钻井液计算公式Word格式.docx
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粘土质量
水的=
所以:
式中,mc---粘土质量,t;
Vf---钻井液体积,m3;
Vc---粘土体积,m3;
Vw---水体积,m3;
---钻井液密度,g/cm3;
---粘土密度,g/cm3;
---水的密度,g/cm3。
3.配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量
水量=(欲配置钻井液的体积)-(所需的粘土体积)
所需粘土体积=
所需水量=欲配钻井液体积-
二、调整钻井液密度所需要的材料
1.加重钻井液所需加重材料的计算:
(1)定量钻井液加重时所需要加重材料的计算:
式中:
W---加入的加重材料重量;
V浆---原浆体积;
---原浆密度;
---欲配的钻井液密度;
---加重材料的密度;
(2)配置定量加重钻井液时所需要加重材料的计算:
V---欲配的钻井液体积;
2.降低钻井液密度所需水量的计算
---降低密度时需要的水量;
V浆---原浆体积;
---加水稀释后的钻井液密度;
三、钻井液的循环体积(即井内钻井液量计算)
(1)经验式
井眼内的钻井液量V1(m3/1000m井段)=
(2)算数式
井眼内的钻井液量V1=
式中D------井径,m;
H-----井深,m;
2.泥浆罐容积V2计算
泥浆罐容积V2=
3.泥浆罐容积计算
V3=
(钻井液液面一般只达到槽深的2/3)
4.循环管汇容积计算
V4=
5.钻井液循环量计算
V=V1+2V2+2/3V3+V4
钻井液流变参数的计算
一.表观粘度:
AV=1/2φ600
(mPa.s)
式中:
φ600----600r/min下的读值。
二.塑性粘度:
PV=φ600-φ300
φ300----300r/min下的读值。
三.动切力:
YP=1/2(φ300-PV)=AV-PV
(Pa)
四.静切力:
G10〃=1/2φ3,I
G10'=1/2φ3,F
φ3,I-----静止10s后3r/min下的读值。
φ3,F-----静止10min后3r/min下的读值。
五.流性指数
n=3.322Lg(φ600/φ300)
(无因次)
六.稠度系数
K=[(φ600)/1022n]*0.4788
(Pa.Sn)
式中:
K---稠性系数,n---流性指数
七.卡森模式的τ0
τ01/2=1.510[(φ100)1/2-(φ600)1/2]
八.卡森模式的η∞
η∞1/2=1.195(φ6001/2-φ1001/2)
(mPa.S)1/2
η∞1/2=2.42(φ6001/2-φ3001/2)
(mPa.S)1/2
现场钻井液计算
一.循环周的计算:
V—井筒容积,V1—井内钻杆体积,Q—排量
二.加重计算
ρ1—加重剂的密度,ρ2—加重后钻井液密度,ρ0—原钻井液密度
三.稀释计算公式:
ρ0—原密度,ρ1---稀释后密度
四.井眼容积计算:
理论公式:
V=π(Db/2)2h*10-6
V—井眼容积(m3),h—井深(m),Db—钻头直径(mm)
经验公式:
V(m3/1000m)=Db2/2
Db—钻头直径(inch)
五.钻井液中悬浮固体的密度:
ρss:
悬浮固体的密度。
ρm:
钻井液密度。
ρf:
滤液密度ρ0:
油的密度。
Vm:
水的体积百分数。
Vs:
盐的体积百分数
V0:
油的体积百分数。
Vts:
总固相的体积百分数。
六.环空返速
基本公式:
Q—排量(L/s),Db—钻头直径(cm),D—钻具外径(cm)
1.26〃--------9〃DC
V=0.0033*Q
26〃--------5〃DP
V=0.003*Q
2.171/2〃---9〃DC
V=0.0087*Q
171/2〃---5〃DP
V=0.007*Q
3.121/4〃---8〃DC
V=0.0229*Q
121/4〃---5〃DP
V=0.0157*Q
4.83/8〃---61/4〃DC
V=0.0632*Q
.83/8〃---5〃DP
V=0.0435*Q
5.57/8〃---46/8〃DC
V=0.1638*Q
57/8〃---31/2〃DC
V=0.0881*Q
又:
Q—排量(m3/min),Db—井径(inch),D—钻具外径(inch)
举例:
某井用8.5英寸钻头,排量1.5方/分钻井,试计算钻头与5″钻杆环空的返速
七.环空雷诺数
V—环空返速(cm/s),ρ—泥浆密度(g/cm3),n—流性指数,K—稠性系数(mPa.Sn),Db—钻头外径(cm),D—钻具外径(cm)
流态判断:
Re≤2000为层流,Re≥2000为紊流
1.26〃----9〃DC
Re=3*n*ρ*12(1-n)*43.18n*V(2-n)/K/(2n+1)
=3*n*ρ*12Yx(1-n)*43.18Yxn*Vyx(2-n)/K/(2N+1)
26〃----5〃DP
Re=3*n*ρ*12(1-n)*53.34n*V(2-n)/K/(2n+1)
2.171/2〃----9〃DC
Re=3*n*ρ*12(1-n)*21.59n*V(2-n)/K/(2n+1)
171/2〃----5〃DP
Re=3*n*ρ*12(1-n)*31.75n*V(2-n)/K/(2n+1)
3.121/4〃----8〃DC
Re=3*n*ρ*12(1-n)*10.8n*V(2-n)/K/(2n+1)
121/4〃----5〃DP
Re=3*n*ρ*12(1-n)*18.42n*V(2-n)/K/(2n+1)
4.
83/8〃----61/4〃DC
Re=3*n*ρ*12(1-n)*5.41n*V(2-n)/K/(2n+1)
83/8〃----5〃DP
Re=3*n*ρ*12(1-n)*8.59n*V(2-n)/K/(2n+1)
5.
57/8〃----46/8〃DC
Re=3*n*ρ*12(1-n)*2.87n*V(2-n)/K/(2n+1)
57/8〃----31/2〃DP
Re=3*n*ρ*12(1-n)*6.05n*V(2-n)/K/(2n+1)
ρ—钻井液密度(g/dm),V------环空返速(m/s),
PV—塑性粘度(mPa.s)
当泥浆密度为1.30,塑性粘度为15毫帕秒时,接上题计算该环空雷诺数。
由于Re=8030>2000故为紊流(注:
Re≤2000为层流)
八.环空临界排量:
基本公式:
Qc=0.00471*(Db2-D2)[20K*(2n+1)n/3n/1200(1-n)*ρ*(Db-D)N]1/2-n式中:
Qc—临界排量(m3/min),n—流性指数,K—稠性系数(mPa.Sn),ρ—泥浆密度(g/cm3),Db—钻头外径(cm),D—钻具外径(cm)
实际排量>Qc时为紊流,实际排量<Qc时为层流
1.26〃---9〃DC
Qc=18.08[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/43.18n]1/2-n
26〃---5〃DP
Qc=19.78[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/53.34n]1/2-n
2.
171/2〃---9〃DC
Qc=6.84[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/21。
59n]1/2-n
171/2〃---5〃DP
Qc=8.55[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/31.75n]1/2-n
3.
121/4〃---8〃DC
Qc=2.62[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/10.08n]1/2-n
121/4〃---5〃DP
Qc=3.8[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/18.4n]1/2-n
=3.8[6.67*K(2n+1)Yxn/ρ/1200Yx(1-n)/18.42Yxn]Yx[1/(2-n)]
4.83/8〃---61/4〃DC
Qc=0.95[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/5.41n]1/2-n
83/8〃---5〃DP
Qc=1.38[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/8.59n]1/2-n
5.57/8〃---46/8〃DC
Qc=0.37[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/2.87n]1/2-n
57/8〃---31/2〃DP
Qc=0.68[6.67*K(2n+1)n/n/ρ/1200(1-n)/6.05n]1/2-n
九.井径扩大率:
V—电测所得裸眼井段的容积。
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