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×〔〕
塑性粘度：
PV=∮600－∮300=35－20=15〔〕
屈服值：
YP=0.4788×〔∮300－PV〕
×〔20－15〕〔Pa〕
答：
表观粘度为，塑性粘度，屈服值为
。
4、流性指数〔n值〕
公式：
×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：
×∮300/511n
式中：
k——稠度系数，单位〔n）。
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：
×lg〔∮600/∮300〕
×lg〔30/18〕
n
K=0.4788×∮300/511
〔〕
答：
流性指数是0.74。
稠度系数为。
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，NPAN
75kg，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。
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——
D——
d——
圆周率，为。
钻头直径，单位m。
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，311mm井眼〕
公式：
Va×Q/（D2－d2）
式中：
Va——
环空返速，单位
m/s。
Q——
D——
排量，单位l/s。
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∮，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+〔×2×2850÷4〕－［×〔2－
2〕×2850÷4］｝÷〔60×38÷1000〕
=〔－〕÷
〔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？
〔：
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〕÷
〔m/h〕
答：
油气上窜速度为。
15、迟到时间的计算
公式：
t迟×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
=1/4×3.14×2－2）×3850
=92.26（m3）
t迟×V环÷Q
×÷38
=40.47（min）
答：
该井迟到时间。
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：
某井在翻开油层前，共有密度为3的钻井液200m3，现根据油层压力欲将密度提高到3，问需用密度为3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××〔－〕]/〔－〕
〔t〕
答：
需用密度为3的加重剂重晶石。
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平安
ρ加重=
ρ原＋———————
×
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平安——
平安附加压力，单位
MPa。
油井平安附加压力为：
1.5~3.5MPa，气井平安附加压力
为：
3~5MPa。
或：
P立
ρ加重=ρ原＋——————＋ρ平安
×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平安——平安附加系数，单位g/cm3。
油井平安附加系数为：
0.05~0.1g/cm3，气井平安附加系
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。
井深3200m，井内钻井液密度3。
关井10min后测得关井立压5MPa，求压井密度？
解：
ρ加重=ρ原+P立÷×H）+ρ平安
=1.25+5÷×
≈〔g/cm3〕
答：
压井钻井液密度为3。
例题13：
某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。
井深3200m，井内钻井液密度3。
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）÷×H）
=1.25+（5＋5）÷×3200）
≈〔g/cm3〕
答：
压井钻井液密度为3。
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——地层压力，单位MPa。
Pe——平安附加压力，单位MPa。
H——井深，单位m。
例题14：
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：
ρ=102×〔Pp+Pe〕/H
=102×〔34+3〕/3200
〔g/cm3〕
答：
钻井液密度为3。
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×100%含油体积（%）=蒸馏出油的体积÷取钻井液体积×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
3，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3，
粘土密度为3。
〕
解：
ф水=15/20×100%=75%
ф油×100%=8%
ф固=100%-75%-8%=17%
ф加重剂=〔ρ固－ρ低〕÷〔ρ加－ρ低〕×ф固
=〔－〕÷〔－〕×17%=4.9%
答：
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〕
式中：
ρD——岩屑密度，单位g/cm3。
ρs——岩屑筛选后参加密度计中使其读数为
，
加满淡水后的读数。
例题16：
某地层岩屑筛选后参加密度计中使其读数为
，
加满淡水后读数为，求其密度？
解：
根据公式：
ρD=1/〔2－ρs〕得：
=1/〔2－〕
〔g/cm3〕
答：
其密度为3。
23、岩屑输送比〔净化系数，要求〕
RT=1－VS÷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≤〕
公式：
×D〔ρ－ρ′〕÷〔ρ′×FV〕
式中：
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，ρ3，ρ′
3，，求该井岩屑滑落速度。
〔ρ－ρ′〕/〔ρ′FV〕
×12〔－〕/〔×16〕
〔m/s〕
答：
该井岩屑滑落速度是。
25、环空剪切速率计算
γ1=1200×Va÷〔D－d〕
式中：
γ1——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
γ2=1200×V÷D
式中：
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
公式：
Kf=M××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，<808为层流〕
〔Dн－Dр〕n×Va2-n×ρ
×————————————
500n×n×K
例题18：
井径Dн，钻杆外径Dр，环空
返速，钻井液密度ρ3，，n，
计算Z值。
×〔Dн－Dр〕n×Va2-n×ρ/500n×n×K
×××××〔－〕
=1168
答：
Z值为1168。
29、计算K值
PV
K=—————————————————
1075n[12000Va/〔Dн－Dр〕]n-1
例题19：
塑性粘度，，环空返速
，井径Dн，钻杆外径Dр，计算K
值。
K=PV/1075n[12000Va/〔Dн－Dр〕]n-1
×[12000×〔21.6－〕]
〔〕
答：
值是。
K
30、计算塑性粘度
FV－×YP〔Dн－Dр〕
PV=——————————————
Va
例题20：
环空视粘度，动切力YP=3Pa，
井径Dн，钻杆外径Dр，环空返速，
计算塑性粘度〔PV〕。
PV=FV－×YP〔Dн－Dр〕/Va
－×3×－
〔〕
答：
塑性粘度是。
31、计算视粘度
YP×〔Dн－Dр〕
FV=PV+0.112×——————————
Va
例题21：
某井钻井液，YP=2Pa，Dн
，Dр，，，，求宾汉
流体的视粘度。
FV=PV+0.112×YP×〔Dн－Dр〕/Va
×2×〔－〕
〔〕
答：
宾汉流体的视粘度为。
32、计算临界流速
20626×n×K×n
×[————————————]1/〔2-n〕
〔Dн－Dр〕n×ρ
Vc——临界流速，单位m/s。
例题22：
某井，，Dн，Dр
，ρ，求临界流速Vc。
Vc=0.00508×[20626×n×K×n/〔Dн－Dр〕n×
ρ]1/〔2-n〕
×[20626×××/〔－〕
×1.25]1/〔〕
〔m/s〕
答：
该井临界流速是。
33、当量循环密度
ECD=ρ+Δρ
式中：
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
，钻井液密度为3，求静钻井液密度Δρ。
根据公式ECD=ρ+Δρ
Δρ=ECD－ρ
－
〔g/cm3〕
答：
静钻井液密度为3。
34、氯离子计算
C（AgNO3）×V（AgNO3）
ρ（Cl-）=—————————×1000×
V样
式中：
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+）=————————×1000×
V样
式中：
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
V样——取样品体积，单位ml。
ml。
36、镁离子计算
C（EDTA）×（V2－V1）
ρ（Mg2+）=————————×1000×
V样
式中：
ρ（Mg2+）——镁离子质量浓度，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。
V2——两次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
V样——取样品体积，单位ml。
37、硫酸根离子计算
CBaVBa＋CEDTAVCa-Mg－CEDTAVEDTA
ρ（SO42-）=——————————————×1000×
V样
式中：
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——参加钡镁液的体积，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。
V样——取样品体积，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-）=————————×1000×
V样
〔2〕当P=M，时，只有CO32-存在
C（HCL）×2P
ρ（CO32-）=————————×1000×
V样
〔3〕当P>M时，只有OH-和CO32-存在
C（HCL）×（P－M）
ρ（OH-）=————————×1000×
V样
C（HCL）×2M
ρ（CO32-）=————————×1000×
V样
〔4〕当P
C（HCL）×（M－P）
ρ（HCO3-）=————————×1000×
V样
C（HCL）×2P
ρ（CO32-）=————————×
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