固井作业常用公式

固井施工作业常用公式

一、水灰比确实定

设水灰比为λ，水泥浆密度为s ρg/cm 3,干灰密度为c ρg/cm 3,那么有：

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 ρg/cm 3,干灰密度为c ρg/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〕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〕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

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 ，那么升温时间t=1

q Qh 〔min 〕 （2） 当Qh ＞L ，那么升温时间t=

1q L +2q L Qh -〔min 〕 八、稠化时间计算

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 +附加平安时间〔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 ——试验完毕时的时间，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，否那么选用幂律流变模式。

宾汉模式 ηp =0.0015〔300θ-100θ〕

τ=0.511300θ-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

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

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

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

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

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。 那么静压差ΔP= 〔H s 〔ρs -ρm 〕+H f 〔ρm -ρf 〕〕1000

g 〔Mpa 〕

十九、 井底当量密度计算

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

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

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

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

那么：