钻井计算公式(精典)1、卡点深度:L=eEF/105P=K×e/P式中:L-----卡点深度米e------钻杆连续提升时平均伸长厘米E------钢材弹性系数=2、1×106公斤/厘米2F------管体截面积。
厘米2P------钻杆连续提升时平均拉力吨K------计算系数K=EF/105=21F钻具被卡长度l:l=H-L式中H-----转盘面以下的钻具总长米注:K值系数5＂=715(9、19)例:某井在井深2000米时发生卡钻,井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆,上提平均拉力16吨,钻柱平均伸长32厘米,求卡点深度与被卡钻具长度。
解:L=Ke/P由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957则:L=957×32/16=1914米钻具被卡长度:L=H-L=2000-1914=86米2、井内泥浆量的计算V=D2H/2或V=0、785D2H3、总泥浆量计算Q=q井+q管+q池+q备4、加重剂用量计算:W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重式中:W加----所需加重剂的重量, 吨r原----加重前的泥浆比重,r重----加重后的泥浆比重r加---加重料的比重V原---加重前的泥浆体积米3例:欲将比重为1、25的泥浆200米3,用比重为4、0的重晶石粉加重至1、40,需重晶石若干？解:根据公式将数据代入:4×200(1、40-1、25)/4、0-1、40=46吨5、降低泥浆比重时加水量的计算q=V原(r原-r稀)/r稀-r水式中:q----所需水量米3V原---原泥浆体积米3r稀---稀释后泥浆比重r水----水的比重(淡水为1)r原---原泥浆比重例:欲将比重1、30的泥浆150米3降至比重为1、17,需加淡水若干？解:根据公式代入数据:150(1、30-1、17)×1/1、17-1=115米36、泥浆循环一周所需时间计算T=V井-V柱/60Q泵式中:T---泥浆循环一周的时间, 分V井---井眼容积, 升V柱---钻柱体积升Q泵---泥浆泵排量升/秒备注:V井=0、785D井2V柱=0、785(D外2-d内2)例题:井径81/2",使用壁厚为10毫米的41/2"钻至1000米,泵的排量为21、4升/秒,问泥浆循环一周需时若干？解: V井=0、785×(215、9)2=36591升V柱=0、785(114、32-94、32)=3275升T= V井-V柱/60Q泵=36591-3275/60×21、4=33316/1284=25、95分7、泥浆上返速度计算V返=12、7Q泵/D井2-d柱2式中:V返—泥浆上返速度米/秒Q泵---泥浆泵排量升/秒D井---井径厘米d柱---钻柱外径厘米例题:某井井径为22厘米,钻具外径为11、4厘米,泥浆泵排量为25升/秒,问泥浆上返速度就是多少？解:V返=12、7Q泵/D井2-d柱2=12、7×25/222-11、42=0、90米/秒8、漏失速度计算公式:V漏=Q漏/t时式中:V漏—漏失速度米3/小时Q漏---在某段时间内的漏失量米3t时----漏失时间小时例题:某井在30分钟内共漏泥浆15、6米3问该井在这段时间内的漏失速度就是多少？解:V漏=Q漏/t时=15、6/0、5=31、2米3/小时9、泵压计算公式:P=0、081ρQ2/0、96D4式中:P---泵压MPaρ---使用密度g/cm3Q----泥浆泵排量l/sD---钻头水眼毫米D=√d12+d22+d32+…、、12、常用单位换算表长度:1英寸(in)=25、4毫米(mm)=2、54厘米(cm)=0、0254米(m)1英尺(ft)=12英寸(in)=304、8毫米(mm)=30、48厘米(cm)=0、3048米(m) 1码(yd)=3英尺(ft)=914、4毫米(mm)=91、44厘米(cm)=0、9144米(m)1里=150丈=500米1丈=3、33米1尺=0、33米1寸=0、033米面积:1亩=666、6m²有效井眼直径=(钻头直径+钻铤直径)÷20在大于215、9mm(81/2in)的井眼中,应采用塔式钻铤组合,钻铤柱中最下一段钻铤(一般应不少于1立柱)的外径应不小于这一允许最小外径,才能保证套管的顺利下入。
15、井斜的原因钻井实践表明,井斜的原因就是多方面的,如地质条件、钻具结构、钻进技术措施以及设备安装质量等。
但归纳起来,造成井斜的原因主要有两个方面:第一就是钻头与岩石的相互作用方面的原因,即由于所钻地层的倾斜与非均质性使钻头受力不平衡而造成井斜;第二就是钻柱力学方面的原因,即下部钻具受压发生弯曲变形使钻头偏斜并加剧钻头受力不平衡而造成井斜。
1、地层因素不同的地区、不同构造部位甚至不同的地层,井斜程度的显著差异表明地层因素往往就是影响井斜的主要原因。
①在倾斜的层状地层中钻进时,由于在层面交界处的岩石不能长时间支持钻压而趋向沿垂直面发生破碎,因而井眼下倾一侧的层面上形成小斜台,它对钻头施加一个横向作用力,把它推向地层的上倾方向,从而引起井斜这就就是所谓地层的“小变向器”作用。
地层倾角越大,成层性越强,钻压越大,这种作用也越大。
②沉积岩层不同方向的物性与强度就是有差异的,一般来就,垂直层面方向岩石的强度低,可钻性高,所以在钻经这种地层时,钻头总就是要保持沿这个破碎阻力最小的方向钻进的趋势,当地层呈倾斜状态时,这种自然趋势必然导致井斜。
③在软硬交错地层钻进时,可能产生突发性的严重井斜问题,当钻头从软地层进入硬地层时,由于钻头在A、B两侧的破碎阻力不均,使钻头的钻进方向向地层上倾方向倾斜,当钻头从硬地层进入软地层时,由于类似前面所述小变向器作用,迫使钻头沿地层上倾方向钻进。
④钻头在破碎呈倾斜的层状岩石时,牙齿在地层上倾方向一侧C形成较多的岩屑量。
由于两侧破碎的不均衡产生的增斜力,也迫使钻头改变方向。
⑤地层造斜力及计算模式。
(1)或(2)式中: －地层倾角,°;α－井斜角,°;W －钻压,。
地层本身并不存在造斜力,这里所说的地层造斜力,实质上就是与地层特性及钻压密切相关的使井眼偏斜的一种特殊作用。
用地层造斜力的概念解释与描述岩性比较稳定的地层与一个层段的井斜机理就是比较合实际情况的,但不适用于软硬交界面上突然发生的严重井斜问题。
2、下部钻具弯曲的影响下部钻具在钻压作用下发生弯曲就是引起井斜的另一个重要原因,其弯曲程度越严重,井斜也越严重,它对井斜的影响表现在两方面:①下部钻具弯曲使钻头偏斜(相对于井轴),其钻进的方向偏离原井眼轴线,直接导致井斜。
②下部钻具弯曲,使钻压改变了作用方向即不再沿井眼轴线方向施加给钻头,而就是偏斜了一个角度——即钻头偏斜角,从而产生一个引起井斜的横向偏斜力FB。
下部钻具组合自身的特性(包括与井眼的间隙)及钻压决定它的弯曲程度与对井斜的影响。
16、常规钻具组合:1、一开钻具组合深度根据上部平原组的底界确定,一般为:50～150m;Φ444、5mm P2 ＋Φ177、8mm钻铤×6根＋Φ127mm钻杆＋133方钻杆钻井参数:2、二开直井段钻具组合2、1 上部大井眼(1)不下技套时,采用塔式钻具组合:Φ244、5mmP2＋Φ177、8mm钻铤×6根＋Φ158、8mm无磁钻铤×1根＋Φ158、8mm钻铤×11 根＋Φ127mm钻杆钻井参数:Φ311、2mmP2＋Φ203、2mm无磁钻铤×1根＋Φ203、2mm钻铤×1根＋Φ310mm扶正器＋Φ203、2mm钻铤1根＋Φ310mm扶正器＋Φ203、2mm钻铤×3根＋Φ178、8mm钻铤×9根+Φ127mm钻杆+133mm方钻杆钻井参数:Ø311、2HA537+ Ø311扶正器+ Ø228、6减震器+ Ø311扶正器＋Ø228、6钻铤×1根+ Ø311扶正器+ Ø 228、6钻铤×2根+ Ø 203、2钻铤×7根+ Ø177、8钻铤×6根+ Ø 158、8上击器+ Ø127加重钻杆×7根+ Ø127钻杆+133mm方钻杆钻井参数:对可钻性差的海相地层:减震器的安放位置:直接安放在钻头之上减震效果最佳。
随钻震击器的安放位置:其结构复杂、壁厚受限,不能长期处于压缩弯曲状态,应安放在钻柱受拉部位。
一般安放在钻铤柱顶部效果最佳,如错误地放在中与点上,交替承受拉、压载荷会使其很快损坏。
2、2 下部8 1/2″井眼直井段防斜钻具组合(1)钟摆防斜钻具(2)满眼防斜钻具(3)偏心防斜钻具(4)光钻铤组合(1)钟摆防斜钻具Φ215、9mmPDC钻头＋Φ158、8mm无磁钻铤×1根＋Φ158、8mm钻铤×1根＋Φ214mm 扶正器＋Φ158、8mm钻铤×1根＋Φ214mm扶正器＋Φ158、8mm钻铤×18根＋Φ127mm 钻杆＋133mm方钻杆钻井参数:排量优选:一般Φ215、9mm井眼上返流速调整到1～1、5m/s,Φ244、5mm井眼上返流速调整到0、8～1m/s,Φ311、2mm井眼上返流速调整到0、6～0、8m/s。
力学理论基础:实际的井眼都就是倾斜的,钻柱某点将与井壁接触,称为上切点。
未加钻压时,作用在钻头处侧向力只就是钻头与上切点之间钻铤重量的横向分量,这个力称作钟摆力,使井眼趋于垂直;当施加钻压时,将在钻头处产生另一侧向力,此力使井眼偏离原来的方向。
这二个力的合力决定了钻进方向。
钟摆钻具使用特点:①钟摆钻具能用于不易井斜地区,在使用大钻铤条件下,保证较高钻压下钻出几乎垂直的井眼。
比使用光钻铤钻具可增加钻压,而不会增大井斜。
②钟摆钻具也就是一种有效的纠斜工具,并广泛应用于各油田。
钟摆钻具使用特点:③尽可能采用大尺寸钻铤加稳定器,形成的钟摆长,减斜效果好。
在具体操作中应严格控制钻压,避免因加压过大使稳定器以下出现新切点致使钟摆失效;还应与处理地层交界面与加强划眼结合起来。
④缺点:在直井内无防斜作用,与光钻铤一样由于刚度小不能有效控制井斜变化率。
为满足易斜区快速钻井的要求还须使用其她类型的防斜钻具。
钟摆钻具工作原理利用斜井内钻柱切点以下钻铤重量的横向分力把钻头压向井眼下方,以逐渐达到减小井斜的效果。
这个横向分力的作用犹如钟摆一样,故称之为钟摆力。
增加钟摆力的一个办法就是尽可能使用较大尺寸的钻铤,这样钻铤不容易被压弯,切点位置相对较高,利于减斜。
另一个办法就是在此切点略高的位置上安装稳定器,以提高切点位置,增大减斜力。