现场地层压力计算

1、1 1、地层孔隙压力和压力梯度(1)(1)地层孔隙压力Pp103fgH式中,PP地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MPqpf地层流体密度,g/cm3；g重力加速度,9.81m/s2；H该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度),s在陆上井中,H H 为目的层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度3pm,贝U,Ph10mgH式中,ph静液柱压力,MPapm钻井?密度,g/cm3；H目的层深度,m；g重力加速度,9.81m/s2.在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为 0.60.63.3m,3.3m,此高差在浅层地

2、层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计.(2)(2)地层孔隙压力梯度Gp龌pH式中Gp地层孔隙压力梯度,MPa/m其它单位同上式.2 2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度(1)(1)上覆岩层压力Po9.81103H(1)m式中Po上覆岩层压力,MPaH目的层深度,m；一一岩石孔隙度,%;P岩层孔隙流体密度,g/cm3；pm岩石骨架密度,g/cm3.(2)(2)上覆岩层压力梯度G旦GoH式中,G上覆岩层压力梯度,MPa/mPo-上覆岩层压力,MPaH7度(高度),E(3)(3)压力间关系在此处键入公式六、地层压力计算.zPOPpz式中,Po上覆岩层压力,MPaPp地层孔隙压力,MPabz有效

3、上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力),MPa3 3、地层破裂压力和压力梯度(1)(1)地层破裂压力( (伊顿法)Pf-(zPp)Pp式中,Pf地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井流体压力),MPa心一一地层的泊松比；o-z有效上覆岩层压力,MPaPp地层孔隙压力,MPa或PfPh%式中,R地层破裂压力.MPaPh液柱压力,MPaP试一一试验时地层破裂时的立管压力,MPa(2)(2)破裂压力当量密度fm9.81103旨式中,pf破裂压力当量密度,g/cm3；pm试验时所用钻井液密度,g/cm3；PL试验时地层漏失压力,MPaH裸眼段中点井深,E(3)(3)地层破裂压力梯度八Pf3RGf/

4、103m9.81H式中G地层破裂压力梯度,MPa/mR地层破裂压力,MPa4 4、冲动压力和抽汲压力计算(1)(1)层流情况下：psw(2)(2)紊流情况下:_20.2fLvDhDp式中,v环空流速,cm/s；nv4(2n1)0.4KLDhDpnDhDppsw.zlg(dc3.282)NT_一0.0684W、1g().zDp管子外径,cm；Dh井眼直径,cm；n流性指数,无因次；K稠度系数,达因.sn/cm2；L管柱长度,cm；p钻井液密度,g/cm3；f摩阻系数.5 5、摩阻系数计算fa/Reba(lgn3.93)/50b(1.75lgn)/76 6、环空流速计算下为正,起为负.(2)(2)

5、封闭、开口一开泵(划眼、活动套管) )：22DpDpiQ泵V1.5vp(0.51二7)DhDp-(D2D2)4(3)(3)开口一开泵(一般起下钻) )：22DpDpiQiv1.5Vp(0.5py)iDhDP-(Dh2D2)4式中,VP钻具平均起下速度,m/s；D)D)钻具外径,m；DDi钻具径,m；Dh井径,m；D泵排量,m/s；Q钻井液进入钻具的量.7 7、dcdc 指数方程计算：Re(DnDp)nv212n1K(2n3n1)(1)(1)封闭一关泵情况下(下钻下套管)：v1.5vp(0.5D2D.2)P式中,T钻时,min/m；N转盘转速,rpm；W-钻压,KN;D钻头直径,mmpn正常压力

6、层段地层水密度,g/cm3；pm实际使用的钻井液密度,g/cm3.8 8、正常趋向线通过下面的 dcdc 和井深之间的线性关系来表示:丫= =algx+balgx+bmM(igxjyM(igxjyii1m2M(lgx)M(lgx)12i1112M_1(lgK)y(lgK)yi1i12(igX(igXi)2i1a=a=ma(lgi1m2y,im(igxi2i12M-1mo(yi)21式中y井深,m；xdc指数；by轴截距；a斜率；回归相关系数七、压井计算公式1 1、关井立管压力计算：PdPmdPpPaPmaPpFd0.00981mH式中,Pmd钻柱钻井液液柱压力,MPaPp地层压力,MPaPa关

7、井套管压力,MPaPma环空受侵钻井液液柱压力,MPapm钻井液密度,g/cm3；myiiimai1M(igXi).zxi)2H井深,m；Pd关井立管压力,MPa2 2、装有钻具回压阀的关井立管压力PdPd1Pa式中,Pd关井立管压力,MPaPdi停泵时立管压力,MPaR关井时套管压力升高值,MPa3 3、在循环钻井液情况下求关井立管压力2PTPci式中,Pd关井立管压力,MPaPT压井时立管总压力,MPaPci压井时的循环压力,MPa4 4、压井所需钻井液的新密度计算：0.1020.102( (P PpP Pe) )mlH H式中,Pp地层流体压力,MPaPe附加压力,一般为(0.980-2

8、.940)MPaH井深,m；pml压井所需钻井液的新密度,g/cm3o5 5、压井循环时立管总压力计算：FTFdPcPe式中,Pd关井立管压力,MPaPc一定排量压井循环时钻柱钻头水眼环形空间流动阻力的循环压力,MPaPe考虑平衡平安时的附加压力,MPaPT立管总、压力,MPa6 6、初始循环压力计算：PTiPdRPe式中,Pf初始循环压力,MPaPd关井立管压力,MPaR低泵速下,如25、30、35、40、45、50冲/分记录下来的立管压力,MPaPe附加压力值,MPa7 7、终了循环压力计算：PPPPcfmPciPTf式中,pmi压井时所需钻井液密度,g/cm3；pm关井时钻柱未气侵钻井液

9、密度,g/cm3；.zPci不同排量循环时立管压力,MPaPTf用pmi钻井液密度循环终了时立管总压力,MPqPcf终了循环压力,MPa8 8、压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力PTiPdPCiPe式中,岛压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力,MPaPd关井立管压力,MPa；R压井流量下的循环压力,MPaPe平安附加压力,MPa9 9、压井钻井液到达钻头时的立管终了循环总压力式中,PTf压井终了循环总压力,MPa；pmi压井时所需钻井液密度,g/cm3；pd关井时钻柱未气侵钻井液密度(钻柱钻井液密度),g/cm3；Pci压井流量下的循环压力,MPa1010、压井钻井液从地面到达钻头时

10、所需时间+VdHtd60Qr式中,td压井钻井液从地面到达钻头时所需时间,min;Vd钻具容积,L/m；H井深,m；Q压井流量,L/s；Q=(1/31/2)Q;Q正常钻井时钻井泵实发流量,L/s.1111、压井钻井液充满环空所需循环时间VaH60Qr式中,ta压井钻井液充满环空所需循环时间,min；Va井眼环空容积,L/m；H井深,mQ压井流量,L/s;Q=(1/31/2)QQ正常钻井时钻井泵实发流量,L/so1212、油气上窜速度计算公式(1)(1)迟到时间法一H钻头H油V Vt静PTfmlci.z式中,V油气上窜速度,m/h；H油油气层顶部深度,mH钻头循环钻井液时钻头所在深度,mt退一一

11、钻头所在深度迟到时间,h；t一一从开泵循环到见到油气显示的时间,h；t静从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,ho(2)(2)相对时间法对于相同井径的井眼,应用该方法计算比拟简单,并且更准确.钻头深度等于油层顶部深度V VH H钻头t tit t静(t(tlt t2) )式中,V油气上窜速度,mh；H钻头一一循环钻井液时钻头所在深度(与油层顶部深度相等),m；ti一一循环时油气显示时间,h;12一一从开泵循环到见到油气显示的时间,h；t静从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,ho钻头深度大于油层顶部深度H油tiht2t静(ti3式中,V-油气上窜速度,mh；H油油气层顶部深度,m；ti一一循环时油气显

12、示时间,h;12从开泵循环到见到油气显示的时间,h；t静从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,h；h一油层厚度,moQ Q1.9751.9752 22D D井d d柱式中,D*井径或钻头直径,in；d柱钻柱外径,in；Q钻井排量,l/so3 3、钻井液循环时间计算V井V柱60Q式中,V井井筒容积,i；V柱钻柱体积,l;Q钻井排量,l/s;T钻井液循环一周的时间,min4 4、配钻井液所需粘土和水量的计算1 1粘土量的计算.土V水土水2 2水量的计算.式中,W所需粘土的重量,t;V所需钻井液量,m；P水水的密度淡水为1；p土粘土的密度,g/cm3；八、钻井液计算公式1 1、井钻井液量计算式中,V井钻井液量,m；D井径,in;H井深,kmo现场速算近似公式：式中,V井钻井液量,m；D井径,mH井深,m2 2、环空上返速度计算VD2H40.785D2H2H.zp钻井液的密