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-）=————————×