钻井液常用计算公式.docx

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钻井液常用计算公式

钻井与常用计算公式

1、钻井液配制与加重的计算

（1）配制低密度钻井液所需粘土量

式中：

---所需粘土重量，吨（t）；

--粘土密度，克/厘米3（g/cm3）

--水的密度，克/厘米3（g/cm3）

--欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

欲配制的钻井液的体积，米3（m3）

（2）配制低密度钻井液所需水量

式中：

---所需水量，米3（m3）；

--所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3）

--所用粘土的重量，吨（t）

--欲配制的钻井液的体积，米3（m3）

（3）配制加重钻井液的计算

①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量

式中：

---所需加重剂的重量，吨（t）；

--原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3）

--加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3）

--原有钻井液的体积，米3（m3）

②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量

式中：

---所需加重剂的重量，吨（t）；

--原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3）

--加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3）

--加重后钻井液的体积，米3（m3）

③用重晶石加重钻井液时体积增加

式中：

---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）；

--加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）

---一般重晶石的密度，克/厘米3（g/cm3）

④降低钻井液密度所需加水量

式中：

---所需加水的体积，米3（m3）；

--原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--水的密度，克/厘米3（g/cm3）

--加水后钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--原有钻井液的体积，米3（m3）

2、两种不同密度钻井液混合后的密度

式中：

---混合后钻井液的密度，g/cm3（ppg）

--混合前第一种钻井液的密度，g/cm3（ppg）

--混合前第二种钻井液的密度，g/cm3（ppg）

----混合前第一种钻井液的体积，m3（bbl）

--混合前第二种钻井液的体积，m3（bbl）

3、固相分析计算

（1）钻井液低密度固相体积百分比

式中：

---对溶解的盐校正过的含水体积百分比，%；

---对溶解的盐校正过的水的密度，g/cm3（ppg）

--低密度固相的体积百分比，%；

--悬浮固相的体积百分比，%；

--所用加重材料的密度，克/厘米3（g/cm3）；

--油的体积百分比，%；

--油的密度，克/厘米3（g/cm3）

--钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3）

--低密度固相的密度，克/厘米3（g/cm3），（2.2—2.9，平均2.6）

（2）钻井液高密度固相体积百分比

式中：

---加重材料的体积百分比，%；

其余各项符号的说明同上一个公式一样。

（3）搬土含量的校正

式中：

--钻井液中全部低密度固相的平均阳离子交换容量，

---钻井液中校正后搬土的体积百分比，%；

---钻井液中低密度固相体积百分比，%；

--钻井液中钻屑体积百分比，%；

---钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（磅/桶）

--与MBT采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，=0.3505；当采用英制单位时，=1。

---钻屑的阳离子交换容量，毫克当量/100克；

---一般土的阳离子交换容量，毫克当量/100克，（若未知，一般可为60）。

（4）加重后钻井液的最佳固相体积百分比（经验公式）

式中：

--加重钻井液固相体积百分比的最佳值，%；

--钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；

--与MW采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，=8.3454；当采用英制单位时，=1。

（5）高密度钻井液的固相体积百分比近似值

式中：

--高密度钻井液的固相体积百分比近似值，%；

--钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；

--与MW采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，=8.3454；当采用英制单位时，=1。

（6）钻井液中钻屑浓度近似值

式中：

--钻井液中钻屑的浓度近似值，千克/米3（磅/桶）；

--低密度固相浓度，千克/米3（磅/桶）；

---亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（磅/桶）

（7）由低密度固相体积百分比计算低密度固相浓度

式中：

--低密度固相浓度，千克/米3（磅/桶）；

--低密度固相体积百分比，%；

--与LGS采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，=2.853；当采用英制单位时，=1。

（8）低密度固相体积百分含量的最佳值可由下式进行估算：

式中：

--低密度固相最佳体积百分含量，%；

--钻井液的密度，克/厘米3（ppg）；

--钻井液中含油量，%（体积）；

--钻井液滤液的氯根含量，mg/l（ppm）。

--与MW采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，=8.3454；当采用括号内英制单位时，=1。

--与Cl采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，；为钻井液滤液的密度，当采用括号内单位时，=1。

已知：

NW=1.08g/cm3（9.0ppg）,Cl=20000（ppm）,=5%。

计算结果：

=4.3%。

（9）可用如下办法估算钻井液的钻屑与当量搬土含量的比值：

式中：

--钻井液中低密度固相浓度，千克/米3（ppb）；（？

？

？

？

）

---亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（ppb）

4、固相对机械钻速的影响

（1）按照钻井液类型由亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量估算小于1微米的细颗粒固相的含量，公式如下：

式中：

---钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；

---钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（ppb）

---由钻井液类型决定的系数，分散性钻井液一般为0.8，粗分散性钻井液一般为0.13，不分散聚合物钻井液一般为0.06。

（2）钻井液中大于1微米的粗颗粒固相含量可由总固相含量减去细颗粒固相含量来得到：

式中：

---钻井液中大于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；

---钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；

---钻井液中总的固相含量，kg/m3（ppb）

（3）求出对照井和当前井的细颗粒固相含量和粗颗粒固相含量以后，再代入下面的公式估算当前井的机械钻速，将它与对照井的机械钻速对照便可了解机械钻速的变化情况：

（略）

（4）若与清水钻井相比，则当前井机械钻速降低的百分数可由下式计算。

（略）

6、利用屈服值进行的经验计算

（1）由屈服值确定起下钻时克服抽汲（负波动作用）的安全钻井液密度的公式如下：

式中：

--起钻时克服抽汲作用的安全钻井液密度，g/cm3（ppg）；

--钻井液屈服值，Pa（1b/100ft2）;

--井眼直径，mm（in）；

--钻杆直径，mm（in）；

--平衡地层压力所需的钻井液密度，g/cm3（ppg）；

--与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，=1.457；当采用括号内英制单位时，=1。

（2）由屈服值估算当量循环密度的经验公式：

式中：

--当量循环密度，g/cm3（ppg）；

--钻井液屈服值，Pa（1b/100ft2）;

--井眼直径，mm（in）；

--钻杆直径，mm（in）；

--井内钻井液密度，g/cm3（ppg）；

--与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，=1.457；当采用括号内英制单位时，=1。

（3）由屈服值估算环形空间压力损失（层流时）的经验公式：

式中：

--环形空间压力损失，MPa（psi）；

----井段长度，m（ft）；

--钻井液屈服值，Pa（1b/100ft2）;

--井眼直径，mm（in）；

--钻杆直径，mm（in）；

--与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，=0.275；当采用括号内英制单位时，=1。