石油钻井、泥浆工程计算与常用数据
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常 用 公 式一、配泥浆粘土用量二、加重剂用量W 加=)()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量加重剂ρρρρρV三、稀释加水量Q 水=)()(水稀释后稀释后原浆原浆量水ρρρρρV四、泥浆上返速度V 返=)d (7.1222钻具井径 D Q五、卡点深度(1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=eEF/105P=Ke/P(㎝,t ,K=21F=EF/105 ,E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5”壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491)()(水土水泥浆泥浆量土土ρρρρρ V W六、钻铤用量计算 L t. =m.q.kp 式中p ---钻压,公斤,q --钻铤在空气中重,量公斤/米,K ---泥浆浮力系数, L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数(1.2至1.3) 七、 泵功率 N=7.5Q p (马力)式中p -实际工作泵压(k g /cm 2), Q –排量(l /s ) 八、钻头压力降 p咀=4e 22 d c Q .827.0ρ (kg /cm 2)式中ρ-泥浆密度(g /cm 3), Q –排量(l /s ), C ---流量系数(取0.95-0.985) d e ---喷咀当量直径(cm ),d e =232221 d d d九、喷咀水功率 N咀=7.5 Q p 咀=4e 23d c Q .11.0十、喷射速度过 v 射=2e dQ 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2e 2d Q .12.74ρ十二、环空返速V=22 d DQ 12.74-式中ρ-泥浆密度(g /cm 3), Q –排量(l /s ), C ---流量系数(取0.95-0.985) d e ---喷咀当量直径(cm ),d e =232221 d d d ++十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=(a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB )1/2式中:⊿E —上下两测点为任意长度时计算出的“井眼曲率”a 1—上测点的井斜角,度。
渤海石油实业公司BHTCC 井 名BZ25-1-D 井 别生产井井眼内径(mm)311.15317.90钻井液密度(g/cm 3)1.24排量(l/s)40.53地面管汇磨阻系数0.4463钻杆外径(mm)140 mm 钻杆内径(mm)108.6钻杆长度(m)2600.00喷嘴1直径(inch )(mm)2419.05加重钻具外径(mm)127 mm 加重钻具内径(mm)76.2加重钻具长度(m)367.00喷嘴2直径(inch )(mm)2419.05钻铤外径(mm)177.8钻铤内径(mm)71.4钻铤长度(m)41.00喷嘴3直径(inch )(mm)2419.05套管鞋深(m)760喷嘴流量系数0.95钻头深度(m)3008喷嘴4直径(inch )(mm)00泵速(spm)106缸套尺寸(mm)180缸套冲程(mm)310.0097.00%机械钻速ROP(m/h)0.3岩屑密度(g/cm3) 2.65完钻井深PBTD(m)30081.006.43 4.385.018.890.7710.120.450.670.170.630.080.640.360.791.54855.06714.0019.8214.273.优选喷嘴计算总循环压耗Pt(Mpa)马达负载压耗Pm(Mpa)工作泵压Pm1(Mpa)钻头压耗Pb(Mpa)喷嘴总面积A(mm 2)液流的喷射速度(m/s)加重钻杆@裸眼循环压耗Pp(Mpa)加重钻杆@裸眼平均流速V i (m/s)加重钻杆@裸眼临界流速Vic(m/s)钻铤@裸眼循环压耗Pp(Mpa)钻铤@裸眼平均流速V i (m/s)钻铤@裸眼临界流速Vic(m/s)钻杆@套管平均流速V i (m/s)钻杆@裸眼循环压耗Pp(Mpa)钻杆@裸眼平均流速V i (m/s)钻杆@裸眼临界流速Vic(m/s)钻杆@套管循环压耗Pp(Mpa)钻杆@套管临界流速Vic(m/s)水力参数计算表地面管汇压耗Psur (Mpa)钻杆内循环压耗Pp(Mpa)加重钻杆内循环压耗Pp(Mpa)钻杆内临界流速Vic(m/s)加重钻杆内临界流速Vic(m/s)泵效2. 水力参数计算钻井液塑性粘度(mPa.s)钻铤内循环压耗Pp(Mpa)套管内径(mm)钻杆内平均流速V i (m/s)加重钻杆内平均流速V i (m/s)钻铤内平均流速V i (m/s)钻铤内临界流速Vic(m/s)6.钻屑浓度与有效钻井液密度。
现场实用钻井数据手册三、API套管规范(下表中除133/8"和20"为短扣外其它均为长圆扣)螺纹分类及代号四、环容数据表五、处理卡钻事故工具(一)可退式卡瓦打捞筒卡瓦选用表注:蓝瓦、螺瓦内外螺纹为左旋。
捞筒筒体内螺纹为左旋。
(二)可退式打捞矛卡瓦选用表备注:打捞矛的卡瓦内外扣均为左旋。
引锥为正细扣。
(三)开式下击器(四)超级震击器规格备注:目前我油田使用的震击器均为贵州高峰机械厂生产。
(五)随钻震击器规格钻井周期:400-500小时、工作温度范围:0-120度、泥浆PH值:11(六)常用套铣管数据表(七)地面震击器规格和主要参数(八)、加速器规格和主要参数六、钻井泥浆泵排量与压力表(一)3NB1300C钻井泵排量与压力关系表(二)、3NB1600钻井泵排量与压力关系表(三)、干水泥和清水混合量备注:1。
干水泥浆密度3.15;2。
每袋水泥重50Kg。
七、定向井工艺(一)、定向井分类:a、按段制分:常规定向井可分为二、三、四、五段。
b、按井眼轴线形状分:两维定向井、三维定向井。
c、按井斜角分:低斜度定向井:设计最大井斜角不超过15度中斜度定向井:设计最大井斜角不超过15度至45度之间,大斜度定向井:设计最大井斜角在46度至85度之间,水平井:设计最大井斜角在86度至120度之间,并沿水平方向钻进一定长度的井。
根据造斜井段的曲率半径又可细分为长、中、中短、短四种曲率半径的水平井。
(二)大港螺杆常规钻具规格及性能参数表八、API钻具技术参数(一)、API接头丝扣规范(二)、钻杆允许扭转系数表(三)螺纹互换表(四)加重钻杆(五)、钻杆接头扭矩表(六)、API钻铤规范(七)、钻具抗拉、抗扭、及挤毁数据九、现场常用计算公式(一)钻井液循环一周所需时间T=(V井—V柱)/60×QV井——井筒容积,升;V柱——钻柱体积,升;Q——钻井液排量,升/秒;T——循环一周的时间,分。
(二)配制1m3水泥浆需要的干水泥量T=ρc x(ρS—1)/(ρc—1)ρc——干灰密度,g/cm3;ρS——水泥浆密度,g/cm3。
第一章:基本数据1.1 常用钻具数据1.1.1 塔里木常用钻杆数据表6-1-1 塔里木常用钻杆数据1.1.2 推荐钻杆上扣扭矩表6-1-2 推荐钻杆上扣扭矩1.1.3 塔里木常用钻铤数据表6-1-3 塔里木常用钻铤数据1.1.4 推荐钻铤上扣扭矩1.1.5 塔里木油田常用钻具稳定器表6-1-5 塔里木油田常用钻具稳定器规格与扣型1.1.6 塔里木常用加重钻杆数据1.1.7 塔里木常用方钻杆数据1.1.8 常用接头丝扣数据表6-1-9 石油钻具接头螺纹尺寸表6-1-10 石油钻具接头螺纹正常磨损允许量单位:mm1.1.9 石油钻具接头螺纹名称与现场叫法对照表1.1.10 塔里木油田钻具分级方法表6-1-13 钻杆分级标记表6-1-14 钻杆接头允许最小长度单位:mm表6-1-15 钻杆接头分级数据表6-1-19 钻杆允许直线度(SY/T5369-94)表6-1-20 钻铤允许直线度(SY/T 5369-94)表6-1-21 方钻杆允许直线度(SY/T5369-94)表6-1-22 方钻杆与方补心间隙(SY/T5369-94)1.1.11 螺杆钻具技术参数螺杆钻具命名方式:例:C 5 LZ 172 * 7.0 Ⅱ-D K W F G其中“C”表示:马达形式(C-长马达、D-短马达、K-空气或泡沫马达省略-常规马达)“5”表示:转子头数“LZ”表示:螺杆钻具产品代号“172”表示:螺杆钻具规格(外径,mm)“7.0”表示:允许使用的转子水眼压降(MPa)“II”表示:产品改进次数“D”表示:弯钻具弯角形式:D-单弯(弯接头或弯壳体)P-大偏移距同向双弯(弯接头+单弯壳体)T-同向双弯S-异向双弯(DTU)J-铰接钻具K-可调弯壳体无-直钻具“K”表示:K-可调弯壳体钻具结构形式省略-固定弯壳体钻具结构形式“W”表示:稳定器(W-传动轴壳体带稳定器;省略-不带稳定器)“F”表示:转子中空分流(F-转子中空分流;省略-转子非中空)“G”表示:钻具耐温特性(G-耐温150℃;省略-耐温120℃)1.1.12 Q10Y-M液气大钳扭矩表6-1-26 Q10Y-M液气大钳扭矩表1.2 油管及套管数据1.2.1 API 油管基本数据 API 油管数据见表6-1-27。
钻井常用计算公式钻井常用计算公式高压喷射钻井常用公式机泵条件——泵的最大允许输出功率:N允泵=N额泵*η机*η容(马力)式中:N允泵——泵的最大允许输出功率(马力);N额泵——泵的额定功率(马力);η机——机械效率(通常为80~85%);η容——容积效率(通常为80%)。
泵的实用功率:N实泵=P总*Q/7.5(马力)式中:N实泵——泵的实用功率(马力)P总——总泵压(公斤/厘米2)Q——排量升/秒)功率分配关系:N实泵=N循+N嘴(马力)或:喷嘴功率分配比值=N嘴/N泵式中:N循——循环系统功率损耗(马力)N嘴——喷嘴水马力(马力)。
压呼分配关系:P总=P循+P嘴(公斤/厘米2)或:喷嘴压力分配比值=P嘴/P总式中:P循——循环系统压力损耗(压耗)(公斤/厘米2)P嘴——喷嘴压降(压降)(公斤/厘米2)喷嘴压力降:P嘴=0.82ρQ2/C2de4(公斤/厘米2)式中:ρ——泥浆密度(比重)(克/厘米3)Q——排量(升/秒)C——流量系数,由试验确定,常用喷嘴为0.95~0.985 de——喷嘴相当直径(厘米)de=nd嘴2n——喷嘴数目d嘴——喷嘴直径(厘米)当n=3时,dc=1.732d嘴循环系统压力损耗(压耗)P循=KrQ2(公斤/厘米2)式中;K——压力损失系数(0.034)r——泥浆比重(克/厘米3)喷嘴=P嘴*Q/7.5=0.11*ρQ3/C2de4(马力)中单位与符号同(5)式式喷射速度:V嘴=12.74CQ/de2(米/秒)中单位与符号同(5)式式V嘴——喷速(米/秒)射流冲击力:F冲=n rf0V嘴2/g(公斤)式中:F冲——射流冲击力(公斤)n=——喷嘴数目r=泥浆比重(克/厘米3)f0——每个喷嘴的横截面积(厘米2)f0——0.25*л d嘴2V嘴——喷射速度(米/秒)d嘴——喷嘴直径(厘米)g——重力加速度(980厘米/秒2)返回速度:V返=12.74Q/(D井2-D杆2)(米/秒)式中:V返——返回速度(米/秒)Q——排量(升/秒)D井——井径(厘米)D杆——钻杆外径(厘米)压井基本数据计算关井立管压力:PdPd+Pmd=Pp=Pa+Pma式中:Pd——关井立管压力,公斤/厘米2Pmd——钻柱内泥浆柱压力,公斤/厘米2Pp——地层压力,PpPa——关井套管压力,公斤/厘米2Pma——环空内受侵泥浆柱压力,公斤/厘米2因此:Pp=Pd+0.1* rm*H式中:rm——泥浆比重,(克/厘米3)H——井深,米。
钻井常用计算公式•、地层压力计算1、静液柱压力(MPa)=P(粘井液密度)*0.00981*H(垂深m)2、压力梯度值(MPa)=p(钻井液密度)*0.009813、单位内容积(r∩3Λn>=7.854*10-5*内径2(Cm)4、单位环空容积(m3∕m)=7.854*10^5*(井径2cm-管柱外径2cm)5、容积(m?)=单位内容积(m3∕m)*长度(m)管柱单位排音量(mVm)=7.854*10^5*(外径2cm内径2cm)6、地层压力(MPa)=钻具静液柱压力+关井立压7、压井钻井液密度(g∕c11p>=(关井立压Mpa/O.00981/11(m))+当前井液P(gcm3)8、初始循环压力=关井立压+底泵速泵压9、终止循环压力=(压力井液p/当前井液p)*低泵速泵压10、溢流长度m;钻井液增量m3/环空单位容积m3∕m11、溢流密度p(g∕cm3)=当前井液P-[(套压MPa-立压Mpa)/(溢流长度m*0.00981)]12、当量循环密度p(g/cm3)-(环空循环压力损失Mpa/O.00981/垂深m)+当前井液P13、当量钻井液P(g4zm3)-总压力Mpa/O.00981/垂深m14、孔隙压力MPa=9.81*Wf(地瓜水平均密度g∕cmυ*H(垂高m)15、上覆岩层压力(Mpa)=(岩石基质重量+流体重量)/面积[9.81*[(卜-。
岩石孔隙度%)*pm岩石基颓密度Hem3+4>*p岩石孔隙中流体密度g/cnP]16、地层破裂压力梯度(Mpa)=Pf(破裂地层压力Mpa)/H(破裂地层垂直深度m>Pf(破裂地层压力Mpa)=Ph(液柱压力Mpa)+P(破裂实验时的立管压力MPa)二、喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算相同直径喷嘴VOU1.2.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)∕n(喷嘴个数)*dc>2(喷嘴直径Cm)不相同直径喷喷Vo=12.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)/de?(喷嘴当量直径Cm)试中:de喷喷当量直径(cm)计算等喷嘴直径de-(根号n喷嘴个数)*d。
常用各种钻井计算钻井计算是石油钻井工程中至关重要的一部分,它涉及到各种参数和公式的计算,以确定钻井井筒的设计和操作。
下面是常用的几种钻井计算方法:1. 钻头进给速度计算:钻头进给速度是指钻井中用于推动钻头进入地层的速度。
计算公式为:钻头进给速度(ft/min)= 钻头推力(lbs)/ 钻探泥浆的效用率(%)。
2. 钻进速度计算:钻进速度是指钻头在地层中前进的速度。
计算公式为:钻进速度(ft/hr)= 每分钟的钻头进给速度(ft/min)x 60。
3.钻井液性能计算:钻井液性能是指钻井过程中所使用的泥浆或液体的性能。
其中包括密度、粘度、过滤失控等参数。
常见的计算有密度计算、循环压力计算和过滤失控计算。
4.钻井液体积和流量计算:钻井液体积和流量的计算是为了确保钻井液能够满足井筒的洗净和冷却要求。
常用的计算有井筒容积计算、钻井液体流量计算和循环泥浆速度计算。
5.钻杆转速和功率计算:钻杆转速和功率的计算是为了确定钻进过程中的能耗与效率。
钻杆转速可以根据钻头直径、钻铤切齿数和进给速度来计算。
钻铤功率则可以通过转速、钻杆进给和转矩来计算。
6. 钻井液清空能力计算:钻井液清空能力是指钻井液能够带走井底碎屑和废料的能力。
计算公式为:钻井液清空能力(gpm)= 钻井液体流速(gpm)- 钻井液通过导管的速度(gpm)。
7. 钻柱受到的压力计算:钻柱受到的压力是指井深和钻杆长度对钻杆和钻井设备的压力。
计算公式为:钻柱受到的压力(lbs)= 井筒深度(ft)x 钻杆重量(lbs/ft)。
8. 钻井液截面积计算:钻井液截面积的计算是为了确定管道和井筒中液体的流动速度和压力。
计算公式为:钻井液截面积(sq.ft)= 井筒直径(in)x 井筒长度(ft)/ 144以上是常见的钻井计算方法,这些计算对于准确优化井筒设计和操作至关重要。
通过合理运用这些计算方法,可以提高钻井效率和安全性,减少事故风险,并最终实现经济效益的最大化。