钻井液现场有关计算

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钻井液流变参数的计算及应用

钻井液流变参数(塑性粘度,动切力,静切力,n,k)的测量与计算钻井液的流变参数与钻井工程有着密切的关系，是钻井液重要性能之一。

因此，在钻井过程中必须对其流变性进行测量和调整，以满足钻井的需要。

钻井液的流变参数主要包括塑性粘度、漏斗粘度、表观粘度、动切力和静切力、流性指数、稠度系数等。

一、旋转粘度计的构造及工作原理旋转粘度计是目前现场中广泛使用的测量钻井液流变性的仪器。

它由电动机、恒速装置、变速装置、测量装置和支架箱体等五部分组成。

恒速装置和变速装置合称旋转部分。

在旋转部件上固定一个能旋转的外筒。

测量装置由测量弹簧、刻度盘和内筒组成。

内筒通过扭簧固定在机体上、扭簧上附有刻度盘，如图4—1所示。

通常将外筒称为转子，内筒称为悬锤。

测定时，内筒和外筒同时浸没在钻井液中，它们是同心圆筒，环隙1mm左右。

当外筒以某一恒速旋转时，它就带动环隙里的钻井液旋转。

由于钻井液的粘滞性，使与扭簧连接在一起的内筒转动一个角度。

根据牛顿内摩擦定律，转动角度的大小与钻井液的粘度成正比，于是，钻井液粘度的测量就转变为内筒转角的测量。

转角的大小可从刻度盘上直接读出，所以这种粘度计又称为直读式旋转粘度计。

转子和悬锤的特定几何结构决定了旋转粘度计转子的剪切速率与其转速之间的关系。

按照范氏仪器公司设计的转子、悬锤组合(两者的间隙为1．17mm)，转子转速与剪切速率的关系为：1 r/min＝1.703s-1（4－1）旋转粘度计的刻度盘读数θ (θ为圆周上的度数，不考虑单位)与剪切应力τ(单位为Pa)成正比。

当设计的扭簧系数为3.87×10-5时，两者之间的关系可表示为：τ＝0.511θ (４-2)旋转粘度计有两速型和多速型两种。

两速型旋转粘度计用600 r／min和300 r／min这两种固定的转速测量钻井液的剪切应力，它们分别相当于1022s-1和511s-1的剪切速率(由式4-1计算而得)。

但是，仅在以上两个剪切速率下测量剪切应力具有一定的局限性，因为所测得的参数不能反映钻井液在环形空间剪切速率范围内的流变性能。

钻井液性能现场测试方法

钻井液性能现场测试方法一.钻井液密度仪器:钻井液密度计操作步骤1将底座放在水平面上2将样品注入洁净的样品杯中,盖上杯盖并确保有钻井液从小孔冒出,压紧杯盖.3冲洗或擦干净杯外部4将臂梁上的刀口放在底座的刀垫上,移动游码使之平衡5从样品杯一侧读取刻度值6记录7清洗密度计样品杯二.马氏漏斗粘度仪器: 马氏漏斗带刻度泥浆杯秒表操作步骤1清洁漏斗和泥浆杯2用手指堵住漏斗的出口管,将样品注入直立的漏斗内,达到筛网底部为止(应有1500毫升)3移开手指并按下秒表,测量钻井液流入杯中达到1夸脱或1升的刻度线所用时间4记录以秒为单位的马氏漏斗粘度三.钻井液的表观粘度,塑性粘度,屈服值和静切力仪器:直读式旋转粘度计秒表操作步骤1将泥浆样品注入样品杯中,使粘度计的转筒侵入到钻井液中时液面刚好达到外筒刻度线2使外筒以600RPM的转速旋转,读取记录表盘上恒定的刻度值,记为Ф600.3将转速该为300RPM,读取记录为Ф300.4将转速改为600转,转动10秒以上,后静止10秒,立即开启仪器使其以3转速转动,读取开始转动时的最大值,记为G10” .5再以600转速转动10秒以上,后静止10分钟,立即开启仪器使外筒以3转速旋转,读取开始旋转时指针最大值,记为G10’.6测量完毕后及时清洗内外转筒并擦干净.计算A表观粘度:A V(cp)= Ф600/2 B塑性粘度:PV(cp)= Ф600-Ф300C屈服值:YP(lb/100ft2)= Ф300-PV D 初切力: G10” (lb/100ft2)E终切力: G10’.(lb/100ft2)四.钻井液室温中压滤失量(API失量量)仪器:API失水仪滤纸秒表带刻度量筒钢板尺压力源操作步骤1确保各部件清洁干燥,密封垫圈未变形或损坏2 将样品注入过滤杯中,液面距杯子密封端约1厘米,放好滤纸,盖上过滤盖压紧.3 在过滤杯排出管下面放好量筒以便接收滤液4 迅速加压,并释放压力到杯中,当第一滴滤液开始出现时,按动秒表记录时间,在7.5分钟或30分钟记录滤液体积(2倍7.5分的体积也为此次滤液体积)5 保留所得滤液,以备后用6 释放杯中压力,小心拆开杯盖,倒掉泥浆,取出滤纸,小心用缓慢的水流冲去滤饼表面泥浆,用钢板尺测量滤饼厚度,精确到1毫米.五.钻井液高温高压滤失量仪器:高温高压失水仪滤液接收器压力源过滤介质计时器温度计量筒高速搅拌器钢板尺(一)实验温度低于150度的操作步骤1将温度计插入加热套,预热到所需实验温度高6度,保持恒温;2将高速搅拌10分钟后的钻井液注入过滤杯中,液面距顶部13毫米,装上滤纸;3安装好过滤杯并关紧上下阀杆,放入加热套内,插上温度计;4将滤液接收器连接到过滤杯底部阀杆上并锁好.将可调节压力的调压器连接压力源并安装到上部阀杆上,锁好.4 在上下阀杆关紧后分别调节上下压力调节器到100PSI(690 千帕).打开上部阀杆,将压力释放到过滤杯内.维持此压力到达所需温度,保持此温度恒定;5温度达到后,将顶部压力增加到600PSI,并同时打开底部阀杆开始收集滤液,计时开始,在保持实验温度在正负3度范围内,收集滤液30分钟.如果测定中,接受器的回压器超过100PSI,可小心地从滤液接受器中排除一部分滤液,使压力降到100PSI.;6记录滤液体积,实验温度,压力和时间;7 实验完后,关紧上下阀杆,压力调节器释放压力;8 在确保上下阀杆关闭的情况下,拆除滤液接收器和压力调节器,设法使过滤器杯冷却至室温,保持过滤杯垂直向上,小心打开阀杆,释放出杯内的压力(不能对身体),然后打开杯盖,倒掉钻井液,取出滤饼,用缓慢水流冲洗滤饼表面疏松物质,用钢板尺测量滤饼厚度.最后清洗过滤杯各个部件.计算和记录: 滤失量:HTHP FL(毫升)=2*(滤液体积/30分钟)滤饼厚度(毫米)=钢板尺测量值六.钻井液的PH值试剂: PH广泛试纸和精密PH试纸操作步骤1 取一条PH试纸放进待测样品表面,当液体侵透PH试纸时(30秒内)取出试纸;2 与色标进行比较,确定颜色相同的色标,读取其代表的PH值;3 如果广泛PH试纸颜色不好识别,可用近似范围的精密PH试纸进行测定.七.钻井液水,油和固相含量仪器:蒸馏仪带刻度量筒钢丝毛试管刷专用刮刀操作步骤1 将除去了堵漏材料和大的钻屑的样品注入蒸馏杯;2 在蒸馏杯上部蒸馏室里填充适量钢丝毛;3 小心盖上蒸馏杯盖,后按装到蒸馏器上,进行加热,并在下部排出管下面放置接收冷凝器的量筒,直到无冷凝液滴出后10分钟停止加热;4 冷却到室温后,读取水和油的体积,最后清洁蒸馏仪.计算钻井液含水量Vw(%)=100*(蒸馏出水体积,毫升)/样品体积,毫升钻井液含油量V o(%)=100*(蒸馏出油体积,毫升)/样品体积,毫升钻井液固相含量Vs (%)=100-(Vw+V o)八.钻井液含砂量仪器含砂量测定仪操作步骤1 将样品注入玻璃测定管内到”泥浆”标记处,再加水到另一标记处;2 用拇指堵住管口激烈震荡,将上层稀液倒入200目小筛上,滤出液体,再给玻璃管里加水,冲洗出管里固体颗粒并倒入小筛里,反复直到管内干净为止;3 用水冲洗筛里砂子以出去残留的钻井液;4 将筛子反转套在漏斗上,用小流水冲洗筛子使砂子冲入玻璃测量管中;5 静置测量管,使砂子沉降,从玻璃测量管刻度读出砂子的体积百分数.九.钻井液搬土含量仪器烧杯移液管电炉玻璃棒滤纸操作步骤 1 取一毫升钻井液加10毫升蒸馏水+10毫升3%的双氧水+0.5毫升5N硫酸;2 微沸10分钟(不要蒸干) ,视烧杯大小加适量蒸馏水;3 用亚甲基蓝溶液滴定,每次加0.5毫升摇荡30秒;4 用玻璃棒点滴直到发现边缘出现蓝色环,再加0.5毫升点滴检验,仍然出现蓝色环为止;5 记录检验前所用亚甲基蓝溶液体积.计算搬土含量=14.25*所用亚甲基蓝溶液体积十.氯离子含量操作步骤1 取一毫升滤液,加5~10毫升蒸馏水;2滴加4~6滴铬酸钾试剂3 滴加几滴酚酞;(有时不加)4 用移液管取硝酸银进行滴定,直到黄色刚好变为橙红色并在30秒不消失为止. 计算氯离子含量=10000X(所用硝酸银体积,毫升)十一.钙离子含量操作步骤1取一毫升滤液,加5~10毫升蒸馏水;2 滴加几滴缓释剂,加一毫升NaOH溶液；3 加适量钙试剂；4 用EDTA溶液滴定至到红色刚变为蓝色，并不在消失。

现场地层压力计算

六、地层压力计算1、地层孔隙压力与压力梯度(1)地层孔隙压力式中,P p—-地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MＰａ;ρf-—地层流体密度,g/cｍ3;g—-重力加速度,9、81ｍ/s2;H—-该点到水平面得重直高度(或等于静液柱高度),ｍ、在陆上井中,H为目得层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度ρm,则,式中,p h——静液柱压力,MＰa;ρm—-钻井液密度,ｇ／cｍ3;H-—目得层深度,m;ｇ——重力加速度,9.81m/s2。

在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为0、6～3、3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计。

(２)地层孔隙压力梯度式中Ｇp—-地层孔隙压力梯度,ＭPa/m、其它单位同上式。

２、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度(１)上覆岩层压力式中 P o-—上覆岩层压力,ＭPa;Ｈ-—目得层深度,m;Φ——岩石孔隙度,%;ρ——岩层孔隙流体密度,g／cｍ３;ρｍ—-岩石骨架密度,ｇ/cm3。

(2)上覆岩层压力梯度式中,G o--上覆岩层压力梯度,ＭPａ/ｍ;P o——上覆岩层压力,MPａ;H——深度(高度),m。

(3)压力间关系式中,Pｏ-—上覆岩层压力,ＭＰa;P p—-地层孔隙压力,MPa;σｚ--有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直得骨架应力),MPａ。

3、地层破裂压力与压力梯度(1)地层破裂压力(伊顿法)式中, Pｆ-—地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时得井内流体压力),MPa;μ——地层得泊松比;σz—-有效上覆岩层压力,MPａ;P p——地层孔隙压力,MPa。

或式中,P f——地层破裂压力。

ＭPa;Pｈ——液柱压力,MPa;P试——试验时地层破裂时得立管压力,MＰa。

(２)破裂压力当量密度式中,ρf-—破裂压力当量密度,g/cm3;ρm——试验时所用钻井液密度,g/cm３;ＰL—-试验时地层漏失压力,ＭPａ;H——裸眼段中点井深,ｍ。

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：A V=1/2×∮600式中：A V——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：A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）塑性粘度：PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值：YP=0.4788×（∮300－PV）=0.4788×（20－15）=2.39（Pa）答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。

4、流性指数（n值）公式：n= 3.322×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：k= 0.4788×∮300/511n式中：k ——稠度系数，单位（Pa.S 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：n=3.32×lg（∮600/∮300）=3.32×lg（30/18）=0.74K=0.4788×∮300/511n=0.4788×18/5110.74=0.085（Pa.s0.74）答：流性指数是0.74 。

稠度系数为0.085Pa.s0.74。

钻井液基本知识

钻井液基本知识钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。

2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。

3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。

4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。

6、利用钻井液进行地质、气测录井。

钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。

一、钻井液密度1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。

现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。

2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中:P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。

3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。

钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。

造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。

二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。

钻井液流变参数计算方法及现场应用软件开发

２０８期
钻井液流变参数计算方法及现场应用软件开发
张辉，樊洪海，逢淑君
（中国石油大学＜北京＞石油工程教育部重点实验室，京１２４）北０２９摘要：井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提。针对目前比钻较常用的４种钻井液流变模式，分析了流变参数的常规计算方法及回归分析计算流变参数的方法；利
中图分类号：Ｅ５文献标识码：文章编号：Ｏ４７６２Ｏ）２Ｏ７一ＯＴ２４Ｂ１Ｏ —５１（Ｏ８Ｏ一Ｏ２３
钻井液是钻井工程的血液，钻井过程中，在钻井液的流变性影响钻速、压、量、屑的携带与悬浮及固泵排岩井质量等，直接关系到钻井安全和成本，因此，制钻井控
一
编制了计算钻井液各种流变模式的流变参数程序，具体框图如图１所示。只要输人实际测得的一组参数，程序会自动地依次对四种参数方程回归计算，并求得各方程的相关系数，通过比较相关系数，就能优选出合适的流
变方程。
采用实际测量的泥浆的流变参数作为参照标准，可比较各种流变模式的模拟效果。取粘度计的所有六种
用回归分析的数学方法，４对种流变模式下流变参数进行了数据处理并开发了计算机软件，通过计算机软件计算流变参数及其相关系，出各流变模式的流变曲线，而实现流变模式优选，数输从最后应用Ｄ０Ｎ２４井钻井液数据进行了实例验证。关键词：钻井液；流变模式；流变参数；回归分析；计算软件

筛面钻井液重量估算

筛面钻井液重量估算一、引言钻井液是钻井过程中不可或缺的介质，它能够冷却钻头、输送岩屑、维持井壁稳定等。

在钻井工程中，对筛面钻井液的重量进行准确估算，对于保证钻井作业的顺利进行具有重要意义。

本文将介绍筛面钻井液重量估算的方法及其实用性。

二、筛面钻井液重量估算方法1.参数定义在进行筛面钻井液重量估算前，需要明确以下几个参数：（1）钻井液密度：ρ（单位：g/cm）；（2）筛孔面积：A（单位：cm）；（3）筛孔尺寸：d（单位：mm）；（4）钻井液粘度：μ（单位：Pa·s）；（5）钻井液流量：Q（单位：m/h）。

2.公式推导根据钻井液在筛面上的流动原理，可得到筛面钻井液重量的估算公式：G = ρ * A * d * μ * Q其中，G为筛面钻井液重量（单位：kg）；ρ为钻井液密度（单位：g/cm）；A为筛孔面积（单位：cm）；d为筛孔尺寸（单位：mm）；μ为钻井液粘度（单位：Pa·s）；Q为钻井液流量（单位：m/h）。

3.实例分析以下为一个实例，以某钻井工程为例，对筛面钻井液重量进行估算：已知参数：ρ= 1.2 g/cm；A = 100 cm；d = 4 mm；μ= 0.02 Pa·s；Q = 20 m/h。

代入公式，计算得：G = 1.2 * 100 * 4 * 0.02 * 20 = 1.2 * 100 * 0.8 = 96 kg因此，该钻井工程中筛面钻井液的重量约为96 kg。

三、筛面钻井液重量估算的实用性1.工程应用筛面钻井液重量估算公式在钻井工程中具有广泛的应用，如：（1）设计钻井液配方，优化钻井液性能；（2）确定钻井液泵送设备的规格和数量；（3）制定钻井作业计划，确保钻井作业顺利进行。

2.经济效益准确估算筛面钻井液重量，有助于：（1）避免因钻井液重量不足而导致钻井作业中断；（2）减少钻井液材料的浪费，降低钻井成本；（3）确保钻井设备的安全运行，延长设备使用寿命。

四、结论筛面钻井液重量估算在钻井工程中具有重要意义。

(技术规范标准)中国石油天然气集团公司钻井液技术规范

中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。

为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。

第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。

第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。

第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。

2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。

主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。

第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。

第二节钻井液体系选择第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。

第七条不同地层钻井液类型选择1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。

油气上窜速度的现场计算

油气上窜速度的现场计算油气上窜速度当井眼空井静止时,由于钻井液液柱压力小于地层流体压力,以及两者之间存在密度差的原因,导致地层内流体(油气) 进入井眼,产生向井口方向的运移,其上升的速度,称为油气上窜速度。

公式表示如下:s t H v 1式中 V ———油(气) 上窜速度,m/ h ; H 1 ———油(气) 在静止t s 时间后上升的高度,m ; t s ———钻井静止时间,h 。

1、迟到时间法迟到时间法计算油气上窜速度的理论计算公式为:V 上窜= { H 油层- [ H 钻头( T 见- T 开) / T 迟]}/T 静式中：V 上窜———油气上窜速度,米/ 小时;H 油层———油气层显示井深,米;H 钻头———循环泥浆时钻头所在的井深,米;T 迟———钻头所在井深的迟到时间,分;T 见———见到油气显示的时间,日、时、分;T 开———钻头下到H 钻头时循环泥浆开泵时间,日、时、分; T 静———上回次停泵时间至本回次开泵时间,小时。

显然,上述理论计算公式是根据迟到时间这一关键参数来计算的。

但在实际作业时,由于泵排量的不稳定性,有时,泵排量甚至会成倍的增长或减少,从而使得T迟也成一变量,所以在实际中,上述理论计算所得的上窜速度的误差较大。

根据这一实际现象,我们就利用一般录井仪都能检测到的累计泵冲数这一参数来将上面的理论计算公式加以修正。

2 、累计泵冲数法其计算公式为:V上窜= (H油层- H1) / T静= (H油层- 17. 4S1/ 23.6) / T静或V上窜= (17. 4/ 23. 6) ×(S0 - S1) / T静式中,V上窜、H油层、T静解释同上;H1 ———测量时油气层已上窜所至的井深,米;S0 ———正循环时自油气层返上至井口的累计泵冲数,冲;S1 ———正循环测上窜速度时,见到油气显示时的累计泵冲数,冲; 17. 4 ———每冲泵排量,升/ 冲;23. 6 ———9-5/ 8”套管与5”钻杆间的环空容积,升/ 米。

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=1/2×35=17.5（mPa.s）塑性粘度：PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值：YP=0.4788×（∮ 300－PV）=0.4788×（20－15）=2.39（Pa）答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。

4、流性指数（n值）公式：n= 3.322×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：k= 0.4788×∮300/511n式中：k ——稠度系数，单位（Pa.S 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： n=3.32×lg（∮600/∮300）=3.32×lg（30/18）=0.74K=0.4788×∮300/511n=0.4788×18/5110.74=0.085（Pa.s0.74）答：流性指数是0.74 。

稠度系数为0.085Pa.s0.74。

压井计算公式

井控公式1.静液压力：P=ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m;例:井深3000米,钻井液密度1.3 g/cm3,求：井底静液压力;解：P=3000= MPa2,压力梯度： G=P/H=ρ kPa/m =ρMPa；例：井深3600米处,密度1.5 g/cm3,计算井内静液压力梯度;解：G===kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =ρ破密度－ρm MPa H—地层破裂压力试验层套管鞋垂深,m;Ρm—井内密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米,压力当量密度1.71 g/cm3,求：最大允许关井套压解; Pamax =－1067= MPa4.压井时极限关井套压 Pamax =ρ破密度－ρ压 MPa Ρ压—压井密度 g/cm3 例题略5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量溢流,m3；Va—溢流所在位置井眼环空容积,m3/m;6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- Pa-Pd/ hw g/cm3；ρm—当前井内泥浆密度,g/cm3；Pa —关井套压,MPa；Pd —关井立压,MPa;如果ρw在～0.36g/cm3之间,则为天然气溢流;如果ρw在～1.07g/cm3之间,则为油溢流或混合流体溢流;如果ρw在～1.20g/cm3之间,则为盐水溢流;7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPd —关井立压,MPa;ρm—钻具内钻井液密度,g/cm38.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH9、1初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压注：在知道关井套压,不清楚低泵速泵压和关井立压情况下,求初始循环压力方法：1缓慢开节流阀开泵,控制套压=关井套压2排量达到压井排量时,保持套压=关井套压,此时立管压力=初始循环压力;2求低泵速泵压：Q/Q L2=P/P L例：已知正常排量=60冲/分,正常泵压=,求：30冲/分时小泵压为多少解：低泵速泵压P L=60/302= MPa10.终了循环压力= 压井密度/原密度X低泵速泵压一注：不知低泵速泵压,求终了循环压力方法：1用压井排量计算出重浆到达钻头的时间,此时立管压力=终了循环压力;边循环边加重压井法边循环边加重法压井是指发现溢流关井求压后,一边加重钻井液,一边随即把加重的钻井液泵入井内,在一个或多个循环周内完成压井的方法;这种方法常用于现场,当储备的高密度钻井液与所需压井钻井液密度相差较大,需加重调整,且井下情况复杂需及时压井时,多采用此方法压井;此法在现场施工中,由于钻柱中的压井钻井液密度不同,给控制立管压力以维持稳定的井底压力带来困难;若压井钻井液密度等差递增,并均按钻具内容积配制每种密度的钻井液量,则立管压力也就等差递减,这样控制起来相对容易一些;二终了立管压力,——第一次调整后的钻井液密度,g/cm30——压井钻井液密度,g/cm3 ——原钻井液密度,g/cm3； H ——井深,m ；PL ——低泵速泵压,MPa;11.压井液到达钻头时时间分Vd ——钻具内容积,m3；Q ——压井排量,l/s; 12、压井液从钻头返至地面的时间分Va —环空容积,m3； ()001ρρρρρ--=s s G QV t d d 601000=Q V t a a 601000=()gH P P K L m Tf 111ρρρρ-+=1ρKρmρQ—压井排量,l/s;思考题为例：钻进时发生溢流关井,已知井深3200米,密度;关井10分钟测得关井立压5 MPa,关井套压 MPa,溢流增量方;钻头直径215.6mm,技套内径224mm,下深2400,钻杆外径 127mm,内径108.6mm,假设无钻铤,低泵冲排量10升/秒,泵压 MPa.计算压井数据,简述工程师压井步骤.解:计算压井数据:1溢流在环空中占据的高度hw=ΔV/Va=106米溢流种类的密度ρw=ρm- Pa-Pd/ hw ρw=/106=0.868 g/cm3判定溢流为油水混合溢流.3 地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPp=5+3200= MPa4压井密度ρ压=ρm＋Pd/gHρ压=+5/3200=1.41 g/cm3,施工中可考虑附加系数初始循环压力=低泵速泵压＋关井立压=+5= MPa6终了循环压力= 压井密度/原密度X低泵速泵压== MPa7 压井液到达钻头时时间分=10003200/6010=分钟.8 压井液从钻头返至地面的时间分先计算V a=800方QV t d d601000=QV t a a601000=t a=1000/6010=138分钟9最大允许关井套压Pamax =ρ破密度－ρm=工程师压井施工步骤:录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液1缓慢开泵泵入压井液,逐渐打开、调节节流阀,使套压=关井套压,排量到达压井排量;2保持压井排量不变,压井液由地面—钻头这段时间内,调节节流阀,使立管压力由初始循环立压逐渐下降到终了循环压力,3压井液由钻头—地面上返过程中,调节节流阀,保持终了循环压力不变,直到压井液返出井口,停泵关井,检查关井套压、立压是否为零,如为零,开井无外溢压井成功;司钻法压井施工步骤:录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液第一循环周用原浆循环排除溢流1缓慢开泵,逐渐打开、调节节流阀,使套压=关井套压,排量到达压井排量;2保持压井排量不变,调节节流阀使立管压力=初始循环立压,在整个循环周保持不变,调节流阀时注意压力传递迟滞现象,液柱压力传递速度为300米/秒,.3溢流排除,停泵关井,则关井立压=关井套压.第二循环周泵入压井液1缓慢开泵,迅速打开、调节节流阀,使关井套压不变,2排量到达压井排量并保持不变,压井液由地面—钻头过程中,调节节流阀,控制套压==关井套压,并保持不变,也可以控制立压由初始循环压力逐渐下降到终了循环压力3压井液由钻头—地面上返过程中,调节节流阀,控制立压=终了循环压力不变,直到压井液返出井口,停泵关井,检查关井套压、立压是否为零,如为零,开井无外溢压井成功;13.配制1 m3加重钻井液所需加重材料计算式中G —需要的加重材料重量,吨；ρs—加重剂密度,g/cm3；ρ1—加重后的钻井液密度,g/cm3；ρo—原钻井液密度,g/cm3；例:已知原密度ρo=1.2 g/cm3,求加重到ρ1=1.35 g/cm3.;配置新浆191 m3.求1需重晶石的代数；2重晶石占的体积原浆需排掉的体积3最终体积解：1配置1 m3新浆需重晶石的重量G=/吨配置191 m3密度的新浆,故需重晶石=191=吨=33922 Kg每袋重晶石50 Kg, 故需重晶石代数为=33922/50=799袋2重晶石占的体积V==7.982 m33最终体积,原浆去掉7.982 m3,因为加重后增加了7.982 m3,最终体积为191 m3.14.油气上窜速度V=H油--H钻头/t迟.t/t静H油：油气层深度米H钻头：循环泥浆时钻头所在的井深米T迟：H钻头时的迟到时间分t—开泵至见到油气时间分t静—上次停泵至本次开泵总时间分15.地层破裂压力:P破=P漏+ρH16. 地层破裂压力当量密度:ρ破= P漏压力/H+ρ原密例:17.气体的运移计算1气体运移的高度米:H=P终关井压力-P初关井压力/ρ原密.2 气体运移速度:V=H/ t终关井时刻- t初关井时刻例:气体运移:已知在01:43溢流关井, 初关井压力;在02:25压力增到;井内密度.求：1气体运移的高度=154.5米2气体运移速度:V= 42分钟/60=221米/时18.非常规压井方法:不具备常规压井方法的条件而采用的压井方法,如空井井喷、钻井液喷空的压井等;一、平衡点法1.适用于井内钻井液喷空后的天然气井压井,2.要求防喷器完好并且关闭,钻柱在井底,3.这种压井方法是一次循环法在特殊情况下的具体应用;4.原理：设钻井液喷空后,环空存在一“平衡点”;所谓平衡点,即压井钻井液返至该点时,井口控制的套压与平衡点以下压井钻井液静液柱压力之和能够平衡地层压力;5.压井时,保持套压等于最大允许套压；当压井钻井液返至平衡点后,可采用压井排量循环,控制立管总压力等于终了循环压力,直至压井钻井液返出井口,套压降至零;平衡点按下式求出式中H B ——平衡点深度,m ；PaB ——最大允许控制套压,MPa ；根据上式,压井过程中控制的最大套压等于“平衡点”以上至井口压井钻井液静液柱压力;当压井钻井液返至“平衡点”以后,随着液柱压力的增加,控制套压减小直至零,压井钻井液返至井口,井底压力始终维持一常数,且略大于地层压力;因此,压井钻井液密度的确定尤其要慎重;二、置换法1.当井内钻井液已大部分喷空,同时井内无钻具或仅有少量钻具,不能进行循环压井,KaBB P H ρ0098.0=2.压井钻井液可以通过压井管汇注入井内,这种条件下可以采用置换法压井;通常情况下,由于起钻抽汲,钻井液不够或不及时,电测时井内静止时间过长导致气侵严重引起的溢流,经常采用此方法压井;3.具体作法：向井内泵入定量钻井液,关井一段时间,使泵入的钻井液下落,然后放掉一定量的套压;套压降低值与泵入的钻井液产生的液柱压力相等,即： ΔPa ——套压每次降低值,MPa ；ΔV ——每次泵入钻井液量,m3；ΔVh ——井眼单位内容积,m3/m4.重复上述过程就可以逐步降低套压;一旦泵入的钻井液量等于井喷关井时钻井液罐增量,溢流就全部排除了;5.置换法进行到一定程度后,置换的速度将因释放套压、泵入钻井液的间隔时间变长而变慢,此时若条件具备下钻到井底,采用常规压井方法压并;下钻时,钻具应装有回压阀,灌满钻井液;当钻具进入井筒钻井液中时,还应排掉与进入钻具之体积相等的钻井液量;置换法压井时,泵入的加重钻井液的性能应有助于天然气滑脱;三、压回法1.所谓压回法,就是从环空泵入钻井液把进井筒的溢流压回地层;此法适用于空井溢流,天然气溢流滑脱上升不很高、套管下得较深、裸眼短,具有渗透性好的产层或一定渗透性的非产层;特别是含硫化氢的溢流;hK a V V P ∆=∆ρ0098.02. 具体施工方法：以最大允许关井套压作为施工的最高工作压力,挤入压井钻井液;挤入的钻井液可以是钻进用钻井液或稍重一点的钻井液,挤入的量至少等于关井时钻井液罐增量,直到井内压力平衡得到恢复;使用压回法要慎重,不具备上述条件的溢流最好不要采用;四、低节流压井方法1.指发生溢流后不能关井,关井套压超过最大允许关井套压,因此只能控制在接近最大允许关井套压的情况下节流放喷;1不能关井的原因：1高压浅气层发生溢流；2表层或技术套管下得太浅；3发现溢流太晚;2压井原理低节流压井就是在井不完全关闭的情况下,通过节流阀控制套压,使套压在不超过最大允许关井套压的条件下进行压井;当高密度钻井液在环空上返到一定高度后,可在最大允许关井套压范围内试行关井,关井后,求得关井立管压力和压井钻井液密度,然后再用常规法压井; 3减少地层流体的措施：低节流压井过程中,由于井底压力不能平衡地层压力,地层流体仍会继续侵入井内,从而增加了压井的复杂性,为减少地层流体的继续侵入;则可以：1增大压井排量,可以使环空流动阻力增加,有助于增大井底压力；2提高第一次循环的压井液密度,高密度压井液进入环空后,能较快地增加环空的液柱压力,抑制地层流体地侵入;3如果地层破裂压力是最小极限压力时,当溢流被顶替到套管内以后,可适当提高井口套压值;这种方法实际上就是工程师法的具体应用,只是将钻头处当成“井底”;根据关井立压确定暂时压井液密度和压井循环立管压力的方法同工程师法类似,但是要注意此时的低泵速泵压需要重新测定;压井循环时,在压井液进入环空前,保持压井排量不变,调节节流阀控制套压为关井套压并保持不变；压井液进入环空后,调节节流阀控制立压为终了循环压力并保持不变;直到压井液返至地面,至此替压井液结束;此时关井套压应为零;井口压力为零后,开井抢下钻杆,力争下钻到底,下钻到底后,则用司钻法排除溢流,即可恢复正常;如下钻途中,再次发生井涌,则重复上述步骤,再次压井后下钻;2等候循环排溢流法这种方法是：关井后,控制套压在安全允许压力范围内,等候天然气溢流滑脱上升到钻头以上,然后用司钻法排除溢流,即可恢复正常;通常,天然气在井内钻井液中的滑脱上升速度大致为270～360米/小时;2、井内无钻具的空井压井溢流发生后,井内无钻具或只有少量的钻具,但能实现关井;这种情况通常是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液,使地层流体进入井内,或因进行电测等空井作业时,钻井液长期静止而被气侵,不能及时除气所造成;在空井情况下发生溢流后,不能再将钻具下入井内时,应迅速关井,记录关井压力;然后用体积法容积法进行处理体积法的基本原理是控制一定的井口压力以保持压稳地层的前提下,间歇放出钻井液,让天然气在井内膨胀上升,直至上升到井口;操作方法是：先确定允许的套压升高值,当套压上升到允许的套压值后,通过节流阀放出一定量的钻井液,然后关井,关井后气体又继续上升,套压再次升高,再放出一定量的钻井液,重复上述操作,直到气体上升到井口为止;气体上升到井口后,通过压井管线以小排量将压井液泵入井内,当套压升高到允许的关井套压后立即停泵;待钻井液沉落后,再释放气体,使套压降低值等于注入钻井液所产生的液柱压力;重复上述步骤,直到井内充满钻井液为止;根据实际情况,也可以采用压回法或置换法压井;3、又喷又漏的压井即井喷与漏失发生在同一裸眼井段中的压井;这种情况需首先解决漏失问题,否则,压井时因压井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力;根据又喷又漏产生的不同原因,其表现形式可分为上喷下漏,下喷上漏和同层又喷又漏;1上喷下漏的处理上喷下漏俗称“上吐下泻”;这是因在高压层以下钻遇低压层裂缝、孔隙十分发育时,井漏将使在用钻井液和储备钻井液消耗殆尽,井内得不到钻井液补充,因液柱压力降低而导致上部高压层井喷;其处理步骤是：1在高压层以下发生井漏,应立即停止循环,定时定量间歇性反灌钻井液,尽可能维持一定液面来保持井内液柱压力略大于高压层的地层压力;确定反灌钻井液量和间隔时间有三种方法：第一种是通过对地区钻井资料的分析统计出的经验数据决定；第二种是测定漏速后决定；第三种是由建立的钻井液漏速计算公式决定;最简单的漏速计算公式是：Q=πD2h/4T式中Q——漏速,m3/h；h——时间T内井筒动液面下降高度,m；T——时间T,h；D——井眼平均直径,m;2反灌钻井液的密度应是产层压力当量钻井液密度与安全附加当量钻井液密度之和;3也可通过钻具注入加入堵漏材料的加重钻井液;4当漏速减小,井内液柱压力与地层压力呈现暂时动平衡状态后,可着手堵漏并检测漏层的承压能力,堵漏成功后就可实施压井;2下喷上漏的处理当钻遇高压地层发生溢流后,提高钻井液密度压井而将高压层上部某地层压漏后,就会出现所谓下喷上漏;处理方法是：立即停止循环,定时定量间歇性反灌钻井液;然后隔开喷层和漏层,再堵漏以提高漏层的承受能力,最后压井;在处理过程中,必须保证高压层以上的液柱压力大于高压层的底层压力,避免再次发生井喷;隔离喷层和漏层及堵漏压井的方法主要是：1通过环空灌入加有堵漏材料的加重钻井液,同时从钻具中注入加有堵漏材料的加重钻井液;加有堵漏材料的钻井液,即能保持或增加液柱压力,也可减小低压层漏失和堵漏;2在环空灌入加重钻井液,在保持或增加液柱压力的同时,注入胶质水泥,封堵漏层进行堵漏;3上述方法无效时,可采用重晶石塞—水泥—重晶石塞—胶质水泥或注入水泥隔离高低压层,堵漏成功后继续实施压井;3同层又喷又漏的处理同层又喷又漏多发生在裂缝、孔洞发育的地层,或压井时井底压力与井眼周围产层压力恢复速度不同步的产层;这种地层对井底压力变化十分敏感,井底压力稍大则漏、稍小则喷;处理方法是：通过环空或钻具注入加重后的钻井液,钻井液中加入堵漏材料;此法若不成功,可在维持喷漏层以上必需的液柱压力的同时,采用胶质水泥或水泥堵漏,堵漏成功后压井;4、浅井段溢流的处理浅层段溢流的处理,在有井口装置或允许最大关井套压很低的情况下,建议采用非常规压井方法中介绍的方法进行处理;在未安装防喷器,条件具备的情况下应抢下钻具,为处理溢流提供必需的通道,根据现场的具体情况进行处理,在处理过程中,因缺乏井口控制装置,要十分注意人员安全,防止井口着火;井控作业中的错误作法会带来不良后果,轻者会拖延井内压力系统实现动平衡的时间,重者会造成井喷失控,甚至井喷失控着火;七、井控作业中易出现的错误做法1、发现溢流后不及时关井、仍循环观察这只能使地层流体侵入井筒更多,尤其是天然气溢流,在气体向上运移的过程中因体积膨胀而排替出更多的钻井液;此时的关井立管压力就有可能包含圈闭压力,据此计算的压井钻井液密度就偏高,压井时立管循环总压力、套压、井底压力也就偏高；发现溢流后继续循环还可能诱发井喷,增加压井作业的难度;所以,发现溢流或疑似溢流,必须毫不犹豫地关井;2、发现溢流后把钻具起到套管内操作人员担心关井期间钻具处于静止状态而发生粘附卡钻,即使钻头离套管鞋很远也要将钻具起到套管内,从而延误了关井时机,让更多的地层流体进入了井筒,其后果是所计算的压井钻井液密度比实际需要的偏高;其实,处理溢流时防止钻具粘附卡钻的主要措施是尽可能地减少地层流体进入井筒;3、起下钻过程中发生溢流时仍企图起下钻完这种情况大多发生在起下钻后期发生溢流时,操作人员企图抢时间起完钻或下钻完;但往往适得其反,关井时间的延误会造成严重的溢流,增加井控的难度,甚至恶化为井喷失控;正确方法是关井后压井,压井成功后再起钻或下钻4、关井后长时间不进行压井作业对于天然气溢流,若长时间关井天然气会滑脱上升积聚在井口,使井口压力和井底压力显著升高,以致会超过井口装置的额定工作压力、套管抗内压强度或地层破裂压力;若长期关井又不活动钻具,还会造成卡钻事故;5、压井钻井液密度过大或过小时常会因为地层压力求算不准确,而使得压井钻井液密度偏高或便低;压井钻井液密度过大会造成过高的井口压力和井底压力,过小会使地层流体持续侵入而延长压井作业时间;6、排除天然气溢流时保持钻井液罐液面不变地层流体是否进一步侵入井筒,取决于井底压力的大小;排除天然气溢流时,判断井底压力是否能够平衡地层压力,天然气是否在继续侵入井内,不能根据钻井液罐液面升高来判断;若把保持井底压力大于地层压力等同于保持钻井液罐液面不变,唯一的办法是关小节流阀,不允许天然气在循环上升中膨胀,其后果是套压不断升高、地层被压漏、甚至套管断裂、卡钻,以致发生地下井喷和破坏井口装置;注：排除溢流保持钻井液罐液面不变的方法仅适于不含天然气的盐水溢流和油溢流;7、企图敞开井口使压井钻井液的泵入速度大于溢流速度当井内钻井液喷空后,因其它原因无法关井,在不控制一定的井口回压,企图在敞开井口的条件下,尽可能快地泵入压井液建立起液柱压力,把井压住往往是不可能的;尤其是天然气溢流,即使以中等速度侵入井筒,它从井筒中举出的钻井液也比泵入的多;该做法的实际后果是替喷,造成溢流以更大的量和速度进入井筒;8、关井后闸板刺漏仍不采取措施闸板刺漏将造成闸板胶芯不能密封钻具,若不及时处理则刺漏愈加严重,甚至会刺坏钻具,致使钻具断落;正确的作法是带压更换闸板,为压井提供保证;。

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。

现场地层压力计算

. . 在此处键入公式。

六、地层压力计算1、地层孔隙压力和压力梯度(1)地层孔隙压力H g p f p ⨯⨯⨯=-ρ310式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力)，MPa ； ρf ——地层流体密度，g/cm 3； g ——重力加速度，9.81m/s 2；H ——该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。

在陆上井中，H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度ρm ，则，H g p m h ⨯⨯⨯=-ρ310式中，p h ——静液柱压力，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3； H ——目的层深度，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2。

在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起，它与方补心高差约为0.6～3.3m ，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。

(2)地层孔隙压力梯度HP G P p =式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。

其它单位同上式。

2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (1)上覆岩层压力])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-⨯=-m H P式中 P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％；ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3。

(2)上覆岩层压力梯度HP G oo =式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ；P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。

(3)压力间关系. . z p P p O σ+=式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；σz ——有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力)，MPa 。

3、地层破裂压力和压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法)p p z f P P P +--=)(1σμμ式中， P f ——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井流体压力)，MPa ； μ——地层的泊松比；σz ——有效上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa 。

钻井现场常用计算

钻井现场常用计算1、井底压力：P m = 9.8 ×10-3ρm HP m -- 井底压力MPaρm -- 钻井液密度g/cm3H -- 液柱垂直深度m2、井底有效压力(平衡压力)P b = P m +ΔPP b -- MPaP m -- MPaΔP -- 压力附加值油井ΔP=1.5～3.5MPa, 气井ΔP=3.0～5.0MPa3、压井钻井液密度计算ρm1=ρm + 102P d/Hρm1-- 压井密度g/cm3ρm -- 原始密度g/cm3P d -- 关井立压MPaH -- 井涌地层垂深m4、钻具中性截面的位置L n = P b (Q a·K b)L n－中性截面距井底的高度mP b－钻压NQ a－钻铤在空中的每米重量N/mK b－浮力系数5、钻柱出现一次弯曲的临界压力6、卡点计算L1 = K·ΔL/ΔP其中：K=21 FΔL －平均伸长cmΔP －平均拉力tonF －管体截面积cm2常用管具K值见下表：7、钻杆允许扭转圈数N＝K·HN－扭转圈数K－系数圈/米H－卡点深度m钻杆K值（API E级）Φ127mm K=0.00551Φ89mm K=0.00787Φ73mm K=0.009578、加重剂计算W重＝[V原·ρ重（ρ加－ρ原）]/（ρ重－ρ加）W重－重晶石用量tonV原－原浆体积m3ρ加－加重后泥浆密度g/cm3ρ原－原浆密度g/cm3ρ重－重晶石密度g/cm39、泥浆循环一周时间T＝（V井－V柱）/60QT－循环一周所需时间minV井－井眼容量lV柱－管体容积lQ－泥浆排量l/s10、泥浆上返速度V返＝12.7Q/（D井2－D柱2）V返－泥浆上返速度m/sQ－泥浆泵排量l/sD井2－井径cmD柱2－钻柱外径cm11、油气上窜速度（迟到时间法）V＝[H油－（H头/T迟）·T]/T静V－油气上窜速度m/sH油－油气层深度mH头－循环泥浆时钻头所在井深mT迟－井深H头米时的迟到时间minT －从开泵循环到见到显示时间min－静止时间，即上次停泵至本次开泵时间min T静12、常用钻铤、钻杆基本数据13、井眼容积。

波动压力计算

波动压力计算起下管柱过程中可能出现三种性质不同的波动压力峰值。

这三个峰值由钻井液静切力、钻井液粘力和管柱惯性力三种原因引起。

这三个峰值出现在不同时刻，其中钻井液粘力引起的波动压力峰值最大（一般情况下都大于其它两种原因引起的波动压力）。

因此计算波动压力时，往往考虑钻井液粘力引起的，其余两者根据现场具体情况来决定由无必要计算。

下面分别介绍这三种波动压力。

（1）、钻井液静切力引起的波动压力（sb P ）0004.0d D L p h s sb -=τ （1）式中： sb P ——波动压力，KPa ； h D ——井眼直径，m ；L ——运动管柱长度，m ；0d ——运动管柱外径,m;s τ——井内流体静切力，2/cm dyn(2)、运动管柱惯性力引起的井内波动压力由于管柱运动速度的改变，而使井内流体动量变化引起的井内波动压力，由下式计算：堵口管20220d D a L d p h mz sb -=ρ （2）开口管202220)(d D la d d p h mz i sb --=ρ 式中： mz a ——环空流体沿井身轴向加速度，2s m ；钻井液密度，3cm g（3）、钻井液粘滞阻力引起的波动压力由于粘赋于管柱下行（或上行）的流体，在稳定流及静地边界条件下继而上行（或下行）与管柱排开的钻井液量叠加在环空流动时，克服钻井液粘滞阻力而引起的。

可由下式计算：2198d D v L f p h sb -=ρ 式中： f ——磨阻系数，无因次；层流：Re 24=f ；紊流： b a f Re =（幂律流体）50/)93.3(lg +=n a ；7/)lg 75.1(n b -=h D ——井眼直径，cm; 0d ——运动管柱外径,cm;v ——环空平均流速，m/s ；Re ——雷诺数，无因次；幂律流体：n n n h n nn K v d D )312()(12Re 201+-=--ρ Re>= 3470-1370n 紊流式中： n ——流性指数，无因次； K ——稠度系数，2/.cm s dyn n 环空流体平均流速v ，需分不同管柱结构进行计算根据石油钻井工作情况，可将运动管分成四类：堵口管开泵、堵口管关泵、开口管开泵、开口管关泵。

压井计算公式

压井计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1井控公式1.静液压力：P=ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。

例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。

解：P=**3000= MPa2,压力梯度： G=P/H=ρ kPa/m =ρMPa；例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井内静液压力梯度。

解：G=*==kPa/m3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm） MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。

Ρm—井内密度 g/cm3例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压解; Pamax =（－）*1067= MPa4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压） MPa Ρ压—压井密度 g/cm3 （例题略）5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va mΔV—钻井液增量(溢流)，m3；Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。

6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/ hw g/cm3；ρm—当前井内泥浆密度，g/cm3；Pa —关井套压，MPa；Pd —关井立压，MPa。

如果ρw在～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。

如果ρw在～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。

如果ρw在～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。

7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gHPd —关井立压，MPa。

ρm—钻具内钻井液密度，g/cm38.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。

(2)求低泵速泵压：(Q/Q L)2=P/P L例：已知正常排量=60冲/分，正常泵压=,求：30冲/分时小泵压为多少解：低泵速泵压P L=(60/30)2= MPa10.终了循环压力= （压井密度/原密度）X低泵速泵压（一）注：不知低泵速泵压，求终了循环压力方法：（1）用压井排量计算出重浆到达钻头的时间，此时立管压力=终了循环压力。

现场地层压力计算

在此处键入公式。

(2)地层孔隙压力梯度HP G Pp =式中 G p ——地层孔隙压力梯度，MPa/m 。

其它单位同上式。

(2)上覆岩层压力梯度HP G oo =式中，G o ——上覆岩层压力梯度，MPa/m ；P o ——上覆岩层压力，MPa ； H ——深度(高度)，m 。

(3)压力间关系z p P p O σ+=式中，P o ——上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；σz ——有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力)，MPa 。

3、地层破裂压力和压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法)p p z f P P P +--=)(1σμμ式中， P f ——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井内流体压力)，MPa ； μ——地层的泊松比；σz ——有效上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa 。

钻井液基础知识

钻井液基础知识一、钻井液概述1、钻井液概念钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。

2、钻井液的分类（1）淡水钻井液（2）钙处理钻井液（3）不分散低固相聚合物钻井液（4）盐水钻井液（5）饱和盐水钻井液（6）钾基钻井液（7）油基钻井液（8）气体钻井液3、钻井液在钻井中的作用（1）清洗井底，携带岩屑，保持井底干净，保证钻头不断的破碎地层，使钻进不中断。

（2）平衡地层中的流体压力，防止井喷、井漏等井下复杂情况，保护油气层。

（3）平衡岩石侧压力，并在井壁形成泥饼，保持井壁稳定，防止地层坍塌。

（4）发挥水力效能，传递动力，冲击井底，帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度。

（5）悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻。

另外承受钻杆和套管的部分重力。

（6）润滑并冷却钻头钻具。

（7）防止地层中盐水、岩盐、石膏、芒硝等对钻井液的污染，防止硫化氢污染和损害。

（8）利用钻井液，准确获得井下资料。

二、钻井液性能指标1、钻井液密度（1）概念：指单位体积钻井液的质量，常以g/cm3表示。

（2）钻井液密度与钻井的关系密度的大小直接关系着钻井速度的快慢，因此密度必须符合地质和工程的要求，大小适中。

密度过大有以下害处：A、损害油气层B、降低钻井速度C、过大压差易造成压差卡钻D、易憋漏地层E、易引起过高的粘切F、多消耗钻井液材料和动力G、抗污染能力下降密度过低则容易发生井喷、井塌、缩径及携岩能力下降等。

（3）提高钻井液密度的方法一般可在钻井液体系中加入密度较大的惰性物质，如石灰石粉、重晶石粉等；也可加入可溶性盐，另外根据情况可选用除气、除泡等工艺方法。

（4）降低钻井液密度的方法A、机械法：把有害物质通过机械设备清除，如使用震动筛、除砂器等。

B、稀释法：加入一定量的清水稀释钻井液，使其密度下降。

C、使用化学絮凝剂来降低密度。

D、使用发泡剂或充气来增大体积而降低密度。

2、钻井液的流动性（1）、钻井液的粘度、切力A、表观粘度：是用一定体积的钻井液流过规定尺寸的小孔所需的时间来表示。