固井培訓(xùn)1-注水泥流變學(xué)設(shè)計(jì)原理及方法

1、VxVVxVV xdV dxFV剪切應(yīng)力剪切速率剪切速率剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力剪切速率 泥漿、水泥漿、隔離液：泥漿、水泥漿、隔離液：屈服屈服假塑性假塑性假塑性假塑性塑性塑性RrVMRrV2)/(120944. 0Rrn牛ChrM22剪切應(yīng)力剪切速率SnKACB() 1201212()caaam0121 Kn 0PF 200100300100PP.00155115113001000300PP0001051110226003000600.nKn20920511511300100300.lg.nKn332205111022600300600.lg.SxxnnxxxKn0260051105115115110

2、51105110511 0260074030033003300330031006.lg.DVReVDVDDcpgPicpgPwi 1110583104050.Vcpg 05 .08576PweDDNDHeiP01022.NDDHeweP0102.VNDccPi01 .ReVNDDccPwe01 .ReVn KnnDcninn001125 3470137062122.Vn Knn DDcnwwnn001083 3470137082122.VCVAn Bccnn1347013702LVxLPxxLxPxx2)2(2計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的流速計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的流速計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的臨界雷諾數(shù)計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的臨

3、界雷諾數(shù)計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的流態(tài)（雷諾數(shù)）計(jì)算管內(nèi)、環(huán)空的流態(tài)（雷諾數(shù)）計(jì)算流動(dòng)摩阻系數(shù)計(jì)算流動(dòng)摩阻系數(shù)計(jì)算流動(dòng)摩阻壓力計(jì)算流動(dòng)摩阻壓力HI段II段H1H0040801201602005.1110.22102.2170.3340.6511剪切速率 （l/s）剪切應(yīng)力 （Pa）常溫6090105120040801205.1110.22102.2170.3340.6511剪切速率 （l/s）剪切應(yīng)力 （Pa）常壓60MPa120MPa0357010514004080120壓力 （MPa）60時(shí)的300轉(zhuǎn)讀數(shù)RARBRC1RC2RD020406004080120壓力 （MPa）60時(shí)的100轉(zhuǎn)讀數(shù)RAR

4、BRC1RC2RD)(00ttbe0600600lnttb表表 7 不同溫度下實(shí)測(cè)剪切應(yīng)力與計(jì)算剪切的比較不同溫度下實(shí)測(cè)剪切應(yīng)力與計(jì)算剪切的比較 溫度，（壓力為 14MPa） c 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 剪切應(yīng)力值 Pa 27 50 75 90 125 (123) 138 150 (157) 175 (173) 182 % 實(shí)測(cè)值 137.4 150.02 93.1 73.57 45.82 35.96 25.18 理論值 137.4 128.87 93.1 76.60 48.59 35.11 25.36 1.91 600 ,% 0 14.1 0 4.12 6.05 -2.37 0.73 3.91 實(shí)測(cè)值

5、170.8 113.15 93.86 62.95 47.45 36.87 26.89 理論值 170.7 128.16 93.86 68.74 50.35 -3.0 -13.2 2.25 600 ,% 0 13.2 0 9.2 6.1 -3.0 -13.2 6.39 實(shí)測(cè)值 63.84 (42.07) 33.83 (30.03 (26.78) 25.9 理論值 63.84 (41.3) 33.83 (26.37) (21.35) 18.96 600 ,% 0 (-1.8) 0 (-12.2) (-9.5) -26.8 8.38 實(shí)測(cè)值 26.44 (16.88) 12.28 (10.01) (

6、8.81) 7.39 理論值 26.44 (15.61) 12.28 (10.01 (8.81) 6.08 300 ,% 0 (-7.56) 0 (-9.065) (-20.3) -17.7 9.18 實(shí)測(cè)值 20.52 (12.17) 7.96 (6.82) (5.35) 4.52 理論值 20.52 (10.7) 7.96 (5.47) (3.99) 3.34 2.35 200 ,% 0 (-12.1) 0 (-19.8) (25.4) -26.1 13.9 實(shí)測(cè)值 170.3 133.20 97.23 75.61 48.24 41.6 33.37 理論值 170.3 130.20 97.

7、23 81.61 54.22 40.99 30.24 2.45 600 ,% 0 3.3 0 7.93 12.4 -2.7 -9.4 5.11 總平均相對(duì)誤差，% 7.81 注 、c為相對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差，c為水泥漿密度。括弧內(nèi)的數(shù)值與括弧內(nèi)的溫度對(duì)應(yīng)。 001. 0)(300)(60000ttbttbstee0511. 0)(3000stttbote0015. 0)(100)(30000ttbttbstee 0511. 0)(3000stttboteTHm圖3-8 按溫度分段示意圖) 1()() 1(11TmBHCTfTfHTmBHCTTTTBHCTnmmmTOCcwDDLVfP 22.0

8、 常規(guī)流動(dòng)計(jì)算公式常規(guī)流動(dòng)計(jì)算公式cedLdPdLdPR)()( wcwcnDDDDMenMnnGGR 1)(3)1(411122e 偏心度偏心度 e=2 /(Dw-Dc) 為偏心距，為偏心距，cm；Dw, Dc 為井眼與套管的直徑，為井眼與套管的直徑，cm224)12)(1(1ennnG RDDLVfPcw 22.0 準(zhǔn)確計(jì)算流動(dòng)摩阻壓力的關(guān)鍵便是流動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)算流動(dòng)摩阻壓力的關(guān)鍵便是流動(dòng)摩阻系數(shù)摩阻系數(shù)f 的確定。的確定。、流態(tài)的判別、流態(tài)的判別常規(guī)間隙環(huán)空流動(dòng)計(jì)算中：常規(guī)間隙環(huán)空流動(dòng)計(jì)算中：Rec=3470-1470n小間隙環(huán)空流態(tài)判別的標(biāo)準(zhǔn)為：小間隙環(huán)空流態(tài)判別的標(biāo)準(zhǔn)為： Rec=4080

9、-1720n 、雷諾數(shù)計(jì)算、雷諾數(shù)計(jì)算按照液體的流動(dòng)雷諾數(shù)一般概念有：按照液體的流動(dòng)雷諾數(shù)一般概念有： VDRec De當(dāng)量直徑或水力直徑。當(dāng)量直徑或水力直徑。22)(ln)()()312(1200101222412224423cwcwcwcwennnenesDDDDDDDDDnnKDVR 式中：式中： Res 修正的雷諾數(shù)修正的雷諾數(shù) De水力直徑，水力直徑， cm n=0.6 K=1 Pasnn=0.6 K=1 PasnDw-Dc=2.54cm De=3.15cmDw-Dc=1.59cm De=2.84cmQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15

10、 l/sRes48812892274Res50813402365Re42911321998Re3589451667n=0.6 K=1 Pasnn=0.6 K=1 PasnDw-Dc=2.54cm De=6.30cmDw-Dc=1.59cm De=5.69cmQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sQ=5 l/sQ=10 l/sQ=15 l/sRes74019543447Res77020323584Re42911321998Re3589451667小間隙環(huán)空摩阻系數(shù)計(jì)算方法小間隙環(huán)空摩阻系數(shù)計(jì)算方法esRf24 紊流：紊流：2 . 175. 04 . 0432lg1nCnACfRAfsss

11、 不同方法計(jì)算的不同雷諾數(shù)下的摩阻系數(shù)不同方法計(jì)算的不同雷諾數(shù)下的摩阻系數(shù)常常 規(guī)規(guī) 方方 法法 計(jì)計(jì) 算算Re138041848005常常 規(guī)規(guī) 方方 法法 計(jì)計(jì) 算算 摩摩 阻阻 系系 數(shù)數(shù)f0.0170.00490.0042修修 正正 方方 法法 計(jì)計(jì) 算算Res1985601811514常常 規(guī)規(guī) 方方 法法 計(jì)計(jì) 算算 摩摩 阻阻 系系 數(shù)數(shù)fs0.0120.00450.0038修修 正正 方方 法法 計(jì)計(jì) 算算fs0.0120.00260.0020（n=0.4）),(heocwaRDDVff 井眼、流體與施工參數(shù)井眼、流體與施工參數(shù)初定一摩阻系數(shù)初定一摩阻系數(shù)計(jì)算井口施工壓力計(jì)算井

12、口施工壓力對(duì)比實(shí)際施工壓力對(duì)比實(shí)際施工壓力調(diào)整摩阻系數(shù)調(diào)整摩阻系數(shù)滿足滿足/ /不滿足不滿足計(jì)算流態(tài)、流變性計(jì)算流態(tài)、流變性計(jì)算其施工數(shù)據(jù)計(jì)算其施工數(shù)據(jù)YESYES統(tǒng)計(jì)分析摩阻系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析摩阻系數(shù)流程流程井井號(hào)號(hào)套套管管下下深深(m)鉆鉆頭頭直直徑徑(in)套套管管尺尺寸寸(in)頂頂替替排排量量(l/s)小小間間隙隙段段 長(zhǎng)長(zhǎng)（m）頂頂替替結(jié)結(jié)束束時(shí)時(shí)井井口口壓壓力力（Mpa）理理論論計(jì)計(jì)算算壓壓 力力（Mpa）統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)摩摩阻阻系系數(shù)數(shù)按按統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)系系數(shù)數(shù)算算壓壓力力（Mpa）YH23-1-h2658228-1/25-1/22611721616.40.03016.4羊羊屋屋 259988-1/272011991817.40.03518.1TC-169638-1/27-5/81816511867.00.00218.1康康 250378-1/27-5/81820751624.10.01016.1TZ-5457528-1/273320502119.20.03019.2TC-171986-1/25152352047.70.00117.9TZ-54600065202482526.70.