1、常用各种钻井计算一、 压井基本数据计算1、 关井立管压力Pd+Pmd=Pp=Pa+Pma关井到压力平稳所需时间与地层渗透性有关。渗透性良好地层 10-15min,致密地层时间较长。如压力难 以平稳,当其上升很 缓慢后即可取值。如 钻具装上了回压凡尔,关井后立管表上 读不出压力,可在关井条件下,用 泵以很小排量想钻柱内缓慢注入泥浆,顶开回 压凡尔。当套 压有明显升高时(节流器不能打开),停泵,同时读立管压力。如读立管压力时套压已上升一个值, 则在读的立管压力值上减去套压的增值即为关井立压。Pd=Pd-(Pa-Pa)Pd-套压有明显升高停泵前立压Pa-停泵前压Pa-关井套压Pd-关井立压2、 压井
2、泥浆密度m1=m+102Pd/Hm1-压井用泥浆密度,g/cm 3m-原浆密度,g/cm 3Pd-关井立管压力,MPaH-井深,m3、 重浆由井口到钻头时间T=HV/(60Q)H-井深(钻柱长), mV-钻 柱每米内容积, l/mQ-循 环 排量,l/m二、井内压力平衡1、压力平衡关系2、波动压力计算三、循环管路压力降循环管路压力降由钻杆内、钻铤内、 钻杆外环空和钻铤外环空以及地面管汇各部分压力降组成的。目前计算管内和环空循环压力降公式很多,不同泥浆流型、流态有各自不同的计算公式。有些公式十分繁杂, 计算不方便,并且各公式在不同地区、不同情况下的准确性不同,下面公式为半经验公式被现场证实为比较
3、可靠而又较简单的计算公式。1、管内循环压力降0.80.2Q1.8Pi=0.12 Ld4.8Pi-管内循 环压 力降,Mpa-泥浆塑性粘度 ,mpasL-管路长度,md-管路内径 ,cm2、环空循环压力降0.80.2Q1.8P0=0.12 L(Dh-Dp)3(Dh+Dp)1.8P0-环空循环压力降,Mpa-泥浆塑性粘度 ,mpasL-管路长度,md-管路内径 ,cmDh-井眼直径, cmDp-钻具直径, cm对于上述两式中塑性粘度 值,如用清水 钻进,由于无法测得其塑性粘度,可以用 =3.2 代入,近似计算。循环系统中,钻杆段和钻铤段内、外流道尺寸均不同, 为了简化及今后水力参数计算分别列出钻杆
4、段管内、环空和钻铤段管内、环空循环压力降计算公式:1 1P1=0.120.80.2Q1.8( + )Lpdpi4.8 (Dh-Dp)3(Dh+Dp)1.81 1P2=0.120.80.2Q1.8( + )LcDci4.8 (Dh-Dc)3(Dh+Dc)1.8式中:P1-钻杆段管内和环空压降之和,MpaP2-钻铤段管内和环空压降之和,Mpadpi-钻杆内径,cmdCi-钻铤内径,cmdp-钻杆外径 ,cmdC-钻铤外径,cmDh-井径 ,cmLp-钻杆长度,cmLC-钻铤长 度,cm地面管汇循环压力降,现场常用的方法是,按 150 米 5 英寸钻杆的管内压力降来计算.0.80.2Q1.8P3=0
5、.12 150ds3式中:P3-地面管汇循环压力降,Mpads-5 英寸钻杆内径,cm总之,循环系统压力降 Pc 等于 P1、P2、P3 之和,由于水力参数 是在井眼、钻具 、泥 浆性能一定的条件下,对各井深而言,地面管 汇长度和钻铤长度与井深无关,只有钻杆长度与井深有关。故可将循环系统压力降公式简化为:Pc=0.80.2Q1.8(mLp+n)m 与井深有关的水力损失系数,只与 钻杆段管内、外几何尺寸有关,n 为与井深无关的水力损失系数,与地面管汇、 钻铤段流道几何尺寸有关,与地面管 汇、钻铤段长度有关。1 1m=0.12( + )dpi4.8 (Dh-Dp)3(Dh+Dp)1.8Lc Lc
6、150n=0.12( + + )dci4.8 (Dh-Dc)3(Dh+Dc)1.8 ds4.83、钻头压力降Q2Pb=0.05C2A02式中 -泥浆密度,g/cm 3Q-泥浆排量,l/sC-喷嘴流量系数,无因次A0-喷嘴出口截面积,cm 2Pb-钻头喷嘴压力降, Mpa如将喷嘴出口面积用当量直径表示,则Q2Pb=0.081C2de4其中 de 喷嘴当量直径,cmde=d12+d22+dn2式中 d1、d2、dn 表示各喷嘴直径。4、钻头水功率Q3Nb=0.05C2A02或 Q3Pb=0.081C2de45、射流喷射速度QV0=10A0式中 V0-射流喷速, m/s 有多个喷嘴, A0为各个喷嘴出口截面积之和。如各喷嘴出口面积不相等,可将几个 喷嘴视为并联管路。根据水力学并联管路各支路压力降相等原理,由喷嘴压力降 计算式可以得到结论,不同面积喷嘴组合,通 过各喷嘴喷速是相同的。6、射流冲击力Q2Fj=100 A0Fj-射流冲 击力,千牛上式计算的是喷嘴出口射流冲击力,但该冲击力越大,射流对井底作用力也越大。