钻井液现场有关计算

1、钻井液现场有关计算1、表观粘度 公式：AV=1/2×600 式中： AV 表观粘度，单位(mPa.s)。 600 600转读数。2、塑性粘度 公式：PV= 600 300 式中： PV 塑性粘度，单位(mPa.s)。 600 600转读数。 300 300转读数。3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788×(300PV) 式中： YP 动切力，单位(Pa)。 PV 塑性粘度，单位(mPa.s)。 300 300转读数。例题1：某钻井液测得600=35， 300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度： AV=1/2 ×600=1/2×

2、;35=17.5（mPa.s） 塑性粘度： PV= 600 300=3520=15（mPa.s） 屈服值： YP=0.4788×（ 300PV） =0.4788×（2015）=2.39（Pa） 答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。4、流性指数（n值） 公式：n= 3.322×lg(600÷ 300) 式中： n 流性指数，无因次。 600 600转读数。 300 300转读数。5、稠度系数（k值） 公式：k= 0.4788×300/511n 式中： k 稠度系数，单位（Pa.Sn)。 n 流性指数。

3、300 300转读数。例题2：某井钻井液测得 600=30， 300=18，计算流性指数，计算稠度系数 。 解： n=3.32×lg（600/300） =3.32×lg（30/18）=0.74 K=0.4788×300/511n =0.4788×18/5110.74 =0.085（Pa.s0.74） 答：流性指数是0.74 。稠度系数为0.085Pa.s0.74。 6、现场浓度计算 处理剂质量(t) 浓度(%) = ×100% 欲配处理剂溶液体积(m3) 例题3：欲配制聚合物胶液5m3，加KPAM 25kg，NPAN 75kg，问其胶液浓度为多

4、少？ 解：根据公式计算 浓度(%)=（25+75）/5000×100%=2% 答：胶液浓度为2%。例题4：欲配制浓度为1.5%的聚合物胶液5m3，KPAM:NPAN=1:2，问需用KPAM、NPAN各多少公斤？解：聚合物质量=1.5%×5=0.075(t)=75 (kg) KPAM=75/(1+2)×1=25（kg) NPAN=75/(1+2)×2=50（kg)答：需用KPAM 25kg，NPAN 50kg。7、溶液浓度的计算W1=×100%W1+W2百分比浓度，单位 %。W1溶质质量，单位 g。W2溶剂质量，单位 g。例题5：配制某种钻井液需

5、要溶解50g的NaCl于150g水中，求溶液中NaCl的质量分数。根据公式：=W1÷（W1+W2）×100% 得： =50÷（50+150）×100%=25%答：溶液中NaCl的质量分数为25%。8、浓度稀释计算 根据公式：W浓浓 = W稀稀 W稀= W浓浓÷稀因为： W水= W稀W浓 所以： W水=W浓（浓÷稀-1） 式中： W水 加水量。 W浓 稀释前的量。 浓 稀释前浓度，单位 % 。 稀 稀释后浓度，单位 % 。例题6：欲将10m3浓度为20%的烧碱水稀释至5%，需加水多少？解：根据公式W水=W浓（浓÷稀-1）得：

6、W水=10（20%÷5%-1）=30 (m3) 答：需加水30m3。例题7：欲将100kg质量分数20%的烧碱水稀释至5%，需加水多少千克？根据公式：W水=W浓（浓÷稀-1）得： W水=100（20%÷5%-1）=300kg答：需加水300kg。9、现场干粉处理剂加量计算 处理剂加量(t)=处理剂质量浓度(%)×钻井液量(m3)10、井筒钻井液量计算 公式： V井=1/4××D2×H 式中： V井 钻井液量，单位 m3。 圆周率，为 3.14。 D 钻头直径，单位 m。 H 井深，单位 m。 11、井眼钻具外环空钻井液量计算

7、 V环=1/4××(D2 d2)×H 式中： V环 钻井液量，单位 m3。 圆周率，为 3.14。 D 钻头直径，单位 m。 d 钻头直径，单位 m。 H 井深，单位 m。12、环空返速计算（一般216mm井眼11.5，311mm井眼0.60.8） 公式： Va=12.74×Q/(D2d2) 式中： Va 环空返速，单位 m/s。 Q 排量，单位 l/s。 D 钻头直径，单位 cm。 d 钻具直径，单位 cm。13、钻井液循环周计算 井筒钻井液量(m3)+地面循环钻井液量(m3) T循环= Q ×60 ÷1000 T循环 循环周时间，

8、单位 min。 Q 排量，单位 l/s。 例题8：某井用216mm钻头钻进至井深2850m，钻杆外径127mm，内径108.6mm，欲按循环周提高钻井液密度，计算循环一周钻井液所需的时间？（地面循环罐内钻井液总体积为108m3，排量为38l/s）解： T循环=（V地面+V井V钻杆）÷（60Q÷1000） =108+（3.14×0.2162×2850÷4）3.14×（0.12720.10862）×2850÷4÷（60×38÷1000） =（108+104.389.7）÷2.28

9、 =88.89（min）答：循环一周钻井液所需的时间为88.89min。14、油气上窜速度（迟到时间法） H钻头 V=（H油 ×t）÷t静 t迟式中： V 油气上窜速度，单位 m/h。 H油 油气层顶部，单位 m。 H钻头 钻头位置，单位 m。 t迟 迟到时间，单位 min。 t静 停泵总静止时间，单位 h。 t 从开泵到见到油气时间，单位 min。或：油气上窜速度（相对时间法） H油× t1h×t2 V= t静（ t1 t2）式中： V 油气上窜速度，单位 m/h。 H油 油气层顶部，单位 m。 h 油层厚度，单位 m。 t1 循环时油气显示时间，单位

10、 min。 t2从开泵到见到油气时间，单位 min。 t静 停泵总静止时间，单位 h。例题9： 某井16日18：00钻至井深4125m，循环至19：00短起下钻，22：30开泵循环测后效，49min测得钻井液密度下降，气测全烃值升高，计算油气上窜速度？（已知：油顶3975m，4125m迟到时间为52min，循环排量为35l/s） 解：V=（H油H钻头÷t迟×t）÷t静 =（39754125÷52×49）÷3.5 =25.14（m/h） 答：油气上窜速度为25.14m/h。15、迟到时间的计算 公式： t迟=16.67×V环&

11、#247;Q 式中： t迟 从井底上返时间，单位 min。 V环 环空钻井液体积，单位 m3。 Q 循环排量，单位 l/s。例题10：某井用216mm钻头钻进至井深3850m，钻杆外径127mm，计算该井迟到时间？（排量为38l/s） 解：V环=1/4××(D2 d2)×H =1/4×3.14 ×(0.2162 0.1272)×3850=92.26(m3) t迟=16.67×V环÷Q =16.67×92.26÷38=40.47(min) 答：该井迟到时间40.47min。16、提高钻井液密度计算

12、 V原加（重原） W加= 加重 式中： W加 加重材料用量，单位 t。 V原 欲加重钻井液体积，单位 m3。加 加重材料的密度，单位 g/cm3。 重 钻井液欲加重至密度，单位 g/cm3。 原 原钻井液的密度，单位 g/cm3。例题11：某井在打开油层前，共有密度为1.15g/cm3的钻井液200m3，现根据油层压力欲将密度提高到1.35g/cm3，问需用密度为4.0g/cm3的加重剂重晶石多少吨？解：根据公式 W加=V原加（重原）/（加重） =200×4.0×（1.351.15）/（4.01.35） =60.4（t）答：需用密度为4.0g/cm3的加重剂重晶石60.4t

13、。17、混入钻井液密度计算 V原×原V混×混 = V原V混 式中： 混入后钻井液密度，单位 g/cm3。 V原 原钻井液体积，单位 m3。原 原钻井液密度，单位 g/cm3。 V混 欲混入钻井液体积，单位 m3。 混欲混入钻井液密度，单位 g/cm3。18、压井钻井液密度计算 P立P安全 加重= 原 0.0098× H 式中： 加重 压井钻井液密度，单位 g/cm3。 原 原钻井液密度，单位 g/cm3 。P立 关井后立管压力，单位 MPa。 P安全 安全附加压力，单位 MPa。 油井安全附加压力为：1.53.5 MPa，气井安全附加压力为：35 MPa。 或：

14、P立 加重= 原安全 0.0098× H 加重 压井钻井液密度，单位 g/cm3。 原 原钻井液密度，单位 g/cm3 。P立 关井后立管压力，单位 MPa。 安全 安全附加系数，单位 g/cm3。 油井安全附加系数为：0.050.1 g/cm3，气井安全附加系数为：0.070.15 g/cm3。例题12：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深3200m，井内钻井液密度1.25g/cm3。关井10min后测得关井立压5MPa，求压井密度？ 解： 加重= 原+P立÷(0.00981×H)+ 安全 =1.25+5÷(0.00981×32

15、00)+0.15 1.56（g/cm3） 答：压井钻井液密度为1.56g/cm3。例题13：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深3200m，井内钻井液密度1.25g/cm3。关井10min后测得关井立压5MPa，求压井密度？ 解： 加重= 原+(P立 P全)÷(0.00981×H) =1.25+(55)÷(0.00981×3200) 1.57（g/cm3） 答：压井钻井液密度为1.57g/cm3。19、计算钻井液密度 =102×（Pp+Pe）÷H 式中： 钻井液密度，单位 g/cm3。 Pp 地层压力，单位 MPa。 P

16、e 安全附加压力，单位 MPa。 H 井深，单位 m。例题14：已知地层压力Pp=34MPa，压力附加值Pe=3MPa，井深H=3200m，计算钻井液密度。 解：=102×（Pp+Pe）/H =102×（34+3）/3200 =1.18（g/cm3） 答：钻井液密度为1.18g/cm3。20、膨润土含量计算 膨润土含量(g/l)=14.3×消耗亚甲基兰溶液体积(ml)÷取钻井液体积(ml)21、钻井液固相含量有关计算 含水体积(%)=蒸馏出水的体积÷取钻井液体积×100% 含油体积(%)=蒸馏出油的体积÷取钻井液体积

17、5;100% 固相含量(%)=100%含水体积(%)含油体积(%)例题15：某井为淡水混油钻井液，固相平均密度为2.95g/cm3，取20ml钻井液蒸出15ml水和1.6ml油。计算此钻井液的总固相、油、水、加重剂体积分数。（重晶石密度为4.29g/cm3，粘土密度为2.4g/cm3。） 解：水=15/20×100%=75% 油=1.6/20×100%=8% 固=100%-75%-8%=17% 加重剂=（固低）÷（加低）×固 =（2.952.4）÷（4.292.4）×17%=4.9% 答：钻井液得总固相、油、水、加重剂的体积分数分别为

18、17%、8%、75%和4.9% 。 22、计算岩屑密度 D=1÷（2s） 式中： D 岩屑密度，单位 g/cm3。 s 岩屑筛选后加入密度计中使其读数为1.00，加满淡水后的读数。 例题16：某地层岩屑筛选后加入密度计中使其读数为1.00，加满淡水后读数为1.60，求其密度？ 解：根据公式： D=1/（2s）得： =1/（21.60） =2.5（g/cm3） 答：其密度为2.5g/cm3。23、岩屑输送比（净化系数，要求>0.5） RT=1VS÷Va 式中： RT 岩屑输送比。 VS 岩屑滑落速度，单位 m/s。 Va 环空返速，单位 m/s。24、岩屑滑落速度（要求

19、0.5） 公式： Vs=0.071×D（）0.667÷（×FV）0.333 式中： Vs 岩屑滑落速度，单位 m/s。 D 岩屑直径，单位 mm。 岩屑密度，单位 g/cm3。 钻井液密度，单位 g/cm3。 FV 表观粘度，单位(mPa.s)。例题17：某井钻进时测得D=12mm，=2.5g/cm3，=1.2g/cm3，FV=16mPa.s，求该井岩屑滑落速度。 Vs=0.071D（）0.667/（FV）0.333 =0.071×12（2.51.2）0.667/（1.2×16）0.333 =0.379（m/s）答：该井岩屑滑落速度是0.379

20、m/s。25、环空剪切速率计算 1=1200×Va÷（Dd） 式中： 1 环空剪切速率，单位 s-1。 Va环空返速，单位 m/s。 D 钻头直径，单位 cm。 d 钻具直径，单位 cm。26、管内剪切速率计算 2=1200×V÷D 式中： 2 管内剪切速率，单位 s-1。 V 管内速度，单位 m/s。 D 管具内径直径，单位 cm。27、泥饼粘附系数计算 公式： Kf=M×0.845×10-2 式中： Kf 泥饼粘附系数。 M 扭矩，单位 N·m。28、Z值计算（>808为紊流，<808为层流）（DD）n

21、15;Va2-n×Z=1517.88×500n×n0.387×K例题18：已知井径D=21.6cm，钻杆外径D=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，钻井液密度=1.18g/cm3， n=0.6，K=0.176Pa.sn，计算Z值。 Z=1517.88×（DD）n×Va2-n×/500n×n0.387×K =1517.88×（21.612.7）0.6×1.042-0.6×1.18/5000.6×0.60.387×0.176 =1168答：Z值为116

22、8。29、计算K值 PV K= 1075n0.11912000Va/（DD） n-1例题19：已知塑性粘度PV=9.8mPa.s，n=0.6，环空返速Va=1.04m/s，井径D=21.6cm，钻杆外径D=12.7cm，计算K值。 K=PV/1075n0.11912000Va/（DD） n-1 =9.8/1075×0.60.11912000×1.04/（21.6 12.7）0.6-1 =0.176（Pa.s0.6） 答：K值是0.176Pa.s0.6。30、计算塑性粘度 FV0.112×YP（DD） PV= Va例题20：已知环空视粘度FV=12.7mPa.s，动

23、切力YP=3Pa，井径D=21.6cm，钻杆外径D=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，计算塑性粘度（PV）。 PV=FV0.112×YP（DD）/Va =12.740.112×3×(21.612.7)/1.04 =9.825（mPa.s）答：塑性粘度是9.825mPa.s。31、计算视粘度 YP×（DD） FV=PV+0.112× Va例题21：已知某井钻井液PV=15mPa.s，YP=2Pa，D=21.6cm，D=12.7cm，Va=1.2m/s，n=0.6，K=0.2Pa.s，求宾汉流体的视粘度。 FV=PV+0.112×

24、;YP×（DD）/Va =15+0.112×2×（21.612.7）/1.2 =16.66（mPa.s）答：宾汉流体的视粘度为16.66mPa.s。32、计算临界流速 20626×n0.387×K×2.54n Vc=0.00508×1/（2-n） （DD）n× Vc临界流速，单位 m/s。例题22：某井n=0.6，K=0.25Pa.sn，D=21.6cm，D=12.7cm， =1.25g/cm3，求临界流速Vc。 Vc=0.00508×20626×n0.387×K×2.54n

25、/（DD）n×1/（2-n） =0.00508×20626×0.60.387×0.25×2.540.6/（21.612.7）0.6×1.251/（2-0.6） =0.985（m/s）答：该井临界流速是0.985m/s。33、当量循环密度 ECD=+ 式中： ECD当量循环密度，单位g/cm3。 钻井液密度，单位g/cm3。 静钻井液密度，单位g/cm3。例题23：某井钻井液在井底循环时，产生当量循环密度为1.60g/cm3，钻井液密度为1.35g/cm3，求静钻井液密度。 根据公式 ECD=+ =ECD =1.601.35 =0.25

26、（g/cm3） 答：静钻井液密度为0.25g/cm3。34、氯离子计算 C(AgNO3)×V(AgNO3) (Cl-)=×1000×35.45 V样 式中： (Cl-) 氯离子质量浓度，单位 mg/l。 c(AgNO3)AgNO3标准溶液的摩尔浓度，单位 mg/l。 V(AgNO3)消耗的AgNO3体积，单位 ml。 V样取样品体积，单位 ml。35、钙离子计算 C(EDTA)×V1 (Ca2+)=×1000×40.08 V样 式中： (Ca2+) 钙离子质量浓度，单位 mg/l。 C(EDTA)EDTA标准溶液的摩尔浓度，单位 mg

27、/l。 V1第一次滴定消耗的EDTA体积，单位 ml。 V样取样品体积，单位 ml。36、镁离子计算 C(EDTA)× (V2 V1) (Mg2+)=×1000×24.3 V样 式中： (Mg2+) 镁离子质量浓度，单位 mg/l。 C(EDTA)EDTA标准溶液的摩尔浓度，单位 mg/l。 V1第一次滴定消耗的EDTA体积，单位 ml。 V2两次滴定消耗的EDTA体积，单位 ml。 V样取样品体积，单位 ml。37、硫酸根离子计算CBaVBaCEDTAVCa-Mg CEDTA VEDTA (SO42-)=×1000×96.06 V样 式中：

28、(SO42-) 硫酸根离子质量浓度，单位 mg/l。 CEDTAEDTA标准溶液的摩尔浓度。 CBa钡镁混合液的浓度，单位 mol/l。 VBa加入钡镁液的体积，单位 ml。 VCa-Mg测定水样钙镁消耗EDTA体积，单位 ml。VEDTA消耗EDTA体积，单位 ml。 V样取样品体积，单位 ml。38、氢氧根、碳酸根、碳酸氢根离子计算（1）当P=0，M0时，只有HCO3-存在C(HCL)×M (HCO3-)=×1000×61.02 V样（2）当P=M，时，只有CO32-存在C(HCL)×2P (CO32-)=×1000×30.01

29、V样（3）当P>M时，只有OH-和CO32-存在C(HCL)×(PM) (OH-)=×1000×17.01 V样C(HCL)×2M (CO32-)=×1000×30.01 V样（4）当P<M时，只有CO32-和HCO3-存在C(HCL)×(MP) (HCO3-)=×1000×61.02 V样C(HCL)×2P (CO32-)=×1000×30.01 V样（5）当M=0， P0时，只有OH-存在C(HCL)×P (OH-)=×1000×

30、17.01 V样C(HCL)HCL标准溶液的浓度，单位mol/l。(OH-)氢氧根离子的质量浓度，单位mol/l。(CO32-)碳酸根离子的质量浓度，单位mol/l。(HCO3-)碳酸氢根离子的质量浓度，单位mol/l。P酚酞指示剂消耗HCL的体积，单位ml。M甲基橙指示剂消耗HCL的体积，单位ml。V样取样品体积，单位 ml。39、污染处理计算Vc×MaW=×10-3×C×V×Va×Mc式中：W消除污染物所需处理剂的质量，单位 kg。Vc污染物离子化合价。Ma处理剂相对分子质量。Va处理剂离子化合价。Mc污染物相对分子质量。C污染物离子含量，单位 mg/L。V污染钻井液体积，单位 m3。钻井液组分体积数，单位 %。例题24：某钻井液经组分分析知，水相占75%。滤液分析知，Ca+=1000mg/L，Mg+=1800mg/L，钻井液体积为180m3。理论计算沉除Ca+、Mg+应加纯碱、烧碱各多少千克？解：Ca+=1000mg/L；Mg+=1800mg/L；Ca+、Mg+化合价为+2价，OH-化合价为-1价，CO3=化合价为-