钻井液现场有关计算Word格式文档下载.docx
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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？
根据公式计算
浓度（%）=（25+75）/5000×
100%=2%
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？
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）
需用KPAM25kg，NPAN50kg。
7、溶液浓度的计算
W1
ω=—————×
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）]×
=25%
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）
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）
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÷
W水=100（20%÷
5%-1）
=300kg
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
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×
（D2－d2）×
V环——钻井液量，单位m3。
d——钻头直径，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）
Va=12.74×
Q/（D2－d2）
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）×
4］｝÷
（60×
38÷
=（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）
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）
V=（H油－H钻头÷
t迟×
=（3975－4125÷
52×
49）÷
3.5
=25.14（m/h）
油气上窜速度为25.14m/h。
15、迟到时间的计算
t迟=16.67×
V环÷
Q
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）
V环=1/4×
=1/4×
3.14×
（0.2162－0.1272）×
3850
=92.26（m3）
=16.67×
92.26÷
38
=40.47（min）
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
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？
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）
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
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
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×
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？
ρ加重=ρ原+P立÷
（0.00981×
H）+ρ安全
=1.25+5÷
3200）+0.15
≈1.56（g/cm3）
压井钻井液密度为1.56g/cm3。
例题13：
ρ加重=ρ原+（P立＋P全）÷
H）
=1.25+（5＋5）÷
3200）
≈1.57（g/cm3）
压井钻井液密度为1.57g/cm3。
19、计算钻井液密度
ρ=102×
（Pp+Pe）÷
ρ——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。
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。
ρ=102×
（Pp+Pe）/H
=102×
（34+3）/3200
=1.18（g/cm3）
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×
消耗亚甲基兰溶液体积（ml）÷
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÷
取钻井液体积×
含油体积（%）=蒸馏出油的体积÷
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。
）
ф水=15/20×
100%=75%
ф油=1.6/20×
100%=8%
ф固=100%-75%-8%=17%
ф加重剂=（ρ固－ρ低）÷
（ρ加－ρ低）×
ф固
=（2.95－2.4）÷
（4.29－2.4）×
17%=4.9%
钻井液得总固相、油、水、加重剂的体积分数分别为17%、8%、75%和4.9%。
22、计算岩屑密度
ρD=1÷
（2－ρs）
ρD——岩屑密度，单位g/cm3。
ρs——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？
ρD=1/（2－ρs）得：
=1/（2－1.60）
=2.5（g/cm3）
其密度为2.5g/cm3。
23、岩屑输送比（净化系数，要求>
0.5）
RT=1－VS÷
Va
RT——岩屑输送比。
VS——岩屑滑落速度，单位m/s。
24、岩屑滑落速度（要求≤0.5）
Vs=0.071×
D（ρ－ρ′）0.667÷
（ρ′×
FV）0.333
Vs——岩屑滑落速度，单位m/s。
D——岩屑直径，单位mm。
ρ——岩屑密度，单位g/cm3。
ρ′——钻井液密度，单位g/cm3。
FV——表观粘度，单位（mPa.s）。
例题17：
某井钻进时测得D=12mm，ρ=2.5g/cm3，ρ′=1.2g/cm3，FV=16mPa.s，求该井岩屑滑落速度。
Vs=0.071D（ρ－ρ′）0.667/（ρ′FV）0.333
=0.071×
12（2.5－1.2）0.667/（1.2×
16）0.333
=0.379（m/s）
该井岩屑滑落速度是0.379m/s。
25、环空剪切速率计算
γ1=1200×
Va÷
（D－d）
γ1——环空剪切速率，单位s-1。
Va——环空返速，单位m/s。
26、管内剪切速率计算
γ2=1200×
V÷
D
γ2——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
Kf=M×
0.845×
10-2
Kf——泥饼粘附系数。
M——扭矩，单位N·
m。
28、Z值计算（>
808为紊流，<
808为层流）
（Dн－Dр）n×
Va2-n×
ρ
Z=1517.88×
————————————
500n×
n0.387×
K
例题18：
已知井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，钻井液密度ρ=1.18g/cm3，n=0.6，K=0.176Pa.sn，计算Z值。
Z=1517.88×
ρ/500n×
=1517.88×
（21.6－12.7）0.6×
1.042-0.6×
1.18/5000.6×
0.60.387×
0.176
=1168
Z值为1168。
29、计算K值
PV
K=—————————————————
1075n0.119[12000Va/（Dн－Dр）]n-1
例题19：
已知塑性粘度PV=9.8mPa.s，n=0.6，环空返速Va=1.04m/s，井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，计算K值。
K=PV/1075n0.119[12000Va/（Dн－Dр）]n-1
=9.8/1075×
0.60.119[12000×
1.04/（21.6－12.7）]0.6-1=0.176（Pa.s0.6）
K值是0.176Pa.s0.6。
30、计算塑性粘度
FV－0.112×
YP（Dн－Dр）
PV=——————————————
Va
例题20：
已知环空视粘度FV=12.7mPa.s，动切力YP=3Pa，井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，计算塑性粘度（PV）。
PV=FV－0.112×
YP（Dн－Dр）/Va
=12.74－0.112×
3×
（21.6－12.7）/1.04
=9.825（mPa.s）
塑性粘度是9.825mPa.s。
31、计算视粘度
YP×
（Dн－Dр）
FV=PV+0.112×
——————————
Va
例题21：
已知某井钻井液PV=15mPa.s，YP=2Pa，Dн=21.6cm，Dр=12.7cm，Va=1.2m/s，n=0.6，K=0.2Pa.s，求宾汉流体的视粘度。
YP×
（Dн－Dр）/Va
=15+0.112×
2×
（21.6－12.7）/1.2
=16.66（mPa.s）
宾汉流体的视粘度为16.66mPa.s。
32、计算临界流速20626×
K×
2.54n
Vc=0.00508×
[————————————]1/（2-n）
（Dн－Dр）n×
Vc——临界流速，单位m/s。
例题22：
某井n=0.6，K=0.25Pa.sn，Dн=21.6cm，Dр=12.7cm，ρ=1.25g/cm3，求临界流速Vc。
Vc=0.00508×
[20626×
2.54n/（Dн－Dр）n×
ρ]1/（2-n）
=0.00508×
0.25×
2.540.6/（21.6－12.7）0.6×
1.25]1/（2-0.6）
=0.985（m/s）
该井临界流速是0.985m/s。
33、当量循环密度
ECD=ρ+Δρ
ECD——当量循环密度，单位g/cm3。
ρ——钻井液密度，单位g/cm3。
Δρ——静钻井液密度，单位g/cm3。
例题23：
某井钻井液在井底循环时，产生当量循环密度为1.60g/cm3，钻井液密度为1.35g/cm3，求静钻井液密度Δρ。
根据公式ECD=ρ+Δρ
Δρ=ECD－ρ
=1.60－1.35
=0.25（g/cm3）
静钻井液密度为0.25g/cm3。
34、氯离子计算
C（AgNO3）×
V（AgNO3）
ρ（Cl-）=—————————×
1000×
35.45
V样
ρ（Cl-）——氯离子质量浓度，单位mg/l。
c（AgNO3）——AgNO3标准溶液的摩尔浓度，单位mg/l。
V（AgNO3）——消耗的AgNO3体积，单位ml。
V样——取样品体积，单位ml。
35、钙离子计算
C（EDTA）×
V1
ρ（Ca2+）=————————×
40.08
ρ（Ca2+）——钙离子质量浓度，单位mg/l。
C（EDTA）——EDTA标准溶液的摩尔浓度，单位mg/l。
V1——第一次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
36、镁离子计算
C（EDTA）×
（V2－V1）
ρ（Mg2+）=————————×
24.3
ρ（Mg2+）——镁离子质量浓度，单位mg/l。
V2——两次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
37、硫酸根离子计算
CBaVBa＋CEDTAVCa-Mg－CEDTAVEDTA
ρ（SO42-）=——————————————×
96.06
ρ（SO42-）——硫酸根离子质量浓度，单位mg/l。
CEDTA——EDTA标准溶液的摩尔浓度。
CBa——钡镁混合液的浓度，单位mol/l。
VBa——加入钡镁液的体积，单位ml。
VCa-Mg——测定水样钙镁消耗EDTA体积，单位ml。
VEDTA——消耗EDTA体积，单位ml。
38、氢氧根、碳酸根、碳酸氢根离子计算
（1）当P=0，M≠0时，只有HCO3-存在
C（HCL）×
M
ρ（HCO3-）=————————×
61.02
（2）当P=M，时，只有CO32-存在
2P
ρ（CO32-）=————————×
30.01
（3）当P>
M时，只有OH-和CO32-存在
（P－M）
ρ（OH-）=————————×
17.01
2M
（4）当P<
M时，只有CO32-和HCO3-存在
（M－P）
（5）当M=0，P≠0时，只有OH-存在
P
C（HCL）——HCL标准溶液的浓度，单位mol/l。
ρ（OH-）——氢氧根离子的质量浓度，单位mol/l。
ρ（CO32-）——碳酸根离子的质量浓度，单位mol/l。
ρ（HCO3-）——碳酸氢根离子的质量浓度，单位mol/l。
P——酚酞指示剂消耗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
Vc×
Ma
W=——————×
10-3×
［C］×
V×
ф
Va×
Mc
W——消除污染物所需处理剂的质量，单位kg。
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。
Mc——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。
Ф——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++]=1000
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