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钻井公式例题

钻井常用计算公式泥浆池体积计算:V=(A1+A2)/2 * (B1+B2)/2 *hV:体积m3 ;A1:上底长m;A2:下底长m;B1:上底宽m;B2: 下底宽m;H:高m井眼容积计算:理论公式:V=(π/4)*D2*HD:井径 m;H:井深 m;例:某井深2000m,使用93/4英寸(Φ247.0mm)钻头,计算井眼容积?解:根据理论公式:V=(π/4)*D2*H得:V=(π/4)*[(9.75*25.4)/1000]2*2000=96.3(m3)配制泥浆计算:W土=V泥ρ土(ρ泥-ρ水)/(ρ土-ρ水)V水=V泥- W土/ρ土W土:配浆用粘土量 t;V水:配浆用水量 m3;V泥:欲配泥浆量 m3 ;ρ土:配浆土密度 g/cm3;ρ水:配浆水密度 g/cm3;ρ泥:欲配泥浆密度 g/cm3;例:欲配密度为1.06 g/cm3的泥浆200m3需要ρ土2.4 g/cm3粘土多少吨?淡水多少吨?解:W土=200*2.4*(1.06-1.0)/(2.4-1.0)=20.6(t)V水=200-20.6/2.4=191.4(m3)管柱内容积、体积计算管柱内容积:V容=πd2L/40000管柱体积:V体=π(D2-d2)L/40000V容:管柱内容积 cm3V体:管柱体积 cm3D :管柱外径 cm3d :管柱内径 cm3L :管柱长度 m例:某井深3000m,钻具结构为:钻铤8英寸*100m+7英寸*100m+钻柱5英寸*2800m,计算钻具内容积和钻具体积。

(以知1英寸=2.54cm,8英寸钻铤内径为7.144cm,7英寸钻铤内径为7.144cm,5英寸钻杆内径为11.8cm)解:8英寸钻铤内容积V1=3.14*7.1442*100/40000=0.4(m3)7英寸钻铤内容积V2=3.14*7.1442*100/40000=0.4(m3)5英寸钻铤内容积V3=3.14*11.82*2800/40000=30.6(m3)钻具内容积= V1+ V2+ V3=0.4+0.4+30.6=31.4(m3)8英寸钻铤体积V4=3.14*(20.322-7.1442)*100/40000=2.84(m3)7英寸钻铤体积V5=3.14*(17.782-7.1442)*100/40000=2.08(m3)5英寸钻铤体积V6=3.14*(12.72-11.82)*2800/40000=4.85(m3)钻具总体积=V4+V5+V6=2.84+2.08+4.85=9.77(m3)钻柱外环形容积的计算V=π(D2-d2)H/4000V:环形容积 m3D:井眼直径 cmd:钻柱外径 cmH:井深 m例:某井深1800m,井眼直径24.4cm(95/8英寸)钻具为7英寸钻铤80m,5英寸钻杆1720m,计算环空容积。

解:7英寸钻铤外环空容积V1=3.14*(24.42-17.82)*80/40000=1.75(m3)5英寸钻铤外环空容积V2=3.14*(24.42-12.72)*1720/40000=58.6(m3)环空容积= V1+ V2=1.75+58.6=60.35(m3)泥浆流速计算V内=12.74*Q/d2内V外=12.74*Q/(D2-d2外)V内、V外:泥浆在钻具内、外流速m/sd内、d外:钻具内、外直径 cmD:井径 cm例:某井用24.4cm钻头,12.7cm钻杆钻井,泵排量为25t/s,求环空返速。

解:V外=12.74*25/(24.42-12.72)=0.73(m/s)加重计算W加=V原ρ加(ρ重-ρ原)/(ρ加-ρ原)W加:加重剂量 tV原:原泥浆体积 m3ρ加:加重剂密度 g/cm3ρ重:欲加重密度g/cm3ρ原:原泥浆密度g/cm3例:某井有密度为 1.18 g/cm3的泥浆150m3,欲将其密度提高到1.25 g/cm3,需密度为4.2 g/cm3的重晶石多少吨?解:W加=150*4.2*(1.25-1.18)/(4.2-1.18)=14.6(t)泵排量计算Q=n*KQ:泥浆泵排量 l/sn:每分钟冲数K:排量系数,各类泵K值可查表例:某井使用3NB-900泵双泵钻进。

其中1#泵缸套150mm,2#泵缸套130mm,两泵均为每分钟55冲,求循环排量?(查表150mm缸套K为0.283,130mm缸套K为0.212)解:Q=n*K=n*(K1+K2)=55*(0.283+0.212)=27.23(l/s)泥浆循环周计算T=(V井-V柱+V地)/60QT:泥浆循环一周所需时间 minV井:井眼容积 lV柱:钻柱体积 lV地:地面循环泥浆容积 lQ:泵排量 l/s例:某井2000m井深,使用216mm钻头,壁厚为11mm的141mm钻杆1850m,API177.8mm钻铤150m,泥浆泵排量为21.4 l/s,地面循环泥浆50m3,求泥浆循环一周所需时间?已知:V’井=36.31 l/m , V’钻杆=4.503 l/mV’钻铤=20.835 l/m ,H井=2000m,H钻杆=1850m,H钻铤=150m,Q=21.4 l/s ,V地=50*103=50000 l解:V井= V’井* H井=36.31*2000=72620(l)V柱= V’钻杆* H钻杆+ V’钻铤* H钻铤=4.503*1850+20.835*150=11455.8(l)代入公式中:T=(V井-V柱+V地)/60Q=(72620-11455.8+50000)/(60*21.4)=86.58(min)油气上窜速度计算V=[H-(60Q/V C )*T1]/T2V:油气上窜速度 m/hH:油层深度 mQ:泵排量 l/sT1:从开泵到油气显示时间 minT2:静止时间 hV C:钻具外每米环空容积 l/m例:用81/2英寸钻头,5英寸钻杆钻至2040米遇油层,18:00停泵起钻,次日14:00下钻完,开泵循环,泵排量25升/秒,14:20见油侵。

计算油气上窜速度?解:V C=23.63 l/mT1=14:20-14:00=20minT2=(24-18)+14=20h根据公式得:V窜={2040-[(60*25)/23.65]*20}/20=38.52(m/h)井喷压井计算ρ加重=ρ原+100(P立+P安全)/Hρ加重:加重泥浆密度 g/cm3ρ原:原浆密度 g/cm3P立:关井后稳定立管压力 MpaP安全:附加安全压力,一般定为1.5Mpa例:某井以密度为1.20克/厘米3的泥浆钻至3048米发生井漏,关井后立管压力稳定后为2.8Mpa,求压井泥浆密度应该为多少?解:根据公式得:ρ加重=1.20+100*(2.8+1.5)/3048=1.34(g/cm3)混浆计算混浆密度:ρ=(ρ1V1+ρ2V2)/(V1+V2)混浆数量:V2=V1(ρ-ρ1)/(ρ2-ρ)ρ1:井内泥浆密度 g/cm3ρ2:混入泥浆密度g/cm3ρ:混合后的泥浆密度g/cm3V1:井浆体积 m3V2:混入泥浆体积 m3例:某井中有密度为1.35g/cm3的泥浆150米3,均匀混入密度为1.50 g/cm3的泥浆40m3后,求混浆密度为多少?解:根据公式得:ρ=(1.35*150+1.50*40)/(150+40)=1.38(g/cm3)例:某井有密度为1.35 g/cm3的泥浆150米3,储备泥浆密度为1.80 g/cm3,要将井浆密度提到1.45 g/cm3,问需要混入多少储备泥浆?解:根据公式得:V2=150*(1.45-1.35)/(1.80-1.45)=42.86(m3)降低泥浆密度计算V轻=V原(ρ原-ρ)/(ρ-ρ轻)ρ:泥浆混浆后的密度 g/cm3例:井内有密度为1.20 g/cm3泥浆150米3,要将其密度降为1.15 g/cm3,需要加入1.05 g/cm3的轻泥浆多少米3?解:V轻=150*(1.20-1.15)/(1.15-1.05)=75(m3)当量循环密度计算ρ当=ρ静+YP/18.3(D-d)+PV*v/30.6(D-d)2ρ当:当量循环密度g/cm3ρ静:泥浆静密度g/cm3YP:动切应力 PaPV:塑性粘度 mPa·Sv:环空返速 m/sD:井眼直径 cmd :钻杆外径 cm例:某井泥浆静密度为1.30 g/cm3,用81/2英寸钻头,5英寸钻杆钻井,泥浆返速0.8m/s,塑性粘度为20mPa·s,动切应力为7.66Pa,求当量循环密度?解:ρ当=1.30+7.66/[18.3*(21.5-12.7)+20*0.8/[30.6*(21.5-12.7)2=1.30+0.0475+0.0067=1.35(g/cm3)卡点深度计算H=K9.8L/P=21A9.8L/PH:卡点深度 mL:钻杆连续提升时的平均伸长 cmP:钻杆连续提升的平均拉力 KNK:计算系数(K=21A)A:管体截面积 cm2例:某井于井深2000m处发生卡钻,井内钻具为59/16英寸钻杆(壁厚11mm),7英寸钻铤80m,10英寸三牙轮钻头。

测定卡点位置时,第一次上提拉力117.16kN,钻柱伸长23cm,第二次上提拉力156.8kN,钻柱伸长32cm,第三次上提拉力196kN,钻柱伸长41cm,求卡点深度?解:钻具平均伸长L为(23+32+41)/3=32(cm)钻具平均拉力P为(117.6+156.8+196)/3=156.8(kN)K=21A=21*(π/4)*(14.132-11.932)=945H=945*9.8*32/156.8=1890(m)泡解卡液量计算V=V1+V2V:泡解剂用量 m3V1:钻杆外解卡剂量m3V2:钻杆内解卡剂量 m3V1=钻杆外解卡剂浸泡高度(m)*每半环空容积*附加系数(附加系数取1.4)V2=钻杆内解卡液高度*钻具每米内容积例:某井深2000m,卡点1890m,采取注解卡剂浸泡,要求在1800m以下全部浸泡解卡剂,钻具内的解卡剂应在1700m处,求解卡剂用量?(井下有80m的7英寸钻铤,59/16英寸钻杆)解:钻杆外解卡剂总高度=2000-1800=200(m)钻杆内解卡剂高度=2000-1700=300(m)(其中有7英寸钻铤80m, 59/16英寸钻杆120m)每米环空容积:钻铤部分=21.92(l/m)钻杆部分=31.08(l/m)每米内容积:钻铤部分=4.008(l/m)钻杆部分=11.178(l/m)V=(80*21.92+120*31.08)*1.4+80*4.008+220*11.178=10456(l)≈10.5(m3)注解卡剂的最高施工泵压计算P最大=P压差+P流动P压差:钻具内外液柱差,MpaP流动:流动阻力,相当于单泵时的泵压,MpaP压差=(1/100)*(泥浆密度-解卡剂密度)*管内解卡剂液柱高例:上述例题中,泥浆密度为1.32 g/cm3,注入10.5 m3解卡剂(密度为1.10 g/cm3)时的最高泵压是多少?以知该井单泵循环时泵压为12Mpa。

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