2021年固井作业常用公式
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固井施工作业常用公式
一、
欧阳光明（2021.03.07）
二、 水灰比的确定
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,则有：
λ=1--s s
c ρρρ
三、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）
四、1m 3水泥浆所需的水量 V=1--c S
C ρρρ （m 3）
五、造浆量的计算
V s =)1()
1(100--s c c ρρρ （1/100kg ）
六、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 ）
七、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 （℃）
八、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=1q Qh （min ） （2） 当Qh ＞L ，则升温时间t=1q L +2
q L Qh -（min ） 九、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 +1q Qh +附加安全时间（60-90min ）（min ）
十、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
十一、 流变参数计算
流变模式判别： F=100300100
200θθθθ-- 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=0.511300θ-511ηp
式中：ηp ——塑性粘度，Pa.s
τ——动切力，Pa
幂律模式 n=2.092lg （100300
θθ） k=n 511511.0300
θ
式中：n ——流性指数，无量纲；
k ——稠度系数，Pa.s n
十二、 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 ）
十三、 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
十四、 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=4π（D-2h ）2（mm 2）
十五、 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=4π（D 12-D 22）（mm 2）
十六、 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 ）
十七、 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 ）
十八、 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）。
十九、 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 ））1000g
（Mpa ） 二十、 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
二十一、 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