固井作业常用公式

固井施工作业常用公式

一、水灰比的确定

设水灰比为λ，水泥浆密度为s ρ g/cm 3,干灰密度为c ρ g/cm 3,则有：

λ=1

--s s c ρρρ 二、1m 3水泥浆所需的干水泥量

设水泥浆密度为s ρ g/cm 3,干灰密度为c ρ g/cm 3

T c =1

)1(--c s c ρρρ （吨） 三、1m 3水泥浆所需的水量 V=1

--c S C ρρρ （m 3） 四、造浆量的计算 V s =

)1()1(100--s c c ρρρ （1/100kg ） 五、水泥浆到达井底压力计算：

设钻井液密度为m ρ（g/cm 3），井垂深深为h （m ）

井底压力P=m ρgh/1000 （Mpa ）

六、井底循环温度计算

（1）已知地温梯度为p （℃/m ），井垂深深为h （m ），循环温度系数为λ（取值在0.6-0.8之间）,地表温度为T S （℃）

井底循环温度T c =（T S +ph ）λ （℃）

（2）已知钻井液出口温度为T o （℃）井垂深深为h （m ）

井底循环温度T c =T o +h/168 （℃）

七、注水泥升温时间计算

已知套管内容积Q （m 2），套管下深h （m ），设计注入水泥浆量L （m 3），注水泥排量为q 1（m 3/min ），替泥浆排量为q 2（m 3/min ）：

（1） 当Qh ＜L ，则升温时间t=1

q Qh （min ） （2） 当Qh ＞L ，则升温时间t=

1q L +2q L Qh -（min ） 八、稠化时间计算

已知套管内容积Q （m 2），套管下深h （m ），设计注入水泥浆量L （m 3），注水泥排量为q 1

（m 3/min ），替泥浆排量为q 2（m 3/min ）

稠化时间t=1q L +1

q Qh +附加安全时间（60-90min ）（min ） 九、失水量的计算

Q 30=2*Q t T 30

式中：Q 30——30min 失水量，ml

Q t ——在时间t 时收集的滤液量，ml

T ——试验结束时的时间，min

十、流变参数计算

流变模式判别： F=100

300100200θθθθ-- 式中：F ——流变模式判别系数，无量纲； 300θ——转速300r/min 时仪器读数

200θ——转速200r/min 时仪器读数

100θ——转速100r/min 时仪器读数

当F=0.5±0.03时选用宾汉流变模式，否则选用幂律流变模式。

宾汉模式 ηp =0.0015（300θ- 100θ）

τ=0.511 300θ-511ηp

式中：ηp ——塑性粘度，Pa.s

τ——动切力，Pa

幂律模式 n=2.092lg （100

300θθ） k=n 511

511.0300θ 式中：n ——流性指数，无量纲；

k ——稠度系数，Pa.s n

十一、 游离液的计算：

FF=%100⨯s f

V V

式中：FF ——游离液占的比例；

V f ——游离液体积 （ml ）

V s ——水泥浆体积 （ml ）

十二、 固井配水用量计算

（1） 固体外加剂

固体用量：W=1000V a λ%

（kg ）

式中 ： a%为固体在干灰中的加量，

λ为水灰比，

V 为配水总量，单位为m 3。

（2） 液体外加剂

液体用量：W=1000l c V w a ρλ

（kg ） 式中： a 为试验加量，单位（ml ）

W c 为试验干灰用量，单位（g ）

λ为水灰比

V 为配水总量，单位为m 3

ρl 为液体密度，单位g/cm 3

十三、 套管内容积计算

已知套管外径D （mm ），壁厚h （mm ）

套管内容积Q=4

π（D-2h ）2（mm 2）

十四、 环空容积计算

已知井径D 1（mm ），套管外径D 2（mm ）

环空容积Q= 4

π（D 12-D 22）（mm 2）

十五、 环空流体所占环空高度

已知注入流体体积为V （m 3），所占环空的环空容积为Q （L/m ）

该流体所占环空高度H=Q

V 1000（m ） 十六、 环空返速及注水泥排量计算

环空返速V=Q

q 60 注水泥排量q=60QV

式中： Q 为环容，单位（L/m ）

q 为注水泥排量，单位（L/min ）

V 为环空返速，单位（m/s ）

十七、 钻井液替量计算

已知套管阻位为H （m ），套管内容为Q （L/m ）

钻井液替量L=QH/1000（m 3）。

十八、 静压差计算

已知钻井液密度为ρm （g/cm 3），注入前置液所占环空高度为H f （m ），密度ρf （g/cm 3），注入水泥浆所占环空高度为H s （m ），密度为ρs （g/cm 3），g 为重力加速度。 则静压差ΔP= （H s （ρs -ρm ）+H f （ρm -ρf ））1000

g （Mpa ）

十九、 井底当量密度计算

已知钻井液密度为ρm （g/cm 3），井垂深H （m ），注入前置液所占环空高度为H f （m ），密度ρf （g/cm 3），注入水泥浆所占环空高度为H s （m ），密度为ρs （g/cm 3），井底流动阻力为ΔP （Mpa ），g 为9.8牛顿/千克。

井底静态当量密度=H H H H H H m

s f s s f f ρρρ）（--++

井底动态态当量密度= gH

P g H H H H H m s f s s f f ∆+--++1000））（（ρρρ 二十、 平衡前置液所用重浆计算

已知钻井液密度为ρm （g/cm 3），重浆密度为ρh （g/cm 3），重浆所占环空的环容为Q （L/m ），注入前置液所占环空高度为H f （m ），密度ρf （g/cm 3）

平衡所需重浆量L=Q H m h f m f ）

（）（ρρρρ--1000（m 3） 二十一、水泥浆失重时，全井平衡所需重浆计算

已知钻井液密度为ρm （g/cm 3），重浆密度为ρh （g/cm 3），重浆所占环空的环容为Q （L/m ），注入水泥浆所占环空高度为H s （m ），密度ρs （g/cm 3）

全井平衡所需重浆量L= Q H m h m s ）

（）（ρρρ--11000（m 3） 二十二、起压替量计算

已知套管内容为Q i （L/m ），总替量为Q （m 3），裸眼平均环容Q a （L/m ），钻井液密度为ρm （g/cm 3），注入水泥浆量为L s （m 3），水泥浆密度为ρs （g/cm 3）

起压替量Q t =Q-a

i i S Q Q Q L +⋅ 1、动态起压时间计算：

设管内外压力平衡时，管内泥浆液柱高度为H im

则：