连续管钻井水力参数计算软件计算公式
钻井水力参数计算
钻井水力参数计算1.钻井水力参数的定义:2.钻井水力参数的计算方法:2.1循环压力(Pp)的计算:循环压力是指钻井液在井眼中循环时施加在井壁上的压力,其计算公式为:Pp=Pg+Ph+π/144*(ID²-OD²)/4*ρm其中,Pp为循环压力,Pg为气体压力,Ph为井斜段压力,ID为钻杆内径,OD为钻杆外径,ρm为泥浆密度。
2.2液柱压力(Pm)的计算:液柱压力是指钻井液柱在井眼中的垂直压力,其计算公式为:Pm=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*L其中,Pm为液柱压力,ID为井眼内径,OD为套管外径,ρm为泥浆密度,L为液柱长度。
2.3摩阻压力(Pf)的计算:摩阻压力是指钻井液在井眼中流动时受到的阻力,其计算公式为:Pf=2f*ρm*V²/(D*g)其中,Pf为摩阻压力,f为阻力系数,ρm为泥浆密度,V为流速,D 为井眼直径,g为重力加速度。
2.4泥浆柱液位压力(Ps)的计算:泥浆柱液位压力是指钻井液静止时产生的压力,其计算公式为:Ps=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*(H+h)其中,Ps为泥浆柱液位压力,ID为井眼内径,OD为套管外径,ρm 为泥浆密度,H为井深,h为液位高度。
2.5井底压力(Pb)的计算:井底压力是指钻井液从井口到井底的压力损失,其计算公式为:Pb=ρm*Ls*g/144其中,Pb为井底压力,ρm为泥浆密度,Ls为井筒长度,g为重力加速度。
2.6水柱效应(Pr)的计算:水柱效应是指钻井液在井眼中垂直上升或下降时,形成的压力差,其计算公式为:Pr=π/144*(ID²-OD²)/4*ρf*h其中,Pr为水柱效应,ID为井眼内径,OD为套管外径,ρf为井口液体密度,h为液位高度。
3.钻井水力参数的分析和应用:通过计算钻井水力参数,可以确定钻井液在井筒中的性能,评估井筒稳定性和泥浆循环能力,并根据计算结果进行钻井工艺设计和井筒优化。
连续油管钻井水力计算(中文版)
弯曲管计算
5576.74 6376.74 层流 0.00770 4038579.29 Pa
1.203
n 1.000 1.000
0.669 0.605 0.507 0.52564
K 0.0010 0.0010
0.0930 0.5110 2.1887 0.8213
直管段 弯管段 弯管层流相关参数psi= 狄恩数的幂phi=
几何尺寸 滚筒直径D = 连续油管外径OD = 连续油管厚度T = 管柱长度L = 滚筒外连续油管长度LOFF=
滚筒上的连续油管长度LON =
连续油管内径ID= 过流面积s=
层流状态下最大直雷管诺计数算 紊流状态下最小雷CR诺E1数= 2749.8732
CRE2= 3549.8732
流态,直管段= 紊流
a Re40.8b
189
154.63(D1/0.0254)5
lon (Qc2/0.2271) 2
Re Re1 Pc4 Pc3
pc Pc3 Re 2 Re 1
(Qc2/0.2271) 2
直管段范宁摩阻系数F1= 0.00640
直管段压力损失P1= 5951212.8 Pa
弯曲管计算 层流状态下最大雷诺数 紊流状态下最小雷C诺RE数3=
CRE4= 流态,弯曲管段=
弯曲管段范宁摩阻系数F2=
弯曲管段压力损失P2=
全部管柱压力损失P3 = 9989792.1 Pa
范宁摩阻系数弯直管段比 bi
Re Re 1 Ps4 Ps3
ps Ps3 Re 2 Re 1
流体流动和压力损失计算表
压力损失
(Pa)
层流
紊流
临界值1
临界值2
插值-f
########### ############ 2828674.11017 ########### ############ 1455857.43602
油气井水力学讲义 钻井水力设计有关的计算公式
钻井水力设计有关的计算公式一.钻柱内压耗钻柱公式 (一)、紊流的计算公式1.一般公式:dLV f P 22ρ=或52232d LQ f P πρ=式中:P - 压耗; f - 范宁阻力系数;ρ - 钻井液密度; Q - 排量 L - 管长; V - 平均流速量; d - 圆管直径。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=+==7/)]ln(75.1[50/]93.3)[ln(n b n a R a f ben 为泥浆流性指数n nn n nn K V d )413(8Re 21+=--ρ 或nnn n n nn K Q d )413(2Re 243572+=----ρπ2.应用公式∑==Ni G iiGp dL Q G P 1123式中: ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+-=+-==⎪⎭⎫⎝⎛+=+-=--==-22543413575222321432143121b nb G b nb G k n n k b bn k nb b k k k aK G b nb b k k ρπN 值可以取4,即地面管汇(立管、软管,方钻杆)、钻杆、钻铤、接头。
(二)、层流的计算公式二.环空内压耗计算公式不同的环空段流态可能不同,需判断流态,分别按紊流和层流计算压耗。
1. 紊流压耗公式 1). 一般公式:p h D D LV f P -=22ρ 或 S D D LQ f P p h )(22-=ρ式中:Dh, Dp —井眼直径,钻柱外径;f, a, b 同上n n n p h n n n K V D D )312()(12Re )2()1(+-=--ρ 或 nnnp h n n Q S D D nn K ----+=221)()312(12Re ρ 2). 应用公式:∑=-=Mi K i K ip i h iK S D D L QK PA 11323)( nbb nb b b n n aK K ⎪⎭⎫⎝⎛+=--31212211ρ; 12+=nb K ; 223+-=b nb K2.层流压耗公式 1). 一般公式:np h p h D D n V n D D KL PA ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-=)()12(44 或 np h ph S D D n Q n D D KLPA ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-=)()12(44 2). 应用公式:∑=+-=Mi n i n i p i h i n S D D L Q K PA 111)( 式中:nn n K K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=)12(441 三.钻头压降及喷嘴当量面积公式222559.513C A Q P b ρ=; 5.022559.513⎥⎦⎤⎢⎣⎡=C P Q A b ρ 式中 Pb —钻头压降,Mpa; Q —排量,I/S; ρ—泥浆密度,(g/cm 3)A —喷嘴总面积,mm 2; C —喷嘴流量系数,一般取0.95-0.96例题胜利油田渤南地区义4-4-13井为长裸眼钻进,即不下技术套管。
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算一、水力参数计算:(p196-199)1、地面管汇压耗:Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1Psur---地面管汇压耗,Mpa(psi);C----地面管汇的摩阻系数;MW----井内钻井液密度,g/cm3(ppg);Q----排量,l/s(gal/min);C1----与单位有关的系数,当采用法定法量单位时,C1=9.818;当采用英制单位时,C1=1;①钻具内钻井液的平均流速:V1=C2×Q/2.448×d2V1-------钻具内钻井液的平均流速,m/s(ft/s);Q-------排量,l/s(gal/min);d-------钻具内径,mm(in);C2------与单位有关的系数。
当采用法定计量单位时,C2=3117采用英制单位时,C2=1。
②钻具内钻井液的临界流速V1c=(1.08×PV+1.08(PV2+12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4V1c -------钻具内钻井液的临界流速,m/s(ft/s);PV----钻井液的塑性粘度,mPa.s(cps);d------钻具内径,mm(in)MW----钻井液密度,g/cm3(ppg);C3、C4------与单位有关的系数。
采用法定计量单位时,C3=0.006193,C4=1.078;采用英制单位时,C3=1、C4=1。
③如果≤V1c,则流态为层流,钻具内的循环压耗为P p=C5×L×YP/225×d+C6×V1×L×PV/1500×d2④如果V1>V1c,则流态为紊流,钻具内的循环压耗为P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L+C7/d4.82P p---钻具内的循环压耗,Mpa(psi);L----某一相同内径的钻具的长度,m(ft);V1-------钻具内钻井液的平均流速,m/s(ft/s);d------钻具内径,mm(in)MW----钻井液密度,g/cm3(ppg);Q-------排量,l/s(gal/min);C3、C6------与单位有关的系数。
钻井各种计算公式
钻井各种计算公式钻头水利参数计算公式:827 21、 钻头压降: P b Q( MPa )24c de2、 冲击力: Fj 1.02 QV(N) 3、 喷射速度: V 0 1273Q(m/s)2d e809.0534、 钻头水功率:N b Q(KW )24c de5、1273 N b(W/mm 2)比水功率: N 比=2D井6、 上返速度: V 返 =1273Q( m/s )22D井D 杆式中:ρ-钻井液密度g/cm 3Q-排量 l/sc -流量系数,无因次,取 0.95~0.98d e -喷嘴当量直径 mmde222d n :每个喷嘴直径 mmd 1 d2dnD 井、D 杆 -井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:25222a b Kaba ba b sin2 Lab式中: ab -A 、B 两点井斜角; a b-A 、B 两点方位角套管强度校核:抗拉:安全系数 m =1.80(油层);1.60~1.80(技套)抗拉安全系数=套管最小抗拉强度 /下部套管重量 ≥1.80抗挤:安全系数: 1.125P挤H 泥' '/P挤≥1.12510查套管抗挤强度PcP c按双轴应力校核:10P ccnH式中:Pcc -拉力为 Tb时的抗拉强度( kg/cm 2) -钻井液密度( g/cm 3)H -计算点深度( m )其中:PccPc22KK3T bTbT b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kgP c :无轴向拉力时套管抗挤强度kg/cm 2K :计算系数 kgK 2AsA :套管截面积 mm 2s:套管平均屈服极限 kg/mm 2不同套管 s如下:J 55 :45.7N80 :63.5P :87.9110地层压力监测:R nlg3.282NT (d c指数 )d c0.0671WRmlgD8.4895 105H 0. 0417d cn10d cnRm(压力系数)Rpd c式中: T –钻时 min/mN –钻盘转数 r/min W -钻压 KND -钻头直径 mmR n -地层水密度 g/cm 3R m -泥浆密度 g/cm 3压漏实验:1、 地层破裂压力梯度: G f1000PLKPa9.8 mH2、 最大允许泥浆密度:max102PLg/cm 3mH为安全,表层以下m 0.06g/cm3max技套以下m 0.12g/cm3max'gHmax3、 最大允许关井套压:PaPRm0.81000式中:P L-漏失压力( MPa ) P R-破裂压力( MPa )m'm ax-原泥浆密度( g/cm 3)H -实验井深( m )-设计最大泥浆密度( g/cm 3)9.8H9.8HP 漏=PLmP 破 PRm10001000井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管 [Pa]=11.5% ×表层套管下深( m )/10MPa技术套管 [Pa]=18.5% ×技术套管下深( m ) /10MPa1000 P地层破裂压力梯度: GRKPa/mRH最大允许关井套压:PaG RH套0.00981maxH套0.8Mpa1000最大允许钻井液密度:'GR- 0.06 (表层 )max9.81'GR -0.12 (技套)max9.81套管在垂直作用下的伸长量 :L 7.854m 2 74L 10式中:-钻井液密度 g/cm 3L -自重下的伸长 mmL -套管原有长度 m套管压缩距 : LL自固钢总E 10LLm式中: L -下缩距 mL自-自由段套管长度 mL固-水泥封固段套管长度 m L总-套管总长 m钢-钢的密度 7.85g/cm3m-钻井液密度 g/cm3E -钢的弹性系数(2.1×106kg/cm 3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式: W加=r 加V原r重-r原r 加r重式中:W加-所需加重剂重量 吨V原-加重前的泥浆体积米 3r原 、 r 重 、 r加-加重前、加重后、加重材料比重g/cm 32、泥浆循环一周时间: TV 井V柱60Q式中: T -泥浆循环一周时间 分V 井、 V 柱 -井眼容积、钻柱体积升Q -泥浆泵排量升/秒3、井底温度计算公式: TT 0H168式中: T 、 T 0 -井底、井口循环温度oCH -井深米4、配制泥浆所需粘土和水量计算:粘土量W 土= r泥V 泥r 泥-r 水r 土r水水量Q水=V泥-W土r土式中: W 土 -所需粘土的重量吨V 泥 -所需泥浆量米3r 水、 r 土、r 泥 -水、土和泥浆的比重 g/cm3Q 水 -所需水量米35、降低比重所需加水量:Q水=V 原 r原r稀 r水r稀r水式中: Q 水-所需水量米 3V 原-原泥浆体积米 3r 原、 r 稀、r 水-原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g/cm3。
钻井水力参数的计算
提示:黄色区为需要填入数据的部分,蓝色区为自动计算的结果!
所钻井眼的直径 mm 地面管汇磨阻系数 Φ3 216 0.44 8 108.62 76.2 0 39.6875 3.96875 1237.078 0.373028 9.967158 20.13405 钻杆长度(m) 加重钻具长度(m) 钻铤长度(m) 地面管汇的压耗 0.536648282 钻具内的循环总压耗 #DIV/0! 环空的循环总压耗 0.447703567 钻头压降 0.372937151 动力钻具的压耗 0
4 54.78734 迟到时间Tt(min) 4.319621 粒子的剪切速率Ypp(sec-1) 0.117186 套管内岩屑运移效率Et%(井眼净化能力) 0.97573 裸眼内岩屑运移效率Et%(岩屑输送比) 26.15037232 23094.03401 0.846679081 0.892776777
钻井水力参数的计算
1、基本数据部分: 上一层套管的内径尺寸 mm 钻井液密度(g/cm ) 泥浆性能的有关参数: 所用钻杆外径(mm) 加重钻具外径(mm) 钻铤外径(mm) 喷嘴1直径(in-mm) 喷嘴2直径(in-mm) 喷嘴3直径(in-mm) 喷嘴4直径(in-mm) 喷嘴5直径(in-mm) 喷嘴6直径(in-mm) 喷嘴7直径(in-mm) 喷嘴8直径(in-mm) 喷嘴流量系数 2、水力参数计算: 地面管汇的压耗Psur 钻杆内的循环压耗Pp 钻铤内的循环压耗Pp (Mpa) (Mpa) (Mpa) 0.536648282 3.487976363 1.561547972 #DIV/0! 0.144791241 0.239500104 0.063412222 0 0.372937151 0 #DIV/0! 15 20 20 20 20 30 0 0 0 15.875 15.875 15.875 15.875 0 0 0 0.95 泵速(冲/分) 缸套尺寸(mm) 缸套冲程(mm) 泥浆泵的上水效率 单冲排量( 升/冲) 排量(l/s) 90 160 305 3
连续管钻井水力参数计算软件公式2
A B C D E F G H I J1 油管层数油管增加的径向长度每层长度总长度弯曲半径r0/Rv管雷诺管f管管内摩阻21 0.0365 260.32260.321.3370.02373.172020310.0061590.5132 0.1059 273.83534.151.4060.02253.172020310.0061300.5343 0.1752 287.34821.491.4750.02153.172020310.0061030.5654 0.2446 300.851122.331.5450.02053.172020310.0060780.5865 0.3139 314.351436.691.6140.01963.172020310.0060550.6176 0.3833 327.861764.551.6830.01883.172020310.0060330.6387 0.4526 341.372105.921.7530.01813.172020310.0060120.6598 0.5220 354.882460.801.8220.01743.172020310.0059930.68109 0.5913 368.392829.181.8910.01683.172020310.0059750.701110 0.6607 381.893211.071.9610.01623.172020310.0059570.721211 0.7300 288.933500.002.030.01563.172020310.0059410.5513 总摩阻6.72A B C D E F G H I J K L14 清水15 套管直径套管壁厚S环空v环空摩阻1摩阻2雷诺环空f环空0.005004直段盘管段15 0.1397 0.012100.00631.5892.041.45679510.004870.0061755.580.05.5817 0.1778 0.016260.01240.8070.320.23586810.005030.0061163.981.955.9318 0.006033 0.06.726.7219 Nreg环空水基泥浆Nreg管20 4.97 3.551580 0.010130.0063954444521 1.55 1.11769 0.020810.0076108.360.08.3622 0.007532 5.972.818.7823 0.007416 0.09.699.691K L M N O P Q R S T1 狄恩数DECT直径DCT厚度TCT内径d筒芯直径TD绝对粗糙度ks相对粗糙度KSNRe1 Q(L/min)2 31548 0.0730.00480.06342.60.0000472440.0007451741015096003 299654 直段长度盘管段长度密度Pn k a b △Pg5 第1种情况3500 清水1006 1 0.001 0.07860.25 0.0246 第2种情况2501000 水基泥浆1180 0.52564 0.8213 0.07300.28990.1047 全盘在滚筒上0 35002A B C D E F1 油管层数油管增加的径向长度每层长度总长度弯曲半径r0/R2 1 B2=$L2/2 C2=2*PI()*31*E2D2=C2E2=$O$2/2+$L$2/2F2=$N$2/2/E23 2 B3=B2+$L$2*0.95C3=2*PI()*31*E3D3=C3+D2E3=E2+$L$2*0.95F3=$N$2/2/E34 3 B4=B3+$L$2*0.95C4=2*PI()*31*E4D4=C4+D3E4=E3+$L$2*0.95F4=$N$2/2/E43G H I J1 v管雷诺管f管管内摩阻2 G2=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H2=$O$5*$N$2*$G2/$Q$5I2=$I$15+(0.0075*(F2)^0.5)J2=C2*$O$5*G2*G2*I2*2/$N$2/10000003 G3=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H3=$O$5*$N$2*$G3/$Q$5I3=$I$15+(0.0075*(F3)^0.5)J3=C3*$O$5*G3*G3*I3*2/$N$2/10000004G4=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H4=$O$5*$N$2*$G4/$Q$5I4=$I$15+(0.0075*(F4)^0.5)J4=C4*$O$5*G4*G4*I4*2/$N$2/1000000 45N1 CT内径d2 N2 =$L$2-2*$M$26Q R1 相对粗糙度KS NRe12 Q2=$P$2/$N$2 R2=59.7/(2*Q2)^(8/7)7R S T 4 a b △Pg5 R5=(LOG10(P5)+3.93)/50 S5=(1.75-LOG10(P5))/7T5=0.0003767*($O5/1000)^0.8*($Q5*1000)^0.2*($S$2/60)^1.86 R6=(LOG10(P6)+3.93)/50 S6=(1.75-LOG10(P6))/7T6=0.0003767*($O6/1000)^0.8*($Q6*1000)^0.2*($S$2/60)^1.88 K1 狄恩数DE2 K2=H2*($N$2/2/1.3)^0.53 K3=H3*($N$2/2/1.441)^0.5C D E15 S环空v环空摩阻116 C16=PI()*(($A16-2*$B16)^2-$L$2^2)/4 D16=36/3600/$C16E16=2*$H$16*$L$5*$O$5*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000017 C17=PI()*(($A17-2*$B17)^2-$L$2^2)/4 D17=36/3600/$C17E17=2*$H$17*$L$5*$O$5*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/10000009E20 E20=2*$H20*$L$5*$O$6*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000021 E21=2*$H21*$L$5*$O$6*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/100000010F15 摩阻216 F16 =2*$H$16*$L$6*$O$5*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000017 F17=2*$H$17*$L$6*$O$5*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/1000000181920 F20=2*$H20*$L$6*$O$6*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000021 F21=2*$H21*$L$6*$O$6*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/100000011G19 Nreg环空20 G20=($O$6*$D16^(2-$P$6)*($A16-2*$B16-$L$2)^$P$6/($Q$6*12^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$621 G21=($O$6*$D17^(2-$P$6)*($A17-2*$B17-$L$2)^$P$6/($Q$6*12^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$612G15 雷诺环空16 G16=$O$5*($A16-2*$B16-$L$2)*$D16/$Q$517 G17=$O$5*($A17-2*$B17-$L$2)*$D17/$Q$513H15 f环空16 H16=(1/(2*(1.8*LOG10($G16)-1.53)))^217 H17 =(1/(2*(1.8*LOG10($G17)-1.53)))^215H20 H20=16/G2021 H21=16/G2115I14 清水15 I15=(1/(2*((-2)*LOG10($Q$2/3.7065-(5.0452/H2)*LOG10($Q$2^1.1098/2.8257+(7.149/H2)^0.8961)))))^216I16 I16=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.3)^0.5)17 I17=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.441)^0.5)18 I18=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.683)^0.5)19 水基泥浆20 I20=$R$6/$J$20^$S$621 I21=1.06*$R$6*($N$2/2/1.3)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)22 I22=1.06*$R$6*($N$2/2/1.441)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)23 I23 =1.06*$R$6*($N$2/2/1.683)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)J15 直段16 J16=2*$I$15*$L5*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000017 J17=2*$I$15*$L6*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000018 J18=2*$I$15*$L7*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000019 Nreg管20 J20=($O$6*$G$2^(2-$P$6)*$N$2^$P$6/($Q$6*8^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$621 J21=2*$I$20*$L5*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000022 J22=2*$I$20*$L6*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000023 J23=2*$I$20*$L7*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000018K L15 盘管段16 K16=2*$I16*$M5*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L16=J16+K1617 K17=2*$I17*$M6*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L17=J17+K1718 K18=2*$I18*$M7*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L18=J18+K18192021 K21=2*$I21*$M5*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L21=J21+K2122 K22=2*$I22*$M6*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L22=J22+K2223 K23=2*$I23*$M7*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L23=J23+K23()Re18/759.72Nε=1.10980.8961Re Re1 5.04527.1492lg[lg(())]3.7065 2.82572SLN N fεε=--+22fL vP fdρ∆=eRdNρνμ=214318nn nReg nnnd vNkρ--⎛⎫⎪+⎝⎭=0.10.81.06CL bRegrafN R⎛⎫= ⎪⎝⎭2CT 1431-12n n nRegn n n d d v N k ρ--⎛⎫ ⎪+⎝⎭=外套内)(0.100.81.06CLb Reg r a f N R ⎛⎫= ⎪⎝⎭11.8lg 1.532Re SLN f =-。
连续油管钻井水力参数理论计算
连续油管钻井水力计算实例分析一、计算原始参数CT 规格:"7873 4.8(20.188")3500mm m φ⨯⨯⨯,级别CT80。
滚筒尺寸(底径x 内宽x 轮缘):260024504200mm φφ⨯⨯采用老井加深工艺,原井筒1500m (5-1/2”和7”套管)加深钻井1000m 和2000m ,参考大量实例,钻头采用4-3/4”和6-1/8’牙轮钻头或PDC 钻头,螺杆马达采用3-3/4”和4-3/4”规格。
钻井液采用清水和一种水基泥浆(ULTRADRIL 钻井液),其流体参数为: ρl =1180kg/m 3,n=0.52564,k=0.8213Pa.s n ,粘度为45.5mPa.s 。
二、泵压计算P P P P P P P =∆+∆+∆+∆+∆+∆泵工具CT 直管汇钻头环空CT 盘(一)管内压降计算模型CT 内流体的摩阻损失通常表示为压力降低的形式,即:22f L v P f dρ∆=中L 和d 分别是管长和管径,v 是管内的平均速度,f 是范宁Fanning 摩擦因子,它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。
(二)清水(牛顿流)介质管内摩阻计算 1.雷诺数计算及狄恩数计算e R d N ρνμ=式中,N Re 为雷诺数,无量纲;ρ为液体密度,kg/m 3;ν为循环介质在管路中的平均流速,m/s ; d 为模拟连续油管内径,m ;μ为牛顿流体的动力粘度,Pa*s ;狄恩数(Dean)是研究弯管流动阻力的基本无量纲数:De N N =其中r 0为连续油管内径,R 为连续油管弯曲半径,N Re 为雷诺数。
2.直管摩阻系数计算模型 (1)层流对于直管,范宁摩阻系数可用如下公式计算: Re16SL f N =(2)紊流对管内单向流摩阻系数公式进行了分析,当不考虑管粗糙度,在紊流光滑区(3*103<De N <3*106),采用Miller 公式:1.8lg 1.53Re N =-对一定的相对粗糙度,雷诺数影响不能忽略。
钻井工程常用计算公式
钻井常用计算公式•、地层压力计算1、静液柱压力(MPa)=P(粘井液密度)*0.00981*H(垂深m)2、压力梯度值(MPa)=p(钻井液密度)*0.009813、单位内容积(r∩3Λn>=7.854*10-5*内径2(Cm)4、单位环空容积(m3∕m)=7.854*10^5*(井径2cm-管柱外径2cm)5、容积(m?)=单位内容积(m3∕m)*长度(m)管柱单位排音量(mVm)=7.854*10^5*(外径2cm内径2cm)6、地层压力(MPa)=钻具静液柱压力+关井立压7、压井钻井液密度(g∕c11p>=(关井立压Mpa/O.00981/11(m))+当前井液P(gcm3)8、初始循环压力=关井立压+底泵速泵压9、终止循环压力=(压力井液p/当前井液p)*低泵速泵压10、溢流长度m;钻井液增量m3/环空单位容积m3∕m11、溢流密度p(g∕cm3)=当前井液P-[(套压MPa-立压Mpa)/(溢流长度m*0.00981)]12、当量循环密度p(g/cm3)-(环空循环压力损失Mpa/O.00981/垂深m)+当前井液P13、当量钻井液P(g4zm3)-总压力Mpa/O.00981/垂深m14、孔隙压力MPa=9.81*Wf(地瓜水平均密度g∕cmυ*H(垂高m)15、上覆岩层压力(Mpa)=(岩石基质重量+流体重量)/面积[9.81*[(卜-。
岩石孔隙度%)*pm岩石基颓密度Hem3+4>*p岩石孔隙中流体密度g/cnP]16、地层破裂压力梯度(Mpa)=Pf(破裂地层压力Mpa)/H(破裂地层垂直深度m>Pf(破裂地层压力Mpa)=Ph(液柱压力Mpa)+P(破裂实验时的立管压力MPa)二、喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算相同直径喷嘴VOU1.2.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)∕n(喷嘴个数)*dc>2(喷嘴直径Cm)不相同直径喷喷Vo=12.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)/de?(喷嘴当量直径Cm)试中:de喷喷当量直径(cm)计算等喷嘴直径de-(根号n喷嘴个数)*d。
常用钻井计算公式
常用钻井计算公式常用钻井计算公式压力梯度(Mpa/m)=0.00981×钻井液密度(g/cm3)钻井液密度(g/cm3)=压力梯度(Mpa/m)/0.00981静液压力(Mpa)=0.00981×钻井液密度(g/cm3)×垂深(m)地层压力(Mpa)=钻柱内静液压力(Mpa)+关井立管压力(Mpa)等效钻井液密度(g/cm3)=102×地层压力(Mpa)/垂深(m)泵的输出排量(l/min)=泵输出(l/冲)×泵速(冲/min)初始循环压力(Mpa)=低泵速循环压力(Mpa)+关井立力(Mpa)终了循环压力(Mpa)=低泵速循环压力(Mpa)×压井液密度/原浆密度压井液密度(g/cm3)= 原浆密度+102×关井立力(Mpa)/垂深(m)关井套压(Mpa)=(钻井液压力梯度-溢流压力梯度)×溢流垂深+关井立压等效循环密度(g/cm3)= 102×环空压耗(摩阻)/垂深(m)+原浆密度溢流高度(m)=井涌量(升)/环空容积(升/m)溢流压力梯度(Mpa/m)=0.00981×钻井液密度-(关井套压-关井立压)/溢流垂深最大允许钻井液密度(g/cm3)= 钻井液密度+102×漏失压力/套管鞋垂深(m)改变泵速的新泵压(Mpa)=旧泵压×(新泵速/旧泵速)2压井后的新安全余量(Mpa)=0.00981×(最大允许钻井液密度-压井密度)×套管鞋垂深(m)加重所需重晶石量(kg/m3)=4200×(压井液密度-原浆密度)/(4.2-压井液密度) 溢流上窜速度(m/h)=立压增量(Mpa/h)/0.00981×钻井液密度干起钻每米压力降(Mpa/m)=0.00981×钻井液密度×钻具排替量×(套管容积-钻具排替量)湿起钻(钻具水眼堵)每米压力降(Mpa/m)=0.00981×钻井液密度×(钻具排替量+钻具内容积)/环空容积起出钻铤液面下降(m)=钻铤长×钻铤排替量/套管容积保持井底压力的放浆量(升)=压力增量×原井涌量(升)/(地层压力-压力增量)开始溢流前起出钻具的最大量(m)=过平衡量×(套管容积-钻具排替量)/(钻井液密度×0.00981×钻具排替量)。
(完整word版)钻井常用计算公式
第四节钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式(一)基础面上的压力nQ+QP 基 =OB4式中: P 基——基础面上的压力,MPa;n——动负荷系数(一般取 1.25~1.40 );Q O——天车台的负荷=天车最大负荷 +天车重量, t;Q B——井架重量, t;(二)土地面上的压力P 地=P 基+W式中: P 地——土地面上的压力,MPa;P 基——基础面上的压力,MPa;W ——基础重量, t(常略不计)。
(三)基础尺寸P 基1、顶面积F1=B 1式中: F1——基础顶面积,cm2;B1——混凝土抗压强度(往常为28.1kg/cm2=0.281MPa)P 地2、底面积F2=B2式中: F2——基础底面积,cm2;B2——土地抗压强度,MPa ;P 地——土地面上的压力,MPa。
3、基础高度式中:H——基础高度,m;cm2;F2、F1 分别为基础的底面积和顶面积,P 基——基础面上的压力, MPa;B3——混凝土抗剪切强度(往常为2=0.351MPa )。
(二)混凝土体积配合比用料计算1、计算公式配合比为1∶ m∶ n=水泥∶砂子∶卵石。
依据经验公式求每1m3混凝土所需的各样资料以下:2、混凝土常用体积配合比及用料量,见表1-69。
表 1-69混凝土常用体积配合比及用料量每立方米混凝每立方米砂子每立方米石子每 1000 公斤水土尼混凝土体积混凝混凝混凝用途配合比水泥砂子石子水泥石子水泥砂子砂子石子土土土kg m3m3kg m3kg m3m3m3m3m3m3 1.坚硬土壤上的井架脚,小基墩井架1∶ 2∶3357442372脚,基墩的上部4分。
2.厚而大的突出基1∶∶ 52766082304墩。
3.支承台、灌溉坑1∶3∶62345042253穴及其余。
4.蒙受很大负荷和1∶1∶258515002750冲击力的小基墩。
5.蒙受负荷不大的1∶4∶81803752188基墩。
二、井身质量计算公式(一)直井井身质量计算1、井斜角全角变化率式中: G ab——丈量点 a 和 b 间井段的井斜全角变化率,(°)/30m;△L ab——丈量点 a 和 b 间的井段长度, m;αa——丈量点a点处的井斜角,°;αb——丈量点b点处的井斜角,°;△Φab——丈量点a和b之间的方向差,△ Φab=Φb-Φa,°。
连续管钻井水力参数计算软件公式
连续管钻井水力参数计算软件公式流体性质几何尺寸密度MW = 1180 kg/m^3 滚筒直径D = 2.54 m流型指数N = 0.52564连续油管外径OD =0.073025 m流变系数K = 0.8213 pa.s^n 连续油管厚度T =0.004776 m管柱长度L = 3500 m流动参数滚筒外连续油管长度LOFF= 2500 m流量Q = 36 m^3/h滚筒上的连续油管长度LON= 1000 m 流速V = 3.160327337 m/s雷诺数RE=4432.993792连续油管内径ID=0.063473 m系数A =0.073013768过流面积s=0.003164229 m^2系数B =0.289901656直管计算弯曲管计算层流状态下最大雷诺数CRE1= 2749.8732 层流状态下最大雷诺数CRE3=5576.74紊流状态下最小雷诺数CRE2= 3549.8732 紊流状态下最小雷诺数CRE4=6376.74流态,直管段= 紊流流态,弯曲管段= 层流直管段范宁摩阻系数F1= 0.00640 弯曲管段范宁摩阻系数F2=0.0077直管段压力损失P1= 5951212.806 Pa 弯曲管段压力损失P2=4038579.29 Pa全部管柱压力损失P3 =9989792.1 Pa 范宁摩阻系数弯直管段比bi 1.203几种典型流体的流变参数流体密度n K。
钻井各种计算公式
钻头水利参数计算公式:1、 钻头压降:P b =2 4(MPa)C de2、冲击力:F j=1.02 Q V 0(N) 3、 喷射速度:VO =1273Q2(m∕s)de34、 钻头水功率:N809.05 T Q(KW)C de5、 比水功率:N 比=1273N b 2 (W/mm 2)D井6、 上返速度:V 返=1273Q2 2(m/s)D 井一 D式中: P —钻井液密度g∕cm 32Q—排量l/sC —流量系数,无因次,取 0.95〜0.98 d e —喷嘴当量直径 mmd e=d ;d :d d r √每个喷嘴直径mmD 井、D 杆一井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:Kab25'LabJ JI2 JI22Narb)申a-φb)sin 2式中:-:a :b — A 、B两点井斜角;a b — A 、B 两点方位角套管强度校核:抗拉:安全系数 m= 1.80 (油层);1.6O 〜1.80 (技套) 抗拉安全系数=套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥ 1.80 抗挤:安全系数:1.125H 、P 挤=10泥查套管抗挤强度P Cp C/p 挤≥ 1∙125按双轴应力校核:式中:P CC —拉力为T b 时的抗拉强度(kg∕cm 2),—钻井液密度(g∕cm 3) T b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kgP C :无轴向拉力时套管抗挤强度kg∕Cm 2K :计算系数kg K =2A ;「sA :套管截面积 mm 2二S :套管平均屈服极限 不同套管匚S 如下: 10p CC2kg/mmJ 55: 45.7N 8O :63.5 P H O :87.9H —计算点深度(m )其中:压漏实验:式中:P L —漏失压力(MPa )PR—破裂压力(MPa )—原泥浆密度(g/cm 3) H —实验井深(m )P—设计最大泥浆密度(g/cm 3)max9∙8 P rTl HP漏—PL10009.8 ' HmP破PR1000地层压力监测:Rn lgdcRm lg'3.282、I NT J '0.0671W 、(d c 指数)4^10!8.489510汁0.04177RP =d enR mdc(压力系数)式中: T -占时 min/mN —占盘转数r/min W —钻压KND —钻头直径mmR n —地层水密度g/cm 3R m -泥浆密度g/cm 31、 地层破裂压力梯度: GTE 竺0且TmHKPa 2、 最大允许泥浆密度:P =P +誌max m Hg/cm 3为安全,表层以下J ■ 0.06 mmaxg∕cm 3 技套以下J '0.12m maxg/cm 33、 最大允许关井套压:IDF m P aJPR -max「gH1000i 0.8井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深(m) /10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深(m) /10 MPa地层破裂压力梯度:1000P R”,G R= ---------P-^ KPa/mG 最大允许关井套压:G R H 套—0.00981 P H套 1 0.8 MPaPa1000 max H套< J最大允许钻井液密度:p' — 0.06 (表层)max 9.81p' =G∆— 0.12 (技套)max9.817 854 - P套管在垂直作用下的伸长量—一^ m L210”式中:P m—钻井液密度g∕cm3也L —自重下的伸长 m L —套管原有长度m式中:L—下缩距mL自—自由段套管长度 mL固一水泥封固段套管长度 m L总一套管总长mP钢—钢的密度7.85g∕cm3Pm—钻井液密度g/cm3 AL=E L⅛'L固P钢套管压缩距E —钢的弹性系数(2.1 × 106kg∕cm3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式: W 加=r加V原r重—r原-加重前的泥浆体积粘土量W 土=r泥V泥r泥—r水水量Qr 泥¥式中:W 土 一所需粘土的重量V 泥-所需泥浆量Q 水一所需水量式中:W 加 -所需加重剂重量2、r 重、r 加—加重前、 加重后、加重材料比重g∕cm 3泥浆循环一周时间:T =V⅛住3、式中:T —泥浆循环一周时间V 井、V 柱一井眼容积、钻柱体积 Q —泥浆泵排量升/秒井底温度计算公式:T=T 0∖H8式中:T 、T o —井底、井口循环温度oCH —井深4、 配制泥浆所需粘土和水量计算:r 水、r 土、 r 泥 —水、土和泥浆的比重g∕cm 35、降低比重所需加水量:Q水=V原!原r稀口r稀_ r水式中:Q水一所需水量米3V原一原泥浆体积米3r原、r稀、r水一原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g∕cm3。
连续管钻井水力参数计算软件公式
流体性质几何尺寸密度MW = 1180 kg/m^3 滚筒直径D = 2.54 m流型指数N = 0.52564连续油管外径OD =0.073025 m流变系数K = 0.8213 pa.s^n 连续油管厚度T =0.004776 m管柱长度L = 3500 m流动参数滚筒外连续油管长度LOFF= 2500 m流量Q = 36 m^3/h滚筒上的连续油管长度LON= 1000 m 流速V = 3.160327337 m/s雷诺数RE=4432.993792连续油管内径ID=0.063473 m系数A =0.073013768过流面积s=0.003164229 m^2系数B =0.289901656直管计算弯曲管计算层流状态下最大雷诺数CRE1= 2749.8732 层流状态下最大雷诺数CRE3=5576.74紊流状态下最小雷诺数CRE2= 3549.8732 紊流状态下最小雷诺数CRE4=6376.74流态,直管段= 紊流流态,弯曲管段= 层流直管段范宁摩阻系数F1= 0.00640 弯曲管段范宁摩阻系数F2=0.0077直管段压力损失P1= 5951212.806 Pa 弯曲管段压力损失P2=4038579.29 Pa全部管柱压力损失P3 =9989792.1 Pa 范宁摩阻系数弯直管段比bi 1.203几种典型流体的流变参数流体密度n K清水1006 1.000 0.0010盐水 1018 1.000 0.0010 单元格颜色模式 水溶液(凝胶)1 1030 0.669 0.0930 绿色= 用户输入值水溶液(凝胶)2 1042 0.605 0.5110 蓝色 = 计算值水溶液(凝胶)310540.507 2.188711800.525640.8213流体流动和压力损失计算表过渡流压力损失(Pa)流量 (m^3/h)层流 紊流临界值1 临界值2插值-f直管段26.040051 30.964283 3353665.832715951212.80631 2828674.110174695625.99035 6756555.5528弯管段 42.064289 46.068147 4038579.28537 2863224.58722 1455857.4360210825082.39628 21167776.7648弯管层流相关参数psi= 4.318574 雷诺数 4433狄恩数的幂phi=(0.055065)狄恩数700.76883直 863.150479 psi 弯 585.7464281 psi110.51324Re 210031phin phin D psi n D -⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭21513022Q/0.2271154.63(/0.0254)Reoff s l P D ρ=()22513022(Q/0.2271)154.63(/0.0254)off b s a l Re P D ρ⎛⎫⎪⎝⎭=2s135113022(Q /0.2271)154.63(/0.0254)Re off s l P D ρ=2s24513022(Q /0.2271)154.63(/0.0254)off b s a l Re P D ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭=()()143321Re Re Re Re s s s s P P p P --=+-()21513022(Q/0.2271)154.63(/0.0254)Reon c psi Des l P D ρ=0.1120.822511.069189(Q/0.2271)154.63(/0.0254)on b c D al D ReP D ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭=2c135133022(Q /0.2271)154.63(/0.0254)Re on c l P D ρ=()0.1212c20.84451(/0.2271)(/0.2271) 1.069189(Q /0.2271)154.63(/0.0254)on bc a D D l Re P D ρ=()()143321Re Re Re Re c c c c P P p P --=+-系号表示步骤1. LON=L-LOFF2, ID=OD-2*T3 S=ID^2*PI()/4 PI=3.1415926544 V=Q/3600/S5RE=(0.124*(Q/0.2271)^(2-N)*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N6 CRE1 =3470-1370*N7 CRE2 =4270-1370*N8 psi=47.969-153.8*N+166.22*N^2-60.132*N^39 phi=0.875*N-0.51510 CRE3 =(4*N/(3*N+1))^N*(2100*psi*(ID/D)^(0.5*phi))^(1/(1-phi))11 CRE4=CRE3+80012 A=(LOG(N)+3.93)/50 LOG(N)= LOG(N)/LOG(10)13 B=(1.75-LOG(N))/7 LOG(N)= LOG(N)/LOG(10)14 F1=A/RE^B15 F2=(1.069*A/RE^(0.8*B))*(ID/D)^0.116 bi=F2/F117 L10=(A/RE^B)*189*LOFF*MW*(Q/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5)18I10=((((0.124*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N)^(-1)*CRE1)^(1/(2-N))) *0.227119 M10=3022*LOFF*MW*(I10/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5*CRE1)20J10=((((0.124*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N)^(-1)*CRE2)^(1/(2-N)) )*0.227121 N10=(A/CRE2^B)*189*LOFF*MW*(J10/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5)22 O10=M10+(RE-CRE1)*(N10-M10)/(CRE2-CRE1)23 K10=3022*LOFF*MW*(Q/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5*RE)24K12=(0.124*(Q/0.2271)^(2-N)*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N25 K13 =K12*(ID/D)^0.526 K11=(psi*K13^phi)*3022*LON*MW*(Q/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5*RE)27L11=(ID/D)^0.1*1.069*A/RE^(0.8*B)*189*LON*MW*(Q/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5)28I11=((((0.124*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N)^(-1)*CRE3)^(1/(2-N))) *0.227129 M11=3022*LON*MW*(I11/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5*CRE3)30 J11=((((0.124*MW/(9.804^N*K*(ID/0.0254)^(4-3*N)))*(N/(1+3*N))^N)^(-1)*CRE4)^(1/(2-N)))*0. 227131N11=((ID/0.0254)*(D/0.0254))^0.1*(1.069*A/CRE4^(0.8*B))*189*LON*MW*(J11/0.2271)^2/(154.63*(ID/0.0254)^5)32 O11=M11+(RE-CRE1)*(N11-M11)/(CRE2-CRE1)33 P1=IF(RE<CRE1,K10,IF(RE>CRE2,L10,O10))IF RE<CRE1 THENP1=K10ELSEIF RE>CRE2 THENP1=L10ELSEP1=O10END IF34 P2 =IF(RE<CRE3,K11,IF(RE>CRE4,L11,O11))IF RE<CRE3 THENP1=K11ELSEIF RE>CRE4 THENP2=L11ELSEP2=O11END IF35 P3 =P1+P2。
钻井水力参数计算
已知:某216mm 井眼,井深3005m ,钻具组合为216mmbit+177.8mmDC(309m ,内径71.44mm)+ +127mmDP(内径108.6mm ,2696m),钻井液密度1.35g/cm 3,Φ600=47,Φ300=32,Φ3=4,泵的排量为34.55l/s ,最大泵压 18MPa ,试设计本井段的水力参数。
流量系数C=0.981.流变参数计算钻杆内流型指数:5546.0)32/47log(322.3)/log(322.3300600==ΦΦ=p n钻杆内稠度系数:)(5146.01022/47511.01022/511.05546.0600nn p Pas K p=⨯=Φ=环空流型指数:4515.0)4/32log(5.0)/log(5.03300==ΦΦ=a n环空稠度系数:9786.0511/511.0511/511.04515.0300=⨯=Φ=an a K2.计算钻柱内压力损失钻杆内分两段,分别是177.8mm 钻铤(309m ,内径71.44mm ),2696mm 钻杆2800米,先分别计算钻柱内水力压力损失。
(1)钻杆内 1)钻杆内流速s m d QV ip /725.3)1086.0(*1415.310*55.34*44232===-π2)计算管内雷诺数5.116935546.0415546.035146.087.21086.01035.14138Re 5546.015546.05546.025546.0312=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=----pp pp n p p p n n pn i n n K V d ρ3)判别流态若n 13703470Re -<,则为层流若n 13704270Re ->,则为紊流若n n 13704260Re 13703470-≤≤-,则为过渡流 2.35105546.013704270137042702.21705546.0137034701370347021=⨯-=-==⨯-=-=p p n C n C由于Re =11693.5>C2,为紊流 4)计算范宁摩阻系数 层流:Re16=f紊流:b a f Re /=过渡流:800Re 1121C C G C a C Gf b -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++= 其中: G=16(钻杆内) G=24(环空中)5093.3log +=n a7log 75.1nb -=n C 137034701-=nC 137042702-=按紊流计算公式,先计算a ,b :07348.05093.35546.0log 5093.3log =+=+=n a 28657.075546.0log 75.17log 75.1=-=-=nb按照紊流摩阻系数计算公式:328657.01001647.55.11693/07348.0Re/-⨯===ba f5)计算钻杆内的压耗)(663.41086.02696725.31035.11001647.52223322MPa d L V f P ip p =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ρ(2)钻铤内压耗计算1)钻铤内流速s m d QV ic /62.8)07144.0(*1415.310*55.34*44232===-π2)计算管内雷诺数2.311485546.0415546.035146.087.20714.0.01035.14138Re 5546.015546.05546.025546.0312=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=----pp pp n p p p n n pn i n n K V d ρ3)判别流态若n 13703470Re -<,则为层流若n 13704270Re ->,则为紊流若n n 13704260Re 13703470-≤≤-,则为过渡流 2.35105546.013704270137042702.21705546.0137034701370347021=⨯-=-==⨯-=-=p p n C n C由于Re =31148.2>C2,为紊流 4)计算范宁摩阻系数 层流:Re16=f紊流:ba f Re /=过渡流:800Re 1121C C G C a C Gf b -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=其中: G=16(钻杆内)G=24(环空中)5093.3log +=n a7log 75.1nb -=n C 137034701-=n C 137042702-=按紊流计算公式,先计算a ,b :07348.05093.35546.0log 5093.3log =+=+=n a 28657.075546.0log 75.17log 75.1=-=-=nb按照紊流摩阻系数计算公式:328657.01078848.32.31148/07348.0Re/-⨯===ba f5)计算钻杆内的压耗)(2857.307144.030962.81035.11078848.32223322MPa d L V f P ic p =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ρ钻具内的总压耗为Pp=Pp1+Pp2=4.663+3.2857=7.95MPa3. 计算环空压力损失环空划分为二段,第一段是216mm 钻头与177.8mm 的钻铤组成的长为309米的流道,第二段为216mm 钻头与127mm 的钻杆组成的长为2696m 的流道。
常用各种钻井计算
常用各种钻井计算一、压井基本数据计算1、关井立管压力P d+P md=P p=P a+P ma关井到压力平稳所需时间与地层渗透性有关。
渗透性良好地层10-15min,致密地层时间较长。
如压力难以平稳,当其上升很缓慢后即可取值。
如钻具装上了回压凡尔,关井后立管表上读不出压力,可在关井条件下,用泵以很小排量想钻柱内缓慢注入泥浆,顶开回压凡尔。
当套压有明显升高时(节流器不能打开),停泵,同时读立管压力。
如读立管压力时套压已上升一个值,则在读的立管压力值上减去套压的增值即为关井立压。
P d=P d’-(P a’-P a)P d’-套压有明显升高停泵前立压P a’-停泵前压P a-关井套压P d-关井立压2、压井泥浆密度ρm1=ρm+102P d/Hρm1-压井用泥浆密度,g/cm3ρm-原浆密度,g/cm3P d-关井立管压力,MPaH-井深,m3、重浆由井口到钻头时间T=HV/(60Q)H-井深(钻柱长),mV-钻柱每米内容积,l/mQ-循环排量,l/m二、井内压力平衡1、压力平衡关系2、波动压力计算三、循环管路压力降循环管路压力降由钻杆内、钻铤内、钻杆外环空和钻铤外环空以及地面管汇各部分压力降组成的。
目前计算管内和环空循环压力降公式很多,不同泥浆流型、流态有各自不同的计算公式。
有些公式十分繁杂,计算不方便,并且各公式在不同地区、不同情况下的准确性不同,下面公式为半经验公式被现场证实为比较可靠而又较简单的计算公式。
1、管内循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P i=0.12 ·Ld4.8P i-管内循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cm2、环空循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P0=0.12 ·L(D h-D p)3(D h+D p)1.8P0-环空循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cmD h-井眼直径,cmD p-钻具直径,cm对于上述两式中塑性粘度η值,如用清水钻进,由于无法测得其塑性粘度,可以用η=3.2代入,近似计算。
连续管钻井水力参数计算软件携沙
AB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T1 ρl (k g/m 3)ρs (k g/m 3)ds (m )液体 粘度μ (p a.s)D 套外 (m m ) t套(mm)D 油外 (m m )t 油 (m m ) S油 (m 2) S 油套 (m 2) 井筒深度(m)井筒 容积 (m 3) 环空 容积 (m 3)Q (L /m in )v 管 (m /s )v 环空(m/s )雷诺 管 雷诺 环空总平均 含砂率 (%)颗粒 范围 (m )21006 2300 0.000250.010 139.7 12.173 4.80.0032 0.00629 3511.049 22.22 600 3.168 1.589 202031 67951 5 0.0001121931006 2300 0.000250.010177.816.373 4.80.00320.012373511.04943.306600 3.1680.88202031 587020.00186833 41180 2300 0.000250.04550.101201012.2(2.65 3.32)0s sC C r r v v e--=R S T U V X Y 7环空沉降末速Vt(m /s) 颗粒群滑移速度Vr(m/s)考虑絮凝(球粒)干扰沉降速度Vts(m/s)非球形颗粒(0.8球粒度)干扰沉降速度Vts(m/s)干扰沉速/自由沉速竖直井筒正冲所需最低流量(L/s)水平井筒正冲所需最低流量(L/s)8 0.0354 0.0310 0.0517 0.0354 1.461 0.446 1.337 清水5-1/2"套管9 0.0354 0.0310 0.0517 0.0354 0.999 0.651 1.95310 0.0011 0.0009 0.0015 0.0011 0.876 2.628 清水7"套管1.280 3.840X Y130.013 0.040 泥浆5-1/2"套管140.019 0.058150.026 0.079 泥浆7"套管160.038 0.115I J1 S油(m2) S油套(m2)2=PI()*((G2-2*H2)/1000)^2/4 =PI()*(((E2-2*F2)/1000)^2-(G2/1000)^2)/43=PI()*((G3-2*H3)/1000)^2/4 =PI()*(((E3-2*F3)/1000)^2-(G3/1000)^2)/4L M1 井筒容积(m3) 环空容积(m3)2 =I2*K2 =J2*K23 =I3*K3 =J3*K3v管(m/s) v环空(m/s) 雷诺管雷诺环空=N2/1000/60/ I2 =N2/1000/60/J2=O2*$A$2*($G$2-2*$H$2)/1000/$D$2=P2*$A2*($E2-2*$F2-$G2)/1000/$D2=N3/1000/60/ I3 =N3/1000/60/J3=O3*$A$2*($G$2-2*$H$2)/1000/$D$2=P3*$A3*($E3-2*$F3-$G3)/1000/$D3颗粒范围(m)=1.225*(D2^2/(A2*(B2-A2)))^(1/3) =20.4*(D2^2/(A2*(B2-A2)))^(1/3) =1105*(D2^2/(A2*(B2-A2)))^(1/3)环空沉降末速Vt(m/s)颗粒群滑移速度Vr(m/s)考虑絮凝(球粒)干扰沉降速度Vts(m/s)非球形颗粒(0.8球粒度)干扰沉降速度Vts(m/s)干扰自由沉速=IF(C2<=$T$2,0.545*C2^2*(B2-A 2)/D2,IF(C2<=$T$3,1.195*C2*(( B2-A2)^2/(D2*A2))^(1/3),IF(C2 <$T$4,5.39*(C2*(B2-A2)/A2)^0. 5,5.39*(C2*(B2-A2)/A2)^0.5))) =R8*EXP(-(2.65*$S$2/100-3.32*K8^2.2))=1/((2/3)*(1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R8=1/((1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*0.8*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R8=T8/R8=IF(C3<=$T$2,0.545*C3^2*(B3-A 3)/D3,IF(C3<=$T$3,1.195*C3*(( B3-A3)^2/(D3*A3))^(1/3),IF(C3 <$T$4,5.39*(C3*(B3-A3)/A3)^0. 5,5.39*(C3*(B3-A3)/A3)^0.5))) =R9*EXP(-(2.65*$S$2/100-3.32*K9^2.2))=1/((2/3)*(1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R9=1/((1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*0.8*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R9=U8/R8=0.688*(B4-A4)*(C4^2)/D4 =R10*EXP(-(2.65*$S$2/100-3.32*K10^2.2))=1/((2/3)*(1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R1=1/((1-$S$2/100)^2*EXP(ABS((-2.5*0.8*$S$2/100)/(1-($S$2/100)*39/64))))*R10竖直井筒正冲所需最低流量(L/s) 水平井筒正冲所需最低流量(L/s)=2*$R$8*$J$2*1000 =6*$R$8*$J$2*1000 清水5-1/2"套管=2*$T$9*$J$2*1000 =6*$T$9*$J$2*1000=2*$R$8*$J$3*1000 =6*$R$8*$J$3*1000 清水7"套管=2*$T$9*$J$3*1000 =6*$T$9*$J$3*1000=2*$R$10*$J$2*1000 =6*$R$10*$J$2*1000 泥浆5-1/2"套管=2*$T$10*$J$2*1000 =6*$T$10*$J$2*1000=2*$R$10*$J$3*1000 =6*$R$10*$J$3*1000 泥浆7"套管=2*$T$10*$J$3*1000 =6*$T$10*$J$3*1000。