钻井液现场有关计算.docx

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钻井液现场有关计算

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）。

∮600——600转读数。

2、塑性粘度

公式：

PV=∮600－∮300

式中：

PV——塑性粘度，单位（mPa.s）。

∮600——600转读数。

∮300——300转读数。

3、动切力（屈服值）

公式：

YP=0.4788×（∮300－PV）

式中：

YP——动切力，单位（Pa）。

PV——塑性粘度，单位（mPa.s）。

∮300——300转读数。

例题1：

某钻井液测得∮600=35，∮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×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）

塑性粘度：

PV=∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）

屈服值：

YP=0.4788×（∮300－PV）

=0.4788×（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=3.322×lg（∮600÷∮300）

式中：

n——流性指数，无因次。

∮600——600转读数。

∮300——300转读数。

5、稠度系数（k值）

公式：

k=0.4788×∮300/511n

式中：

k——稠度系数，单位（Pa.Sn）。

n——流性指数。

∮300——300转读数。

例题2：

某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。

解：

n=3.32×lg（∮600/∮300）

=3.32×lg（30/18）=0.74

K=0.4788×∮300/511n

=0.4788×18/5110.74

=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（%）=——————————×100%

欲配处理剂溶液体积（m3）

例题3：

欲配制聚合物胶液5m3，加KPAM25kg，NPAN75kg，问其胶液浓度为多少？

解：

根据公式计算

浓度（%）=（25+75）/5000×100%=2%

答：

胶液浓度为2%。

例题4：

欲配制浓度为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%×5=0.075（t）=75（kg）

KPAM=75/（1+2）×1=25（kg）

NPAN=75/（1+2）×2=50（kg）

答：

需用KPAM25kg，NPAN50kg。

7、溶液浓度的计算

W1

ω=—————×100%

W1+W2

ω——百分比浓度，单位%。

W1——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NaCl于150g水中，求溶液中NaCl的质量分数。

根据公式：

ω=[W1÷（W1+W2）]×100%得：

ω=[50÷（50+150）]×100%

=25%

答：

溶液中NaCl的质量分数为25%。

8、浓度稀释计算

根据公式：

W浓ω浓=W稀ω稀

W稀=W浓ω浓÷ω稀

因为：

W水=W稀－W浓

所以：

W水=W浓（ω浓÷ω稀-1）

式中：

W水——加水量。

W浓——稀释前的量。

ω浓——稀释前浓度，单位%。

ω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（ω浓÷ω稀-1）得：

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%，需加水多少千克？

根据公式：

W水=W浓（ω浓÷ω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（%）×钻井液量（m3）

10、井筒钻井液量计算

公式：

V井=1/4×π×D2×H

式中：

V井——钻井液量，单位m3。

π——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×π×（D2－d2）×H

式中：

V环——钻井液量，单位m3。

π——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。

12、环空返速计算

（一般216mm井眼1~1.5，311mm井眼0.6~0.8）

公式：

Va=12.74×Q/（D2－d2）

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（m3）+地面循环钻井液量（m3）

T循环=———————————————————

Q×60÷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∮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108m3，排量为38l/s）

解：

T循环=（V地面+V井－V钻杆）÷（60Q÷1000）

=｛108+（3.14×0.2162×2850÷4）－［3.14×（0.1272－0.10862）×2850÷4］｝÷（60×38÷1000）

=（108+104.38－9.7）÷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－———×t）÷t静

t迟

式中：

V——油气上窜速度，单位m/h。

H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——从开泵到见到油气时间，单位min。

或：

油气上窜速度（相对时间法）

H油×t1－△h×t2

V=——————————

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35l/s）

解：

V=（H油－H钻头÷t迟×t）÷t静

=（3975－4125÷52×49）÷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=16.67×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∮127mm，计算该井迟到时间？

（排量为38l/s）

解：

V环=1/4×π×（D2－d2）×H

=1/4×3.14×（0.2162－0.1272）×3850

=92.26（m3）

t迟=16.67×V环÷Q

=16.67×92.26÷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ρ加（ρ重－ρ原）

W加=———————————

ρ加－ρ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。

ρ加——加重材料的密度，单位g/cm3。

ρ重——钻井液欲加重至密度，单位g/cm3。

ρ原——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ρ加（ρ重－ρ原）]/（ρ加－ρ重）

=[200×4.0×（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×ρ原＋V混×ρ混

ρ=———————————

V原＋V混

式中：

ρ——混入后钻井液密度，单位g/cm3。

V原——原钻井液体积，单位m3。

ρ原——原钻井液密度，单位g/cm3。

V混——欲混入钻井液体积，单位m3。

ρ混——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

ρ加重=ρ原＋———————

0.0098×H

式中：

ρ加重——压井钻井液密度，单位g/cm3。

ρ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——安全附加压力，单位MPa。

油井安全附加压力为：

1.5~3.5MPa，气井安全附加压力为：

3~5MPa。

或：

P立

ρ加重=ρ原＋——————＋ρ安全

0.0098×H

ρ加重——压井钻井液密度，单位g/cm3。

ρ原——原钻井液密度，单位g/cm3。

P立——关井后立管压力，单位MPa。

ρ安全——安全附加系数，单位g/cm3。

油井安全附加系数为：

0.05~0.1g/cm3，气井安全附加系数为：

0.07~0.15g/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5MPa，求压井密度？

解：

ρ加重=ρ原+P立÷（0.00981×H）+ρ安全

=1.25+5÷（0.00981×3200）+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：

ρ加重=ρ原+（P立＋P全）÷（0.00981×H）

=1.25+（5＋5）÷（0.00981×3200）

≈1.57（g/cm3）

答：

压井钻井液密度为1.57g/cm3。

19、计算钻井液密度

ρ=102×（Pp+Pe）÷H

式中：

ρ——钻井液密度，单位g/cm3。

Pp—