钻井液计算题

钻井液计算题
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
1、使用API重晶石粉将180 m3密度为c m3的钻井液加重至密度为c m3，若
加重后钻井液总体积限制在180m3，试计算：
（1）加重前应废弃多少立方米钻井液
（2）需加入多少千克重晶石粉
解：（1）设加重前应废弃V弃立方米钻井液。

V重=V弃
弃=（180－V弃）··（－）÷－
V弃=(m3)
（2）设需加入W千克重晶石粉。

V重=V弃=(m3)
W= V重=×=×104(Kg)
答：设加重前应废弃立方米钻井液。

需加入×104千克重晶石粉。

2、经检测，钻井液中含有lH2S，钻井液总体积为220 m3，试计算需加入多少Zn2(OH)2CO3(用kg表示)可将H2S全部清除
解：设需加入X千克Zn2(OH)2CO3可将H2S全部清除
Zn2(OH)2CO3 ＋2H2S= 2ZnS↓＋3H2O＋CO2
224 68
X（g） 220×
X=(224×220×÷68=(g)=1.812Kg
答：需加入千克Zn2(OH)2CO3可将H2S全部清除。

3、欲配制密度为1.06g/cm3的基浆200m3，试计算膨润土和水的用量。

解：设需膨润土m吨；需水V方。

膨润土的密度为cm3
则膨润土的体积为200－V
×（200－V）＋1×V=×200
V=(m3)
m=×（200－V）=×（200－）=(吨)
答: 配制密度为1.06g/cm3的基浆200m3,需膨润土吨；需水方。

1、测得某钻井液的φ600读数为35mPa·s，φ300读数为2OmPa·s,计算其表观黏度、塑性黏度和屈服值。

解：表观粘度：AV＝1/2φ600＝1/2×35＝ mPa·s
塑性粘度：PV＝η塑＝φ600－φ300＝35－20＝15mPa·s
屈服值：YP=×(φ300－PV)＝×（20－15）＝（Pa）
答：表观粘度为 mPa·s，塑性粘度为15 mPa·s，屈服值为。

2、试计算PH值为的钻井液溶液中H+和OH—的浓度（用mol/1表示）。

解：已知：PH= 求[H+]和[OH—]的浓度
据 PH= －lg[H+] 又据 [H+][OH—]= 10－14
则－lg[H+]= [OH—]= 10－14÷[H+]=10－14÷×10－12 lg[H+]=－=－12＋ [OH—]=×10－3mol/l
[H+]=×10－12 mol/1
答：H+的浓度是×10－12 mol/1 ；OH—的浓度是×10－3mol/l。

3、用旋转粘度计测得θ600=35，θ300=23，试计算钻井液的下列流变参数：表观粘度（μa ）塑性粘度（μp ）、动力切（τ0）、流性指数（η）和稠度系数（K ）。

解：将测得的刻度盘读数分别代入有关公式，可求得：
μa =θ600=×35=（mPa ·s ）
μp =θ600－θ300=35－23=12（ mPa ·s ） τ0=（θ300－μp ）=（23－12）=(Pa) n=(θ600/θ300)=(35/23)=
K=（θ300）511n =（×23）= (Pa ·s n ) 二、计算题
（一）某井用密度为cm 3的钻井液钻至3046m 时发生井涌，关井后立管压力稳定后为，求压井钻井液的密度。

解：ρ加=ρ原+[102×（P 立+P 安全）]÷H =+[102×（+）]÷3046=（g/cm 3） 或者用ρ加=ρ原+（P 立+P 安全）/（gH ）
=+（+）÷（×10-3×3046）=（g/cm 3）
答：压井钻井液的密度为cm 3 计算题（第一题6分，第二题9分）
W 加=重
加原重加原）
（ρρρρρ--V
式中 W 加——加重剂 用量，t ；
V 原——原钻井液体积，m 3 ；
ρ加——加重剂密度，g/cm 3；
ρ重——加重后钻井液的密度，g/cm 3； ρ原——原钻井液密度，g/cm 3。

1、某井有密度1.18 g/cm 3的钻井液150 m 3，欲将其密度提高到1.25 g/cm 3，需密度为4.2 g/cm 3，的重晶石多少吨
解：W 加 = 150 × （ － ）/（ － ）=（t ） 答：需要密度为 g/cm 3的重晶石 t 。

混浆密度计算公式：
2
12
211V V V V ++=
ρρρ
混浆用量计算公式：
ρ
ρρρ--=
2112)
(V V
式中 ρ1——井内钻井液的密度，g/cm 3；ρ2——混入钻井液的密度，g/cm 3；
ρ——混合后的钻井液密度，g/cm 3；V 1——井内钻井液体积，m 3；
V 2——混入钻井液的体积，m 3。

2、某井中有密度为cm 3的钻井液150m 3，均匀混入密度为cm 3的钻井液40m 3后，混合后的钻井液密度是多少如储备钻井液的密度为cm 3，欲将井内钻井液密度提高到1.45 g/cm 3，问需要混入多少储备钻井液
解：ρ= （ × 150 ＋ × 40）/（150 ＋ 40）= （g/cm 3） 答：混合后的钻井液密度是 g/cm 3。

解：V 2 = 150（ － ）/（ － ）= 50（m 3） 答：需要混入50 m 3储备钻井液。

计算题（每题4分，共4题。

）
评分标准：公式正确占40%；过程正确占40%；答案正确占20%。

无公式、过程，只有结果不得分
(一）某井为淡水混油钻井液，固相平均密度为cm 3，取20ml 钻井液蒸出15ml 水和油，计算此钻井液的总固相、油、水、加重剂的体积分数。

（重晶石的密度为cm 3，黏土的密度为cm 3） 解：φ水=15/20×100%=75% φ油=20×100%=8% φ固=100%-75%-8%=17%
φ加重剂=（ρ固-ρ低）÷（ρ加-ρ低）×Φ固 =（）÷（）×17%=%
答：钻井液的总固相、油、水、加重剂的体积分数分别为17%、8%、75%和% 。

（二）某钻井液样品1ml ，用亚甲基蓝标准溶液滴定至终点，消耗亚甲基蓝标准溶液9ml ，计算钻井液中膨润土的质量浓度。

解：ρ土=×亚甲基蓝用量=×9=（g/L ） 答：钻井液中膨润土的质量浓度为L 。

（三）某井钻井液组分分析，其中水相占75%，经滤液分析，
[Ca 2+]=1050mg/L ，[Mg 2+]=1890mg/L ，钻井液的体积为180m 3，理论计算沉除Ca 2+、Mg 2+应加纯碱、烧碱各多少
解：已知[Ca 2+]=1050mg/L ，[Mg 2+]=1890mg/L ，Ca 2+、Mg 2+的化合价均为+2价，OH -为-1价，CO 32-为-2价；相对原子质量A r Ca =40，A r Mg =，相对分子质量M rNaOH =40，M rNa2CO3=106
除Ca2+需加入纯碱的质量M纯碱=[（2×106）/（40×2）]×10-3×1050×
180×75%=376（kg）
沉除Mg2+需加入烧碱的质量M烧碱=[（2×40）/（1×）]×10-3×1890×180×75%=840（kg）
答：需要纯碱的质量为376kg，烧碱的质量为840kg
（四）用蒸馏实验测得密度为cm3点某井浆样品的f
s
=,℃（120℉）时测得的μp
=，YP=，试判断该井浆的固相含量是否适宜如果不适宜，应采取何种措施
解：由图9-18可知，ρm=cm3点钻井液所允许的最高固相体积分数f
s
=，故
该井浆的f
s
值过高。

同时，从图9-19和图9-20可分别查得，当ρm=cm3时，μ
p 的上限为，YP的上限为，从而表明井浆的YP在适宜范围内，但μ
p
偏高。

由此
可以判断，井浆中的膨润土体积分数并不高，f
s 过高主要由钻屑体积分数f
ds
所
引起。

因此，应通过合理使用固控设备或采取添加选择性絮凝剂的方法将f
s
降至以下。

2.高温高压滤失仪测得滤失量为,滤失量为,试确定这种钻井液在高温高压条件下的瞬时滤失量、API滤失量和HTHP滤失量。

（P100例题4-1）（5分）解：据：滤失量与时间的平方根成正比的关系，Vf=Vfo＋b√t
︱= Vfo＋b√1
︱= Vfo＋b√
b= Vfo=(ml)
Vf30=+√30=(ml)
考虑面积因素，确定高温高压条件下测得该钻井液的瞬时失水量是，HTHP滤失量是
答：钻井液的瞬时滤失量为，API滤失量为, HTHP滤失量是。

".从除砂器的底流口收集800ml的底流需要24S，并测得底流密度为c m3，试计算
该单个除砂器每小时所排除的固相质量和水的体积
解：已知底流密度ρm =c m3，设ρS=c m3，ρW=c m3
设: 单个除砂器每小时所排除的固相质量为m；水的体积为V
据ρm=ρWfW＋ρSfS
=(1－fS)＋
fS=
m=×3600)÷24××=234（Kg/h）
V=×3600)÷24×(1－=30（L/h）
答：单个除砂器每小时所排除的固相质量为234Kg；水的体积为30L
.已知配浆水中含有900 mg/l Ca2+和400 mg/lMg2+,试计算通过沉淀作用清除Ca2+和Mg2+所需NaOH和Na2CO3的质量浓度。

除去这两种离子后，钻井液滤液中还含有其它离子吗
解：设清除Ca2+所需Na
2CO
3
的质量浓度为C；清除Mg2+所需NaOH的质量浓度为
C′。

Ca2+ ＋ Na
2CO
3
= CaCO
3
＋ 2 Na＋
40 106
900×1 1×C
C= （900×1×106）÷（40×1）=2385 mg/l
Mg2+ ＋ 2NaOH = Mg（OH）
2
↓＋2Na＋
2×40
400×1 1×C′
C′=(400×1×2×40) ÷×1)= mg/l
答：清除Ca2+所需Na
2CO
3
的质量浓度为2385 mg/l；清除Mg2+所需NaOH的质量
浓度为 mg/l。

钻井液滤液中还含有H＋、OH－、Na＋离子。

2.滴定1ml钻井液需要浓度为的AgNO3溶液，则该滤液中Cl-和NaCl的质量浓度各是多少（mg/l表示）？
解：已知V= C= Vm=1ml
[Cl-]=（V×C××1000）÷1
=×××1000)÷1
=l
[NaCl]=（V×C××1000）÷1
=×××1000)÷1
=l
答：该滤液中Cl-的质量浓度是l；NaCl的质量浓度是l
2.从除砂器的底流口收集800ml的底流需要24S，并测得底流密度为c m3，试计算
该单个除砂器每小时所排除的固相质量和水的体积？
解：已知底流密度ρm =c m3，设ρS=c m3，ρW=c m3
设: 单个除砂器每小时所排除的固相质量为m；水的体积为V
据ρm=ρWfW＋ρSfS
=(1－fS)＋
fS=
m=×3600)÷24××=234（Kg/h）
V=×3600)÷24×(1－=30（L/h）
答：单个除砂器每小时所排除的固相质量为234Kg；水的体积为30L
. 已知配浆水中含有900 mg/l Ca2+和400 mg/l Mg2+,试计算通过沉淀作用清除Ca2+和Mg2+所需NaOH和Na2CO3的质量浓度。

除去这两种离子后，钻井液滤液中还含有其它离子吗
解：设清除Ca2+所需Na
2CO
3
的质量浓度为C；清除Mg2+所需NaOH的质量浓度为
C′。

Ca2+ ＋ Na
2CO
3
= CaCO
3
＋ 2 Na＋
40 106
900×1 1×C
C= （900×1×106）÷（40×1）=2385 mg/l
Mg2+ ＋ 2NaOH = Mg（OH）
2
↓＋2Na＋
2×40
400×1 1×C′
C′=(400×1×2×40) ÷×1)= mg/l
答：清除Ca2+所需Na
2CO
3
的质量浓度为2385 mg/l；清除Mg2+所需NaOH的质量
浓度为 mg/l。

钻井液滤液中还含有H＋、OH－、Na＋离子。

井的数据：关井立压 MPa，钻井液密度 g/cm3。

发生了盐水井涌，充满环空90m。

溢流密度 kg/L，关井套压将是多少
解：关井套压P
套
=+×（）×90=（MPa）
答：关井套压为。