浓度。Va-环空返速，m/s。Vs-岩屑滑落速度，m/s。Qc Ce=-Qc Q Qc每秒产生的岩屑量，l/s。Q-泵排量，l/s。例题 25

24、：某井钻井时，测得 Va=1.10m/s，Vs=0.35m/s，Qc=0.25L/s，Q=30L/s，求岩屑浓度 Ca。Ce=Qc/(Qc+Q)=0.25/(0.25+30)=1/121 Ca=(Va/Vs)Ce/(Va/Vs)-1+Ce=(1.10/0.35)X(1/121)/(1.10/0.35)-1+(1/121)=0.012 答：该井的岩屑浓度是 0.012。42、岩屑量计算 2 n D H 2 V X 10 Qc=-X-400 nX 3600 式中：V 钻速，单位 m/h。例题 26:已知钻头直径 DH=21.6cm,钻速 V=85m/h,计算每秒 钟产生的岩屑量 Qc(n=1)。2 Qc=(n DH2/400)*(V X 10/(nx 3600)=(3.14X 21.69400)*(85X 10/(1X 3600)=0.865(L/s)答：岩屑量 Qc 为 0.865L/S。