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石油钻井常用计算公式

常 用 公 式一、配泥浆粘土用量二、加重剂用量W 加=)()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量加重剂ρρρρρV三、稀释加水量Q 水=)()(水稀释后稀释后原浆原浆量水ρρρρρV四、泥浆上返速度V 返=)d (7.1222钻具井径 D Q五、卡点深度(1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=eEF/105P=Ke/P(㎝,t ,K=21F=EF/105 ,E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5”壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491)()(水土水泥浆泥浆量土土ρρρρρ V W六、钻铤用量计算 L t. =m.q.kp 式中p ---钻压,公斤,q --钻铤在空气中重,量公斤/米,K ---泥浆浮力系数, L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数(1.2至1.3) 七、 泵功率 N=7.5Q p (马力)式中p -实际工作泵压(k g /cm 2), Q –排量(l /s ) 八、钻头压力降 p咀=4e 22 d c Q .827.0ρ (kg /cm 2)式中ρ-泥浆密度(g /cm 3), Q –排量(l /s ), C ---流量系数(取0.95-0.985) d e ---喷咀当量直径(cm ),d e =232221 d d d九、喷咀水功率 N咀=7.5 Q p 咀=4e 23d c Q .11.0十、喷射速度过 v 射=2e dQ 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2e 2d Q .12.74ρ十二、环空返速V=22 d DQ 12.74-式中ρ-泥浆密度(g /cm 3), Q –排量(l /s ), C ---流量系数(取0.95-0.985) d e ---喷咀当量直径(cm ),d e =232221 d d d ++十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=(a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB )1/2式中:⊿E —上下两测点为任意长度时计算出的“井眼曲率”a 1—上测点的井斜角,度。

a 2—下测点的井斜角,度。

B —上下两测点方位变化的绝对值,度。

1PP m 硫化氢=1.4414mg/m 3 ,体积分数为1×10-6 .关井压力计算:套管下深在一千米内,关井压力Pa 取井口额定工作压力、套管最小抗内压强度的80%、地层破裂压力(地层破裂压力梯度取0.0226)三者中最小值.套管下深在一千米以下时,关井压力Pa 取井口额定工作压力、套管最小抗内压强度的80%两者中最小值. 气体方程 P P h W V a =Pa h W ’V a 式中:P P —地层压力 (Mpa) h W —井底气柱高度 (m) Pa —井口套压 (Mpa)h W ’—气柱到达井口时的高度 (m)V a —钻具外环空容积 (m 3/m )最大泥浆密度【ρm 】的确定: 表层套管以下【ρm 】=f G -0.06 (g/m 3)技术套管以下 【ρm 】==0098.0f G -0.12 (g/m 3)任意时刻立压控制 p T =() H 0098.0oci Pρ+ РbP ci --初始循环阻力, ρo ---原浆密度, H---气层井深, ρ---钻具内平均泥浆密度, P b ---井底地层总压力, 溢流压力梯度=G f钻柱内-hwPd Pa钻井液密度差=压裂压力当量密度-钻井液密度最大允许关井套压=钻井液密度差×套管深度×0.0098 套管抗内压强度=1.75×最小屈服强度×壁厚÷外径油基解卡液配方柴油 100% 有机土 2~3% 氧化沥青 8~10% SP-80 2% 硬脂酸铝 2% OP 2% AS 2~3% OT(即快T) 2~4% 水 10%石粉 根据泥浆密度确定测定温度:常温 100″~200″高温80℃30″~50″我国钻井行业求井眼曲率(K0)公式:r=(⊿а2+⊿Ф2•sin2аc)0.5K0=30 r/⊿D m式中:⊿Ф=ФB-ФA为方位角增量(0)⊿а=аB -аA为井斜角增量(0)аC——该段的平均井斜角(0)⊿D m——井深的增量(米)单位换算1牛(N)=0.102(㎏f)公斤1千克力(㎏f) =9.80665牛(N)1千克力(㎏f/㎝2)=98066.5 帕(Pa)=98.0665 千帕(KPa)=0.0980665 兆帕(MPa) 1马力(PS)=75千克力·米/秒(㎏f·m/s)=735.499瓦(W)1千克力·米/秒(㎏f·m/s)=9.80665瓦(W) 1磅/吋2=0.0703 (㎏/㎝2)1美桶=42美加仑=159升1美加仑=3.785升1磅/呎=1.488 公斤/米.丝扣类型代号:REG;表示正规扣FH;表示贯眼扣IF;表示内平扣5″钻杆接头Ф外158.75㎜(165㎜) 内径95 ㎜(92㎜)31/2″钻杆接头外径:正规式108㎜,内径:公扣38㎜母扣58㎜贯眼式118㎜内径:公扣38㎜母扣58㎜内平式121㎜内径:公扣68㎜母扣68㎜31/2″母锥Ф外146 31/2″大头公锥接头外径127高强度公锥为锯齿螺纹扣高1.9㎜(27号硅锰钴)普通公锥为三角形螺纹扣高2.5㎜(20号铬钼)压井工程计算1、根据关井压力及钻井液密度、井深,求出地层压力.2、根据关井压力及钻井液密度,求出压井泥浆密度.3、根据钻井泵压、排量,求出压井排量时的泵压.4、根据压井排量时的泵压及关井立压,求出压井初始循环立管压力.5、根据泥浆密度变化及压井排量时的泵压,求出压井终了循环压力.6、根据钻杆内容积及压井排量,求出压井从初始至压井泥浆到钻头的时间和在此时间内的立管压力控制方法.7、根据环容及压井排量,求出压井泥浆从钻头返至地面的时间.8、计算压井泥浆总需要量.9、根据气体方程式求出溢流顶部到井口时的最高套压值. 天然气滑脱速度 V g =ma a P P 0098.012溢流在井底的密度ρw =ρm -102wda h P P式中:ρw __溢流物密度; ρm __井浆密度;h w __溢流在井底所占高度;判别:ρw ≤0.36 g/m 3为天然气,ρw ≥1.07为水;ρw 在二者之间为油或油水混合体。

压井计算例1:已知某井在H3000米处发现溢流后立即关井,测得泥浆池增量为V 1=2000升,关井立压P d =2Mpa,钻井液密度ρm=1.2g/m 3,井径215.9(81/2”),钻杆5”=127㎜设无钻铤,压井排量Q=10 l /s,初始循环阻力P Ci =5 Mpa,压井泥浆密度附加安全系数0.07 g/m 3 忽略气柱重量,试进行以下计算,并绘出有关曲线.(钻杆内容积系数V d = 9.26 1/m,环空容积系数 Va=23.97 1/m)求:(1)P P (2) Pa (3)P Ti (4)ρmi (5)P Tf (6) t a 、 t d (7)画出司钻法压井第一、二循环周立压曲线.(1) P P =P d +P m =2+0.0098ρm H=2+0.0098×1.2×3000=37.3 (Mpa)(2) Pa= P P -ρm a=37.3-0.0098ρm (H-VaV 1)=37.3-0.0098×1.2(3000-02397.02) =3 (Mpa)(3) P Ti = P d +P Ci =2+5=7 (Mpa)(4)ρmi =ρm +102 HP d+ρe=1.2+0.068+0.07=1.34(5) P Tf =ρmi ×P Ci ÷ρm =1.34×5÷1.2=5.6 (Mpa)(6) t d =QH V 6010002=10*603000*00926.0*1000=46.3 (分)t a =10*6010003HV =10*603000*02397.0*1000=119.9 (分)O 120 166 286 t(分) 例2:某井用6”钻头31/2”钻杆(设无钻铤,钻杆内容积V d =0.0039m 3/m,环空容积V d =0.012m 3/m)钻至H4000米处遇气层,已知井内原浆密度1.5g/cm 3,正常排量Q 1=20l/s,正常循环泵压P 1=16Mpa,发现溢流后关井P d =3Mpa, P a =4Mpa,泥浆池增量V 1=2m 3.求(1)P P (2) ρmi(3)如压井排量Q=10 l/s,求P Ti P Tf (4) t 1 t 2 (5)求采用工程师法压井,则气体到达井口的套压P a 及 t 3 (6)如因故长时间关井,已知最大允许关井套压【P a 】为21 Mpa,求气柱滑脱上升到井口时,为保证关井安全,累计应放掉的泥浆量. 解:(1) P P =P d +P md =3+0.0098×1.5×4000=61.8 (Mpa) (2) ρmi =ρm +102HPd =1.5+10240003=1.58(g/cm 3)(3) 由于P ci =(Q )2P 1=(2010)2×16=4 (Mpa)P Ti = P d +P ci =3+4=7 (Mpa)P Tf =(ρmi ×P ci )÷ρm =1.58×4÷1.5=4.2 (Mpa)(4)t 1=QVdH 601000=106040000039.01000⨯⨯⨯=26 (分)t 2=QVaH 601000=10604000012.01000⨯⨯⨯=80 (分)(5)井底气柱高度 h w =aV V 1=2=166.7 (米)设气体到达井口时套压为 P a 则由气体方程得:P P h w V 1= Pa h w ’V 1 即到达井口时气柱高度H w =aw P h P =Pa7.1668.61⨯=Pa1.10302(m )原浆在环空所占高度H 1=ad V HH =012.040000039.0⨯=1300(m )设气柱到达井口时重浆在环空所占高度H mH m =H -H 1-H w ’=4000-a1.10302-1300=2700-a1.10302(m )又由环空压力平衡关系有:0.0098ρm H 1+0.0098ρmi H m +P a = P P那么0.0098×1.5×1300+0.0098×1.58(2700-aP 1.10302)+P a =61.8即:P a 2-0.9 P a -159.5=0 解这个方程得:P a =25.159481.09.0⨯+±=23.259.0±∴ P a1=13.1 P a2=-12.2 (舍去) (Mpa) 此时累计泵入泥浆量 V=V a (H 1+Hm) V=0.012(1300+2700-1.10302)=38.6(m 3)所以t 3=QV 601000=10606.381000⨯⨯=64.3 (分)(6) 由气体方程得:P P ΔV=21V 2即:21 V 2=61.8×2V 2=5.9 (m 3)所以累计应放出的泥浆量 ΔV=5.9-2=3.9 (m 3) 部分希腊字母读音。

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