钻井液常用计算公式

钻井与常用计算公式
1、钻井液配制与加重的计算
（1）配制低密度钻井液所需粘土量
水
土水
泥土泥土
）（ρ-ρρ-ρρ=V W 式中：
土
W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土
ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水
ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥
ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥
V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3）
(2)配制低密度钻井液所需水量
土
土
泥
水ρ-=W V V 式中：
水
V ---所需水量，米3（m3）； 土
ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3）
土
W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥
V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3）
（3）配制加重钻井液的计算
①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量
重
加原
重加原加
）（ρ-ρρ-ρρ=V W 式中：
加
W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原
ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重
ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加
ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原
V -- 原有钻井液的体积，米3（m3）
②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量
原
加原
重加重加
）（ρ-ρρ-ρρ=V W 式中：
加
W ---所需加重剂的重量，吨（t ）；
原
重
ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加
ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重
V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3）
③用重晶石加重钻井液时体积增加
2
1
224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中：
v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）
； 1
ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2
ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3） 24. --- 一般重晶石的密度，克/厘米3（g/cm3）
④降低钻井液密度所需加水量
水
稀稀
原原水
）（ρ-ρρ-ρ=V V 式中：
水
V ---所需加水的体积，米3（m3）；
原
水
ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 稀
ρ -- 加水后钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 原
V -- 原有钻井液的体积，米3（m3）
2、两种不同密度钻井液混合后的密度
2
12
211V V V V +ρ+ρ=ρ
式中：
ρ --- 混合后钻井液的密度，g/cm3（ppg ）
1
ρ -- 混合前第一种钻井液的密度，g/cm3（ppg ） 2
ρ-- 混合前第二种钻井液的密度，g/cm3（ppg ） 1
V -- -- 混合前第一种钻井液的体积，m3（bbl ） 2
V -- 混合前第二种钻井液的体积，m3（bbl ）
3、固相分析计算
（1）钻井液低密度固相体积百分比
)()()])(V ())(V ()V g
b m
o o b ss f g
1w 1100)([(V ρ-ρρ-ρ+ρ+ρ=
式中：
w
V --- 对溶解的盐校正过的含水体积百分比，%； f
ρ --- 对溶解的盐校正过的水的密度，g/cm3（ppg ） g
V 1 -- 低密度固相的体积百分比，%； ss
V -- 悬浮固相的体积百分比，%； b
ρ -- 所用加重材料的密度，克/厘米3（g/cm3）； o
V -- 油的体积百分比，%； o
ρ -- 油的密度，克/厘米3（g/cm3） m
ρ--钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） g
1ρ -- 低密度固相的密度，克/厘米3（g/cm3），（2.2—2.9，平均2.6）
（2）钻井液高密度固相体积百分比
)()])(V ())(V ()V g
b o
o g ss f b
11w m )([(V -)100(ρ-ρρ+ρ+ρρ=
式中：
b
V --- 加重材料的体积百分比，%； 其余各项符号的说明同上一个公式一样。

（3）搬土含量的校正
g
V C CEC
12)(7.69)(MBT ⨯=平均 )CEC CEC ()V
钻屑
搬土钻屑平均搬土-=CEC -(CEC V 1g 搬土
钻屑V V 1g -=V
式中：
平均CEC
--钻井液中全部低密度固相的平均阳离子交换容量， 搬土V --- 钻井液中校正后搬土的体积百分比，%；
1g
V --- 钻井液中低密度固相体积百分比，%； 钻屑
V --钻井液中钻屑体积百分比，%； MBT --- 钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（磅/桶）
2
C -- 与MBT 采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，2C =0.3505；当采用英制单位时，2
C =1。

钻屑
CEC --- 钻屑的阳离子交换容量，毫克当量/100克； 搬土CEC --- 一般土的阳离子交换容量，毫克当量/100克，（若
未知，一般可为60）。

（4）加重后钻井液的最佳固相体积百分比（经验公式）
2363
.)C MW (V ⨯-⨯=固 式中：
固
V -- 加重钻井液固相体积百分比的最佳值，%； MW -- 钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；
3
C -- 与MW 采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，3C =8.3454；当采用英制单位时，3
C =1。

（5）高密度钻井液的固相体积百分比近似值
3
2C MW V ⨯⨯≈固 式中：
固
V -- 高密度钻井液的固相体积百分比近似值，%； MW -- 钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；
3
C -- 与MW 采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，3C =8.3454；当采用英制单位时，3
C =1。

（6）钻井液中钻屑浓度近似值
850MBT -LGS .D =屑
式中：
屑
D --钻井液中钻屑的浓度近似值，千克/米3（磅/桶）； LGS --低密度固相浓度，千克/米3（磅/桶）；
MBT --- 亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（磅/桶）
（7）由低密度固相体积百分比计算低密度固相浓度
4
119C .V LGS gs ⨯⨯= 式中：
LGS --低密度固相浓度，千克/米3（磅/桶）；
gs
V 1 -- 低密度固相体积百分比，%； 4
C -- 与LGS 采用单位有关的系数。

当采用法定计量单位时，4C =2.853；当采用英制单位时，4
C =1。

（8）低密度固相体积百分含量的最佳值可由下式进行估算：
5621000061010575
3.)]C Cl .()V .()C MW .[((%)V o
LDS -⨯⨯-⨯+⨯⨯=
式中：
LDS
V --低密度固相最佳体积百分含量，%； MW -- 钻井液的密度，克/厘米3（ppg ）；
o
V -- 钻井液中含油量，%（体积）； Cl --钻井液滤液的氯根含量，mg/l （ppm ）。

3
C -- 与MW 采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，3C =8.3454；当采用括号内英制单位时，3C =1。

4
C -- 与Cl 采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，f C ρ=5；f ρ为钻井液滤液的密度，当采用括号内单位时，
5
C =1。

已知：NW=1.08g/cm3(9.0ppg),Cl=20000(ppm), o V =5%。

计算结果：LDS V =4.3% 。

（9）可用如下办法估算钻井液的钻屑与当量搬土含量的比值： MBT
MBT LDS -=当量搬土含量钻屑含量 式中：
LDS --钻井液中低密度固相浓度，千克/米3（ppb ）；（）
MBT--- 亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（ppb）
4、固相对机械钻速的影响
（1）按照钻井液类型由亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量估算小于1微米的细颗粒固相的含量，公式如下：
F⨯
=
MBT
R
式中：
F--- 钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；MBT--- 钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3（ppb）
R--- 由钻井液类型决定的系数，分散性钻井液一般为0.8，粗分散性钻井液一般为0.13，不分散聚合物钻井液一般为0.06。

（2）钻井液中大于1微米的粗颗粒固相含量可由总固相含量减去细颗粒固相含量来得到：
TS
C=
-
F
式中：
C--- 钻井液中大于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；F--- 钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3（ppb）；TS--- 钻井液中总的固相含量，kg/m3（ppb）
（3）求出对照井和当前井的细颗粒固相含量和粗颗粒固相含量以后，再代入下面的公式估算当前井的机械钻速，将它与对照井的机械钻速对照便可了解机械钻速的变化情况：
（略）
（4）若与清水钻井相比，则当前井机械钻速降低的百分数可由下式计算。

（略）
6、利用屈服值进行的经验计算
（1）由屈服值确定起下钻时克服抽汲（负波动作用）的安全钻井液密度的公式如下：
B
p
h MW )D D (.C YP +-⨯=711MW 6
式中：
MW -- 起钻时克服抽汲作用的安全钻井液密度，g/cm3（ppg ）；
YP --钻井液屈服值，Pa(1b/100ft2);
h
D -- 井眼直径，mm （in ）； p
D -- 钻杆直径，mm （in ）； B
MW -- 平衡地层压力所需的钻井液密度，g/cm3（ppg ）； 6
C -- 与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，
6C =1.457；当采用括号内英制单位时，6
C =1。

（2）由屈服值估算当量循环密度的经验公式：
H
p
h MW )D D (C YP +-⨯=10ECD 6
式中：
ECD -- 当量循环密度，g/cm3（ppg ）；
YP --钻井液屈服值，Pa(1b/100ft2);
h
D -- 井眼直径，mm （in ）； p
D -- 钻杆直径，mm （in ）； H
MW -- 井内钻井液密度，g/cm3（ppg ）； 6
C -- 与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，6C =1.457；当采用括号内英制单位时，6
C =1。

（3）由屈服值估算环形空间压力损失（层流时）的经验公式：
)D D (C )YP )(H (p
h -⨯=255P 7
ANN 式中：
ANN
P -- 环形空间压力损失，MPa （psi ）； H ---- 井段长度，m （ft ）；
YP --钻井液屈服值，Pa(1b/100ft2);
h
D -- 井眼直径，mm （in ）； p
D -- 钻杆直径，mm （in ）； 7
C -- 与采用单位有关的系数。

当采用所列法定计量单位时，7C =0.275；当采用括号内英制单位时，7
C =1。