鉆井液現(xiàn)場有關(guān)計(jì)算附例題及答案.doc

鉆井液現(xiàn)場有關(guān)計(jì)算1、表觀粘度 公式：AV=1/2600 式中： AV 表觀粘度，單位(mPa.s)。 600 600轉(zhuǎn)讀數(shù)。2、塑性粘度 公式：PV= 600 300 式中： PV 塑性粘度，單位(mPa.s)。 600 600轉(zhuǎn)讀數(shù)。 300 300轉(zhuǎn)讀數(shù)。3、動(dòng)切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788(300PV) 式中： YP 動(dòng)切力，單位(Pa)。 PV 塑性粘度，單位(mPa.s)。 300 300轉(zhuǎn)讀數(shù)。例題1：某鉆井液測得600=35， 300=20，計(jì)算其表觀粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表觀粘度： AV=1/2 600=1/235=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：表觀粘度為17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值為2.39Pa。4、流性指數(shù)（n值） 公式：n= 3.322lg(600 300) 式中： n 流性指數(shù)，無因次。 600 600轉(zhuǎn)讀數(shù)。 300 300轉(zhuǎn)讀數(shù)。5、稠度系數(shù)（k值） 公式：k= 0.4788300/511n 式中： k 稠度系數(shù)，單位（Pa.Sn)。 n 流性指數(shù)。 300 300轉(zhuǎn)讀數(shù)。例題2：某井鉆井液測得 600=30， 300=18，計(jì)算流性指數(shù)，計(jì)算稠度系數(shù) 。 解： n=3.32lg（600/300） =3.32lg（30/18）=0.74 K=0.4788300/511n =0.478818/5110.74 =0.085（Pa.s0.74） 答：流性指數(shù)是0.74 。稠度系數(shù)為0.085Pa.s0.74。 6、現(xiàn)場濃度計(jì)算 處理劑質(zhì)量(t) 濃度(%) = 100% 欲配處理劑溶液體積(m3) 例題3：欲配制聚合物膠液5m3，加KPAM 25kg，NPAN 75kg，問其膠液濃度為多少？ 解：根據(jù)公式計(jì)算 濃度(%)=（25+75）/5000100%=2% 答：膠液濃度為2%。例題4：欲配制濃度為1.5%的聚合物膠液5m3，KPAM:NPAN=1:2，問需用KPAM、NPAN各多少公斤？解：聚合物質(zhì)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、溶液濃度的計(jì)算W1=100%W1+W2百分比濃度，單位 %。W1溶質(zhì)質(zhì)量，單位 g。W2溶劑質(zhì)量，單位 g。例題5：配制某種鉆井液需要溶解50g的NaCl于150g水中，求溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。根據(jù)公式：=W1（W1+W2）100% 得： =50（50+150）100%=25%答：溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。8、濃度稀釋計(jì)算 根據(jù)公式：W濃濃 = W稀稀 W稀= W濃濃稀因?yàn)椋?W水= W稀W濃 所以： W水=W濃（濃稀-1） 式中： W水 加水量。 W濃 稀釋前的量。 濃 稀釋前濃度，單位 % 。 稀 稀釋后濃度，單位 % 。例題6：欲將10m3濃度為20%的燒堿水稀釋至5%，需加水多少？解：根據(jù)公式W水=W濃（濃稀-1）得： W水=10（20%5%-1）=30 (m3) 答：需加水30m3。例題7：欲將100kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的燒堿水稀釋至5%，需加水多少千克？根據(jù)公式：W水=W濃（濃稀-1）得： W水=100（20%5%-1）=300kg答：需加水300kg。9、現(xiàn)場干粉處理劑加量計(jì)算 處理劑加量(t)=處理劑質(zhì)量濃度(%)鉆井液量(m3)10、井筒鉆井液量計(jì)算 公式： V井=1/4D2H 式中： V井 鉆井液量，單位 m3。 圓周率，為 3.14。 D 鉆頭直徑，單位 m。 H 井深，單位 m。 11、井眼鉆具外環(huán)空鉆井液量計(jì)算 V環(huán)=1/4(D2 d2)H 式中： V環(huán) 鉆井液量，單位 m3。 圓周率，為 3.14。 D 鉆頭直徑，單位 m。 d 鉆頭直徑，單位 m。 H 井深，單位 m。12、環(huán)空返速計(jì)算（一般216mm井眼11.5，311mm井眼0.60.8） 公式： Va=12.74Q/(D2d2) 式中： Va 環(huán)空返速，單位 m/s。 Q 排量，單位 l/s。 D 鉆頭直徑，單位 cm。 d 鉆具直徑，單位 cm。13、鉆井液循環(huán)周計(jì)算 井筒鉆井液量(m3)+地面循環(huán)鉆井液量(m3) T循環(huán)= Q 60 1000 T循環(huán) 循環(huán)周時(shí)間，單位 min。 Q 排量，單位 l/s。 例題8：某井用216mm鉆頭鉆進(jìn)至井深2850m，鉆桿外徑127mm，內(nèi)徑108.6mm，欲按循環(huán)周提高鉆井液密度，計(jì)算循環(huán)一周鉆井液所需的時(shí)間？（地面循環(huán)罐內(nèi)鉆井液總體積為108m3，排量為38l/s）解： T循環(huán)=（V地面+V井V鉆桿）（60Q1000） =108+（3.140.216228504）3.14（0.12720.10862）28504（60381000） =（108+104.389.7）2.28 =88.89（min）答：循環(huán)一周鉆井液所需的時(shí)間為88.89min。14、油氣上竄速度（遲到時(shí)間法） H鉆頭 V=（H油 t）t靜 t遲式中： V 油氣上竄速度，單位 m/h。 H油 油氣層頂部，單位 m。 H鉆頭 鉆頭位置，單位 m。 t遲 遲到時(shí)間，單位 min。 t靜 停泵總靜止時(shí)間，單位 h。 t 從開泵到見到油氣時(shí)間，單位 min。或：油氣上竄速度（相對(duì)時(shí)間法） H油 t1ht2 V= t靜（ t1 t2）式中： V 油氣上竄速度，單位 m/h。 H油 油氣層頂部，單位 m。 h 油層厚度，單位 m。 t1 循環(huán)時(shí)油氣顯示時(shí)間，單位 min。 t2從開泵到見到油氣時(shí)間，單位 min。 t靜 停泵總靜止時(shí)間，單位 h。例題9： 某井16日18：00鉆至井深4125m，循環(huán)至19：00短起下鉆，22：30開泵循環(huán)測后效，49min測得鉆井液密度下降，氣測全烴值升高，計(jì)算油氣上竄速度？（已知：油頂3975m，4125m遲到時(shí)間為52min，循環(huán)排量為35l/s） 解：V=（H油H鉆頭t遲t）t靜 =（397541255249）3.5 =25.14（m/h） 答：油氣上竄速度為25.14m/h。15、遲到時(shí)間的計(jì)算 公式： t遲=16.67V環(huán)Q 式中： t遲 從井底上返時(shí)間，單位 min。 V環(huán) 環(huán)空鉆井液體積，單位 m3。 Q 循環(huán)排量，單位 l/s。例題10：某井用216mm鉆頭鉆進(jìn)至井深3850m，鉆桿外徑127mm，計(jì)算該井遲到時(shí)間？（排量為38l/s） 解：V環(huán)=1/4(D2 d2)H =1/43.14 (0.2162 0.1272)3850=92.26(m3) t遲=16.67V環(huán)Q =16.6792.2638=40.47(min) 答：該井遲到時(shí)間40.47min。16、提高鉆井液密度計(jì)算 V原加（重原） W加= 加重 式中： W加 加重材料用量，單位 t。 V原 欲加重鉆井液體積，單位 m3。加 加重材料的密度，單位 g/cm3。 重 鉆井液欲加重至密度，單位 g/cm3。 原 原鉆井液的密度，單位 g/cm3。例題11：某井在打開油層前，共有密度為1.15g/cm3的鉆井液200m3，現(xiàn)根據(jù)油層壓力欲將密度提高到1.35g/cm3，問需用密度為4.0g/cm3的加重劑重晶石多少噸？解：根據(jù)公式 W加=V原加（重原）/（加重） =2004.0（1.351.15）/（4.01.35） =60.4（t）答：需用密度為4.0g/cm3的加重劑重晶石60.4t。17、混入鉆井液密度計(jì)算 V原原V混混 = V原V混 式中： 混入后鉆井液密度，單位 g/cm3。 V原 原鉆井液體積，單位 m3。原 原鉆井液密度，單位 g/cm3。 V混 欲混入鉆井液體積，單位 m3。 混欲混入鉆井液密度，單位 g/cm3。18、壓井鉆井液密度計(jì)算 P立P安全 加重= 原 0.0098 H 式中： 加重 壓井鉆井液密度，單位 g/cm3。 原 原鉆井液密度，單位 g/cm3 。P立 關(guān)井后立管壓力，單位 MPa。 P安全 安全附加壓力，單位 MPa。 油井安全附加壓力為：1.53.5 MPa，氣井安全附加壓力為：35 MPa。 或： P立 加重= 原安全 0.0098 H 加重 壓井鉆井液密度，單位 g/cm3。 原 原鉆井液密度，單位 g/cm3 。P立 關(guān)井后立管壓力，單位 MPa。 安全 安全附加系數(shù)，單位 g/cm3。 油井安全附加系數(shù)為：0.050.1 g/cm3，氣井安全附加系數(shù)為：0.070.15 g/cm3。例題12：某井在鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井，溢流物為天然氣。已知井深3200m，井內(nèi)鉆井液密度1.25g/cm3。關(guān)井10min后測得關(guān)井立壓5MPa，求壓井密度？ 解： 加重= 原+P立(0.00981H)+ 安全 =1.25+5(0.009813200)+0.15 1.56（g/cm3） 答：壓井鉆井液密度為1.56g/cm3。例題13：某井在鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生溢流關(guān)井，溢流物為天然氣。已知井深3200m，井內(nèi)鉆井液密度1.25g/cm3。關(guān)井10min后測得關(guān)井立壓5MPa，求壓井密度？ 解： 加重= 原+(P立 P全)(0.00981H) =1.25+(55)(0.009813200) 1.57（g/cm3） 答：壓井鉆井液密度為1.57g/cm3。19、計(jì)算鉆井液密度 =102（Pp+Pe）H 式中： 鉆井液密度，單位 g/cm3。 Pp 地層壓力，單位 MPa。 Pe 安全附加壓力，單位 MPa。 H 井深，單位 m。例題14：已知地層壓力Pp=34MPa，壓力附加值Pe=3MPa，井深H=3200m，計(jì)算鉆井液密度。 解：=102（Pp+Pe）/H =102（34+3）/3200 =1.18（g/cm3） 答：鉆井液密度為1.18g/cm3。20、膨潤土含量計(jì)算 膨潤土含量(g/l)=14.3消耗亞甲基蘭溶液體積(ml)取鉆井液體積(ml)21、鉆井液固相含量有關(guān)計(jì)算 含水體積(%)=蒸餾出水的體積取鉆井液體積100% 含油體積(%)=蒸餾出油的體積取鉆井液體積100% 固相含量(%)=100%含水體積(%)含油體積(%)例題15：某井為淡水混油鉆井液，固相平均密度為2.95g/cm3，取20ml鉆井液蒸出15ml水和1.6ml油。計(jì)算此鉆井液的總固相、油、水、加重劑體積分?jǐn)?shù)。（重晶石密度為4.29g/cm3，粘土密度為2.4g/cm3。） 解：水=15/20100%=75% 油=1.6/20100%=8% 固=100%-75%-8%=17% 加重劑=（固低）（加低）固 =（2.952.4）（4.292.4）17%=4.9% 答：鉆井液得總固相、油、水、加重劑的體積分?jǐn)?shù)分別為17%、8%、75%和4.9% 。 22、計(jì)算巖屑密度 D=1（2s） 式中： D 巖屑密度，單位 g/cm3。 s 巖屑篩選后加入密度計(jì)中使其讀數(shù)為1.00，加滿淡水后的讀數(shù)。 例題16：某地層巖屑篩選后加入密度計(jì)中使其讀數(shù)為1.00，加滿淡水后讀數(shù)為1.60，求其密度？ 解：根據(jù)公式： D=1/（2s）得： =1/（21.60） =2.5（g/cm3） 答：其密度為2.5g/cm3。23、巖屑輸送比（凈化系數(shù)，要求0.5） RT=1VSVa 式中： RT 巖屑輸送比。 VS 巖屑滑落速度，單位 m/s。 Va 環(huán)空返速，單位 m/s。24、巖屑滑落速度（要求0.5） 公式： Vs=0.071D（）0.667（FV）0.333 式中： Vs 巖屑滑落速度，單位 m/s。 D 巖屑直徑，單位 mm。 巖屑密度，單位 g/cm3。 鉆井液密度，單位 g/cm3。 FV 表觀粘度，單位(mPa.s)。例題17：某井鉆進(jìn)時(shí)測得D=12mm，=2.5g/cm3，=1.2g/cm3，F(xiàn)V=16mPa.s，求該井巖屑滑落速度。 Vs=0.071D（）0.667/（FV）0.333 =0.07112（2.51.2）0.667/（1.216）0.333 =0.379（m/s）答：該井巖屑滑落速度是0.379m/s。25、環(huán)空剪切速率計(jì)算 1=1200Va（Dd） 式中： 1 環(huán)空剪切速率，單位 s-1。 Va環(huán)空返速，單位 m/s。 D 鉆頭直徑，單位 cm。 d 鉆具直徑，單位 cm。26、管內(nèi)剪切速率計(jì)算 2=1200VD 式中： 2 管內(nèi)剪切速率，單位 s-1。 V 管內(nèi)速度，單位 m/s。 D 管具內(nèi)徑直徑，單位 cm。27、泥餅粘附系數(shù)計(jì)算 公式： Kf=M0.84510-2 式中： Kf 泥餅粘附系數(shù)。 M 扭矩，單位 Nm。28、Z值計(jì)算（808為紊流，M時(shí)，只有OH-和CO32-存在C(HCL)(PM) (OH-)=100017.01 V樣C(HCL)2M (CO32-)=100030.01 V樣（4）當(dāng)PM時(shí)，只有CO32-和HCO3-存在C(HCL)(MP) (HCO3-)=100061.02 V樣C(HCL)2P (CO32-)=100030.01 V樣（5）當(dāng)M=0， P0時(shí)，只有OH-存在C(HCL)P (OH-)=100017.01 V樣C(HCL)HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位mol/l。(OH-)氫氧根離子的質(zhì)量濃度，單位mol/l。(CO32-)碳酸根離子的質(zhì)量濃度，單位mol/l。(HCO3-)碳酸氫根離子的質(zhì)量濃度，單位mol/l。P酚酞指示劑消耗HCL的體積，單位ml。M甲基橙指示劑消耗HCL的體積，單位ml。V樣取樣品體積，單位 ml。39、污染處理計(jì)算VcMaW=10-3CVVaMc式中：W消除污染物所需處理劑的質(zhì)量，單位 kg。Vc污染物離子化合價(jià)。Ma處理劑相對(duì)分子質(zhì)量。Va處理劑離子化合價(jià)。Mc污染物相對(duì)分子質(zhì)量。C污染物離子含量，單位 mg/L。V污染鉆井液體積，單位 m3。鉆井液組分體積數(shù)，單位 %。例題24：某鉆井液經(jīng)組分分析知，水相占75%。濾液分析知，Ca+=1000mg/L，Mg+=1800mg/L，鉆井液體積為180m3。理論計(jì)算沉除Ca+、Mg+應(yīng)加純堿、燒堿各多少千克？解：Ca+=1000mg/L；Mg+=1800mg/L；Ca+、Mg+化合價(jià)為+2價(jià)，OH-化合價(jià)為-1價(jià)，CO3=化合價(jià)為-2價(jià)；相對(duì)分子質(zhì)量Ca=40，Mg=24.3，NaOH=40，Na2CO3=106。沉除Ca+需加Na2CO3的質(zhì)量=（2106）/（240）10-310001800.75=358（kg）沉除Mg+需加NaOH的質(zhì)量=（240）/（124.3）10-318001800.75=800（kg）答：需加純堿的質(zhì)量為358kg，需加燒堿的質(zhì)量為80