钻井液常规计算公式文档格式.docx
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内径mm
1
12.2
76.2
13.7
50.8
1.2
57.2
1.0
2
88.9
16.8
63.5
1.5
82.6
0.36
3
101.6
0.22
4
1.8
0.15
2、确定钻具内的钻井液流态及计算压耗：
1钻具内钻井液的平均流速：
V1=C2×
Q/2.448×
d2
V1钻具内钻井液的平均流速，m/s（ft/s）；
d钻具内径，mm（in）；
C2与单位有关的系数。
当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，
C2＝1。
2钻具内钻井液的临界流速
V1c=（1.08×
PV＋1.08（PV2＋12.34×
d2×
YP×
MW×
C3）0.5）/MW×
d×
C4
V1c钻具内钻井液的临界流速，m/s（ft/s）；
PV钻井液的塑性粘度，mPa.s（cps）;
d钻具内径，mm（in）
MW钻井液密度，g/cm（ppg）;
C3、C4与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；
采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。
3如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为
2Pp=C5×
L×
YP/225×
d＋C6×
V1×
L×
PV/1500×
4如果V1>
V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为
0.180.821.824.82
Pp=0.0000765×
PV0.18×
MW0.82×
Q1.82×
L＋C7/d4.82Pp---钻具内的循环压耗，Mpa（psi）;
L某一相同内径的钻具的长度，m（ft）；
C3、C6与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C5＝0.2750，C6＝47.86；
当采用英制单位时，C5＝1、C6＝1。
8
C7与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C7＝1.162×
108；
当采用英制单位时，C7＝1。
3、环空的钻井液流态确定及压耗计算
1环空内钻井液的平均流速
22
Va=Q×
C2/（Dh2-Dp2）×
2.448
Va环空内钻井液的平均流速m/s（ft/s）；
Dh井眼直径或套管内径，mm（in）
Dp钻具外径，mm（in）
采用法定计量单位时，C2＝3117；
当采用英制单位时，
2环空内钻井液的临界流速
220.5
Vac=（1.08×
PV+1.08×
（PV2+9.26（Dh-Dp）2×
MW×
C3）0.5）/MW×
（Dh-Dp）×
C4Vac环空内钻井液的临界流速m/s（ft/s）；
2YP－－钻井液的屈服值，Pa（lbs/100ft2）；
PV钻井液塑性粘度mPa.s（cps）；
MW钻井液密度，g/cm3（ppg）;
3如果Va≤Vac，则环空流态为层流，环空压耗为
Pa=C3×
YP/200（Dh-Dp）+C6×
Va×
C7/1000×
（Dh-Dp）2
4如果Va>
Vac，则环空流态为紊流，环空压耗为
0.180.821.8231。
82
Pa=0.0000765×
PV0.18×
MW0.82Q1.82×
L＋C7/（Dh-Dp）3×
（Dh＋Dp）182Pa---循环压耗，Mpa（psi）;
L某一相同外径和井眼直径段的长度，m（ft）；
YP－－钻井液的屈服值，Pa（lbs/100ft2）；
PV钻井液塑性粘度mPa.s（cps）；
C5、C6与单位有关的系数。
4、根据前面求出的地面压耗和钻具内外各段的循环压耗，便可求出总的循环压耗：
Pt=Psur＋Pc＋Pp＋Pca＋Ppa
Pa---总的循环压耗，Mpa（psi）;
Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）;
Pc---钻铤段的内压耗，Mpa（psi）;
Pp---钻杆段的内压耗，Mpa（psi）;
Pca---钻铤段的环空压耗，Mpa（psi）;
Ppa---钻杆段的环空压耗，Mpa（psi）;
计Pt算出后，可以判断钻头的水力工作方式：
当Pt≤0.357Pca,是最大水力工作方式，相等为最优；
当Pt≤0.526Pca,是最大冲击工作方式，相等为最优；
、钻井液流变参数计算：
（P206-212）
1、在钻具内部，流性指数：
稠度系数：
剪切速率中等，以宾汉模式和修正幂率模式为主。
np=3.32×
logθ600/θ300
Kp＝5.11×
θ600/1022np
塑性粘度：
PV＝θ600-θ300
屈服值：
YP＝（θ300-PV）×
C20
有效视粘度：
μcp=100Kp（96×
V1/d）np-1×
C21
np钻具内钻井液流变指数无因次；
Kp钻具内钻井液稠度系数，Pa.sn（lb.sn/100ft2）;
μcp――钻具内的有效视粘度，mPa.s（cps）
θ600钻井液600转／分的读数；
θ300钻井液300转／分的读数；
V1钻具内钻井液的平均流速，m/s（ft/s）;
d钻具内径，mm（in）;
C20与单位有关的系数。
当采用法定计量单位时，C20＝0.4788；
当采用英制单
位时，C20＝1。
C21与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C21＝0.02506×
83.333np；
当采
用英制单位时，C21＝1。
2、在环空流速区，剪切速率较低，应用修正幂率模式较吻合实际。
环空流性指数：
na=0.5×
logθ300/θ3环空稠度系数：
Ka＝5.11×
θ600/511na有效视粘度：
μca=100Kp（96×
C21na――钻具内部的流性指数，无因次；
Ka――钻具内的稠度系数，Pa.sn（lb.sn/100ft2）;
μca――钻具内的有效视粘度，mPa.s（cps）θ300――旋转粘度计在转速为300转／分的读数；
θ3――旋转粘度计在转速为
Va――钻井液在环空中的流速
3转／分的读数（又叫钻井液的初切力）；
;
m/s（ft/s）;
Dh井眼直径，mm（in）;
Dp钻具外径，mm（in）;
C22与单位有关的系数。
83.333na；
用英制单位於时，C22＝1。
在环空流域，n值越低，层流的流型越好。
n≤0.6时，钻井液的携岩能力较强，有利于净化井眼。
3、在钻头水眼处，剪切速率越高，卡森模式与实际的流变曲线很接近。
极限高剪切粘度：
η∝＝2.4141×
（θ600－θ300）
η∝――极限高剪切粘度，与钻头的水眼粘度十分接近，mPa.s（cps）；
θ600――旋转粘度计在转速为600转／分的读数；
θ300――旋转粘度计在转速为300转／分的读数；
如果钻井液的剪切稀释特性良好，则钻头的水眼粘度或极限剪切粘度低，而钻井液上返至环空时粘度变高。
也可用这处的视粘度比值来表示钻井液的剪切稀释特性。
三、钻井液流态的判别：
1、用雷诺数判别流态
（1）钻具内的雷诺数：
Rep=928V1×
dp×
C23/μcp×
（（3np+1）/4np）np
Rep――钻具内的雷诺数，无因次；
V1――钻具内液流的流速;
dp钻具内径，mm（in）;
μcp――钻具内的有效视粘度，mPa.s（cps）np――钻具内的流性指数，无因次；
C23与单位有关的系数。
采用法定计量单位时，C23＝1.0779；
时，C23＝1。
（2）环空的雷诺数
Rea=928Va×
（Dh－Dp）×
C23/μca×
（（2na+1）/3na）na
Va――环空的液流的流速;
μca――环空的有效视粘度，mPa.s（cps）
na――环空的流性指数，无因次；
（3）环空流态的判别
层流
Rec<
3470－1370na
过渡流
3470－1370na≤Rec≤4270－1370na
紊流
Rec>
4270－1370na
Rec――环空临界雷诺数，无因次；
na――环空的流性指数，无因次；
2、用环空流态稳定参数Z值判别环空流态2－na
Z＝808×
（Va／Vc）2－naZ――环空流态稳定参数，无因次；
Va――环空流速;
Va――环空临界流速;
若Z>
808，环空流态为紊流；
若Z≤808，环空流态为层流；
Z值更重
Z值只适用于判断环空的流态，对钻具内的
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