钻井技术员手册

钻井技术员手册目录一、计算公式……………………………………………二、固井数据……………………………………………三、钻具数据……………………………………………四、钻杆钻挺规格………………………………………五、钻具浮力系数………………………………………六、螺杆钻具……………………………………………七、工程事故处理………………………………………八、事故处理工具………………………………………九、定向井、取心井………………………………………十、调整井钻井液处理…………………………………十一、钻井液处理剂……………………………………十二、泥浆泵参数………………………………………十三、单位换算…………………………………………一、计算公式1、水力参数常用计算（1）、钻井泵额定水功率Ppr =Pr⨯Q r式中 Ppr——钻井泵额定水功率，KW；Pr——钻井泵额定泵压，Mpa;Qr——钻井泵额定流量，L/S. （2）、钻井泵实发水功率PP =PS⨯Q式中 PP——钻井泵实发水功率，KW；PS——钻井泵工作泵压，Mpa;Q ——钻井泵工作流量，L/S.（3）、钻井泵水功率分配关系PP =Pb+∆Pcr式中 PP——钻井泵实发水功率，KW；Pb——钻头（喷嘴）水功率，KW；∆P cr——循环系统损耗水功率，KW；（4）、钻井泵压力分配关系PS =∆Pb+ ∆Pg+∆PCS式中 PS——钻井泵工作泵压，Mpa;∆P b——钻头（喷嘴）压降，Mpa;∆P g——地面管汇压力损耗，Mpa;∆P CS——循环系统压力损耗，Mpa;∆P CS=∆P pi+∆P ci+∆P pa+∆P ca+∆P g （5）、钻头（喷嘴）压力降∆Pb =kb⨯Q2式中∆P b——钻头（喷嘴）压降，Mpa;Q——钻井液流量，L/S；kb——钻头（喷嘴）压降系数，无因次量。

kb =24. 554JdAρ式中dρ——钻井液密度，g/cm3;AJ——喷嘴截面积，mm2;AJ =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-⨯⨯cssdPPQ24.554ρ5.0式中dρ——钻井液密度，g/cm3;Q ——钻井液流量，L/S ；P S ——钻井泵工作泵压，Mpa;∆P CS ——循环系统压力损耗，Mpa.(6)、地面管汇压力损耗∆P g =k g ⨯Q 8.1式中 ∆P g ——地面管汇压力损耗, Mpa;Q ——流量，L/S ；k g ——地面管汇压力损耗系数；k g =3.767⨯104-⨯ρ8.0d ⨯µ2.0pvµpv (塑性粘度)=600θ -300θ，mp a .s;600θ、300θ分别为旋转粘度计600r/min 、300r/min 的读数，无因次量。

(7)、管内循环压力损耗a 、钻杆内∆P pi =k pi ⨯L p ⨯Q 8.1k pi =7628⨯ρ8.0d ⨯µ2.0pv ⨯8.41pid式中 ∆P pi ——钻杆内循环压力损耗，Mpa;k pi ——钻杆内循环系统压力损耗系数，无因次量； L p ——钻杆长度，m ；Q ——流量，L/S ；d ρ ——钻井液密度，g/cm 3;µpv ——塑性粘度，mp a .s;d pi ——钻杆内径，mm.b 、钻铤内∆P pi =k ci ⨯L c ⨯Q 8.1k ci =7628⨯ρ8.0d ⨯µ2.0pv ⨯8..41cid式中∆Ppi——钻铤内循环压力损耗，Mpa;kci——钻铤内循环系统压力损耗系数，无因次量；Lc——钻铤长度，m；Q ——流量，L/S；dρ——钻井液密度，g/cm3;µpv ——塑性粘度，mpa.s;dci——钻铤内径，mm.(8)管外循环压力损耗a、钻杆外∆Ppa =kpa⨯L p⨯Q8.1Kpa =()()8.132.08.07628phphpvddddd+-⨯⨯μρ式中∆Ppa——钻杆内循环压力损耗，Mpa;kpa——钻杆内循环系统压力损耗系数，无因次量；Lp——钻杆长度，m；Q ——流量，L/S；dρ——钻井液密度，g/cm3;µpv ——塑性粘度，mpa.s;dh——井眼直径，mm.dp——钻杆外径，mm.b、钻铤外∆P ca=k ca⨯L c⨯Q8.1Kpa =()()8.132.08.07628chchprddddd+-⨯⨯μρ式中∆Pca——钻铤内循环压力损耗，Mpa;kca——钻铤内循环系统压力损耗系数，无因次量；L c ——钻铤长度，m ；Q ——流量，L/S ；d ρ ——钻井液密度，g/cm 3;µpv ——塑性粘度，mp a .s;d h ——井眼直径，mm.d c ——钻铤外径，mm.（9）钻头（喷嘴）水功率P b =∆P b ⨯Q式中 P b ——钻头（喷嘴）水功率，KW ；∆P b ——钻井泵实发水功率，KW;Q ——流量，L/S.(10) 射流喷射速度V J =JA Q1000式中 V J ——射流喷射速度,m/S;Q ——流量，L/S;A J ——喷嘴截面积，mm 2。

(11) 射流冲击力F J =d ρ⨯v J ⨯Q式中 F J ——射流冲击力，N ；d ρ ——钻井液密度，g/cm 3;V J ——射流喷射速度,m/S;Q ——流量，L/S.(12)钻头单位面积水功率（比水功率）P bs =bbA P 1000式中 P bs ——钻头单位面积水功率，W/mm 2;P b ——钻头水功率，KW ；A b ——井底面积，mm 2;A b =41πd 2bd b ——钻头直径，mm.(13)钻井泵功率利用率μ =pbp p式中 μ——钻井泵功率利用率，无因次量；P b ——钻头水功率，KW ；P P ——钻井泵实发水功率，KW 。

（14）钻井液环空返速V a =221273pd h d Q -式中 V a —— 钻井液环空返速，m/s;Q ——流量，L/S;d h ——井眼直径，mm;d p ——钻杆外径，mm.2、钻井液常用计算（1）加重剂用量计算公式：w 加 =重加原重原加）（ρρρρρ--V式中：w 加──所需加重剂的重量,t ；加ρ ──加重材料的比重，g/cm 3；原ρ ──加重前钻井液比重，g/cm 3；重ρ ──加重后钻井液比重，g/cm 3；v 原 ──加重前的钻井液体积,m³；（2）钻井液循环一周（从进井口到返出井口）所需时间计算公式：T=16.67⨯Q V V ph -式中：T ──钻井液循环一周的时间,min ；V h ──井眼容积 , m³；V p ──钻柱本体体积, m³；Q ──钻井液泵排量, L/s 。

（3）钻井液上返速度计算公式：V 返 =221274ph d d Q - 式中： V 返返 ──钻井液上返速度 ,m/s ；Q ──钻井液泵排量,L/s ；d h ──井径（钻头直径），mm ；d p ──钻柱外径 ,mm ；（4）井漏速度的计算公式：V 漏 =漏漏t Q式中：V 漏──漏失速度 , m³/h;Q 漏──漏失量 m³;t 漏──漏失时间 h.（5）井底温度计算：T=T 0+168H式中：T ──井底循环温度 °C ；T 0──井口循环温度°C ；H ──井深m.（6）配置钻井液所需粘土和水量计算：粘土量W 土 =水土水土）（ρρρρρ--d d V水量Q 水 =V d 土土ρW式中：W 土──所需粘土的量 kg;V d ──所需钻井液量L ；水ρ──水的密度，g/cm 3;土ρ──土的密度，g/cm 3;d ρ──钻井液密度，g/cm 3;Q 水──所需水量 L.（7）降低钻井液密度时加水量的计算W 水=水稀水稀原原）（ρρρρρ-⨯-⨯V式中：W 水─所需水量，m 3；V 原──原钻井液体积，m 3；原ρ──原钻井液密度，g/cm 3；稀ρ──稀释后钻井液密度，g/cm 3；水ρ──水的密度，g/cm 3.3、固井常用计算注水泥量计算：Q=(V 1+V 2)/V 3Q —注水泥总袋数 V 1—封固段环形容积 V 2—水泥塞容积 V 3—1袋水泥配制的水泥浆体积替钻井液量计算：V=V 1+V 2+……+V iV i =（0.7854d i 2L i ）/106 (m 3)V —替钻井液量 V 1—不同壁厚套管的每米内容积d i 2—同一壁厚套管的内径（mm ） L i —同一壁厚套管的长度（m ）管内注速计算：V z =Qq/(V 1T z ) (m/s)V z —管内注速 Q —注水泥总袋数 q —每袋水泥的配浆体积（升）V 1—每米套管内容积（升） T z —注水泥时间（秒）环空返速计算：V f =Vh/(V h Tt) (m/s)V f —环空返速 V —替钻井液量（m 3） h —封固高度(m)V h —环空容积(m 3) Tt —替钻井液时间(s)水泥计算： Q=321V V V +Q ——水泥总代数V 1——封固段环空V 2——水泥塞容积V 3——1袋水泥配制的水泥浆容积替泥浆计算：V 替=V 1+V 2+………V iV i =1000785.02lid （m 3）V i ——不同壁厚的套管内容积li ——同一壁厚的套管总长注速计算：①、管内注速：V=60⨯V Qq（m/S ）②、管外注速：V 1=601⨯V Qq（m/S ）Q —— 每分钟注灰代数q ——每袋水泥的配浆体积V ——每米套管内容积V 1———每米平均环型容积替速计算：V 替=）替泥浆时间（环形容积）封固高度（替泥浆量S m ⨯⨯（m/S ）4、井控常用计算泥浆比重=井深地层压力10⨯（没有附加）地层压力=立管压力+0.1×密度×井深（关闭环空） 替泥浆泵压=101（H-h ）（γ1-γ2）+0.01L+（8～16）式中：H ——管外水泥柱高度,m;h ——管内水泥塞高度,m;γ1——水泥浆密度 ,g/cm 3;γ2——钻井液密度 , g/cm 3;L ——套管下深,m.压井基本数据计算（一）关井立管压力：PsP s +P d =P p =P a +P ad式中： P s ——关井立管压力，MPa;P d ——钻柱内钻井液压力，MPa; P p ——地层压力，MPa;P a ——关井套管压力，MPa;P ad ——环空内钻井液柱压力，MPa.(二)压井所需钻井液的新比重:1d ρ1d ρ=d ρ+ρ∆ρ∆=H g p s ⨯1000+e ρ或ρ∆=H g pp e s⨯+)(1000式中： 1d ρ——压井所需钻井液新密度，g/cm 3;d ρ──钻柱内钻井液密度，g/cm 3;ρ∆──压井所需钻井液密度增量，g/cm 3; P s ──关井立管压力，MPa;e ρ──安全附加当量钻井液密度(油井0.05-0.10 g/cm 3；气井0.07-0.15g/cm 3)；P e ──附加压力，Mpa ；（油井1.5-3.5；气井3.0-5.0）H ──井深，m 。