修井相关计算讲解

1、 修井相关计算讲解修井相关计算讲解井下作业分公司井下作业分公司20152015年年1010月月中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 井下作业注水泥塞最主要计算的参数有水井下作业注水泥塞最主要计算的参数有水泥浆用量泥浆用量 水泥浆密度水泥浆密度 配制水泥浆所用清水和配制水泥浆所用清水和填加剂用量等。填加剂用量等。一、注灰计算渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司计算前需要录取的数据:套管内径d1(m)注灰管柱内径d2(m)注灰管柱外径D2(m)灰塞厚度h(m)灰面深度H（m）清水密度0(t/m3,一般取1)干水泥密度1 (t/m3 ,一般取3.15)水泥浆密度2(t/m3)d2D2d

2、1hH渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司式中式中 V水泥浆用量，水泥浆用量，m3； K附加系数（附加系数（1.1 -1.5），其取值原则是井深多取，井浅少），其取值原则是井深多取，井浅少取，井径小多取，井径大少取，水泥塞短多取，水泥塞长少取。取，井径小多取，井径大少取，水泥塞短多取，水泥塞长少取。水泥浆体积的计算水泥浆体积的计算 V=khd12/4渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司式中式中 V1干水泥用量干水泥用量(体积体积)，m3； V0清水用量清水用量(体积体积)，m3；两个守恒公式两个守恒公式V2=V1 1 +V00V=V1 +V0渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作

3、业分公司G= V 1( 2- 0)/( 1- 0)式中式中 V水泥浆用量，水泥浆用量，m3； G干水泥用量，干水泥用量，t；干水泥量计算干水泥量计算渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司 V0= (V 2 G)/ 0式中式中 V0清水用量，清水用量， m3； V水泥浆用量，水泥浆用量，m3； G干水泥数量，干水泥数量，t；清水用量清水用量渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司套管、油管内容积、管排量计算套管、油管内容积、管排量计算S套= d12/41m S油= d22/41m S排=(D2-d2)2/41m 式中式中 S套套每米套管内容积，每米套管内容积，m3； S油油每米油管内容

4、积，每米油管内容积，m3； S排排每米油管管排，每米油管管排，m3；渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司顶替量计算顶替量计算V顶=H-V/(S套-S排)S油+V地式中式中 V顶顶顶替液用量顶替液用量,m3; V地地地面管线附加量地面管线附加量,根据实际情况选取根据实际情况选取,m3; S套套每米套管内容积，每米套管内容积，m3； S油油每米油管内容积，每米油管内容积，m3； S排排每米油管管排，每米油管管排，m3；中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 某井套管内径为161.7mm，预在该井用密度为1.85g/cm3的水泥注100m水泥塞，试求需袋装干水泥多少袋？已知1袋干水泥50

5、kg，密度为3.15g/cm3，内径161.7mm套管内容积为20.5L/m，配浆为理论数的1.1倍，袋数用整数)。中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 提拉法测卡点，多用于在打捞中判断卡点提拉法测卡点，多用于在打捞中判断卡点位置，以便于确定倒扣悬重、确定管柱切割的位置，以便于确定倒扣悬重、确定管柱切割的准确位置、了解套管损坏的准确位置、确定管准确位置、了解套管损坏的准确位置、确定管柱被卡类型。柱被卡类型。二、提拉法测卡点渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司提拉法测卡点操作提拉法测卡点操作 上提钻具比卡前悬重多4998千牛（510吨），记录这时的拉力P1，同时齐转盘面在方钻杆或钻

6、杆上作一记号1。再用比P1大98196千牛（1020吨）的拉力上提钻具，记下这时的拉力P2，同时齐转盘面在方钻杆或钻杆上作记号2。测量记号1与记号2之间的距离1， 1就是自由钻具的伸长，为精确可靠，可多提几次，分别用拉力P3、P4上提，记录记号3、记号4，并测量出2、3，取P2一P1、P3P1、P4-P1的平均拉力P（kN），取1、2、3、的平均值作为自由钻具的平均伸长量 (cm)。渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司理论计算法理论计算法H=EF/P式中式中 H卡点深度卡点深度,m； E钢材弹性模数，钢材弹性模数，2.1104kN/cm2； F管柱环形截面积，管柱环形截面积，cm2；渤

7、海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司经验公式计算法经验公式计算法H=K/P式中式中 H卡点深度卡点深度,m； K计算系数，常用值可查表得出；计算系数，常用值可查表得出；外径（mm）壁厚（mm）内径(mm)F（cm2）KAPI钻杆11410.9292.535.4774501279.195108.634.037150739.1954.618.433870API套管139.76.20127.326.005460139.77.72124.331.916700139.79.17121.437.517880该表中的K值对应P的单位为kN渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司复合管柱卡点计算法（

8、以三截管柱为例）复合管柱卡点计算法（以三截管柱为例）先计算每截管柱在该拉力下的绝对伸长：先计算每截管柱在该拉力下的绝对伸长：L1=L1P102/（EF1）L2=L2P102/（EF2）L3=L3P102/（EF3）式中式中 L1、L2 、L3自上而下三种钻具伸长自上而下三种钻具伸长,cm； L1、L2 、L3自上而下三种钻具下井长度，自上而下三种钻具下井长度，m； F1 、F2 、 F3自上而下三种钻具截面积，自上而下三种钻具截面积，cm2；渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司复合管柱卡点计算法（以三截管柱为例）复合管柱卡点计算法（以三截管柱为例） 判断卡点所在的大略位置：判断卡点所在

9、的大略位置： 分析与L1 +L1 +L1 值的关系： 如果 L1 +L2 +L3 ，说明卡点在三截管柱以下； 如果L1 +L2 +L3 L1 +L2 ，说明卡点在第三段上； L1 +L2 L1 ，说明卡点在第二段上； L1，说明卡点在第一段上； 计算计算L1 +L2 +L3 L1 +L2 时的卡点位置：H=L1+L2+(- L1 -L2) EF/P渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司钻具允许扭转圈数钻具允许扭转圈数钻具允许扭转圈数：钻具允许扭转圈数：N=KH式中式中 N允许扭转圈数，圈；允许扭转圈数，圈； K扭转系数，圈扭转系数，圈/m（参见下表）；（参见下表）； H卡点深度，卡点深度

10、，m；外径（mm）扭 转 系 数 （圈/米）D级E级P105级730.007030.009570.0134890.005770.007870.011011140.004490.006120.008561270.004040.005510.00771中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 某井人工井底1530m，用73mm油管冲砂至1520m时发生砂卡，测卡点第一次上提负荷200kN，管柱伸长150cm，第二次上提负荷300kN，管柱伸长180cm，第三次上提负荷400kN，管柱伸长210cm，试计算卡点位置（K值2450）。中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 洗压井是井下作业中的重

11、要工序，相关计洗压井是井下作业中的重要工序，相关计算中涉及压力、密度、体积、流速等数据，知算中涉及压力、密度、体积、流速等数据，知识点较多，较为复杂识点较多，较为复杂。三、洗压井相关计算渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司计算前需要录取的数据:套管内径d1(m)；管柱内径d2(m)；管柱外径D2(m)；油层中部深度H（m）管柱下深h（m）；清水密度0(t/m3,一般取1)；原修井液密度原 (t/m3 )；泵排量Q（L/S）；立管压力P立（MPa）；套管压力P套（MPa）d2D2d1H洗压井计算数据录取洗压井计算数据录取油层h渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司套管、油管内容积、

12、管排量计算套管、油管内容积、管排量计算S套= d12/41m S油= d22/41m S排=(D2-d2)2/41m 式中式中 S套套每米套管内容积，每米套管内容积，m3； S油油每米油管内容积，每米油管内容积，m3； S排排每米油管管排，每米油管管排，m3；渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司修井液循环一周所用时间修井液循环一周所用时间T= 16.67（S套套-S排排）h/Q式中：式中： T 修井液循环一周的时间修井液循环一周的时间,min；渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司修井液上返速度计算修井液上返速度计算v返=10-3 Q/（S套套-S排排- S油）（正循环）（正循环

13、）v返= 10-3 Q/S油（反循环）（反循环）式中：式中： V 返返 修井液上返速度修井液上返速度 ,m/s； 正常洗井对外径正常洗井对外径139.7mm套管井排量一般控制在套管井排量一般控制在400L/min-500L/min，注水井洗井排量可增至注水井洗井排量可增至580L/min，高压油气井的出口喷量控制在，高压油气井的出口喷量控制在50L/min以以内。对内。对D177.8mm以上套管井排量大于等于以上套管井排量大于等于700L/min。（。（SY/T 5587.5-2004标准）标准）渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司压井用压井液密度的确定压井用压井液密度的确定关井压力：

14、P立+P管=P地=P套+P环式中：式中： P 管管钻柱内修井液压力，钻柱内修井液压力，MPa; P 地地地层压力，地层压力，MPa; P 环环环空内修井液柱压力，环空内修井液柱压力，MPa. 渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司压井用压井液密度的确定压井用压井液密度的确定压井用压井液密度计算：压压=原原+100P立立/H +e 或或 压压= 原原+ 100(P立立+Pe)/H式中：式中： 压压压井用修井液密度，压井用修井液密度，g/cm3; e安全附加当量修井液密度，安全附加当量修井液密度，g/cm3(油井油井 0.05-0.10 g/cm ；气井；气井0.07-0.15g/cm );

15、 Pe附加压力，附加压力，Mpa；（油井；（油井1.5-3.5；气井；气井3.0-5.0），MPa. 渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司压井液加重用加重材料的计算压井液加重用加重材料的计算压井液加重材料用量：G加加=加加V原原（压压-原原）/（加加-压压）式中：式中： G加加所需加重剂的重量所需加重剂的重量,t； 加加加重材料的比重，加重材料的比重，g/cm ； 原原加重前修井液比重，加重前修井液比重，g/c m ； 压压加重后修井液比重，加重后修井液比重，g/cm ； V原原加重前的修井液体积加重前的修井液体积,m（井内和井外）；（井内和井外）；渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作

16、业分公司压井液稀释用水量的计算压井液稀释用水量的计算压井液稀释用水量：G0=0V原原（ 原原-稀稀）/（稀稀-0）式中：式中： G0稀释所用水量稀释所用水量,t； 0水的比重，水的比重，g/cm ； 原原稀释前修井液比重，稀释前修井液比重，g/cm ； 稀稀稀释后修井液比重，稀释后修井液比重，g/cm ； V原原稀释前的修井液体积稀释前的修井液体积,m（井内和井外）；（井内和井外）；中国石油注注 水水 泥泥 塞塞 计计 算算 修井施工中设计重量、质量、体积、密度修井施工中设计重量、质量、体积、密度、压强、力学等多种单位，且有英制、公制、压强、力学等多种单位，且有英制、公制、等区别等区别。四、单

17、位换算渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司K，M的含义的含义K，即kilo（千）,1000，103M，即million（百万）,1000000，106渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司科学记数法科学记数法 科学记数法是一种数学专用术语。将一个数X表示成 a乘以10的n次幂的形式，其中1|a|10，n为整数，这种记数方法叫科学记数法。 例如920000可以表示为9.2105，读作9.2乘10的5次方。 0.0004可以表示为410-4，读作4乘10的负4次方。 X=a10n，Y=b10m， 则XY=ab10（n+m），X/Y=a/b10（n-m） 渤海钻探井下作业分公司渤海钻探

18、井下作业分公司部分单位换算部分单位换算长度单位：1mm=10-1cm=10-3m即1m=102cm=103mm面积单位：1mm2=10-2cm2=10-6m2即1m2=104cm2=106mm2体积单位：1mm3=10-3cm3=10-6L=10-9m3即1m3=103L=106cm3=109mm3质量单位：1g=10-3kg=10-6t即1t=103kg=106g压力单位：1Pa=10-3kPa=10-6MPa，即1MPa=103kPa=106Pa时间单位：1s=1.6710-2min=2.7810-4h，即1h=60min=3600s密度单位：1g/cm3=1kg/L=1t/m3渤海钻探井下作业分公司渤海钻探井下作业分公司新旧单位换算新旧单位换算项目新单位旧单位换算关系力兆牛（MN）吨（T）1吨9.8千牛千牛（KN）公斤（kg）1公斤9.8牛顿牛顿（N）克（g）力矩千牛米公斤米1公斤米0.0098千牛米压力压强兆帕（MPa）公斤/厘米2（a t）1at=0.098MPa千帕（KPa）克/厘米2克/厘米2=98Pa帕斯卡（Pa）达因/厘米达因/厘米2=0.1Pa粘度帕斯卡秒（Pas）泊1泊=0.1 PasPas