钻井液常用计算
一、水力参数计算：(p196-199)
1、地面管汇压耗：
Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1
Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）；
C----地面管汇的摩阻系数；
MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg);
Q----排量，l/s(gal/min);
C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1；
①钻具内钻井液的平均流速：
V1=C2×Q/2.448×d2
V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；
Q-------排量，l/s(gal/min);
d-------钻具内径，mm(in)；
C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。
②钻具内钻井液的临界流速
V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4
V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)；
PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps);
d------钻具内径，mm(in)
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。
③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为
P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2
④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为
P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82
P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi);
L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)；
V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)；
d------钻具内径，mm(in)
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
Q-------排量，l/s(gal/min);
C3、C6------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C5＝0.2750，C6＝47.86；当采用英制单位时，C5＝1、C6＝1。
C7 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C7＝1.162×108；当采用英制单位时，C7＝1。
3、环空的钻井液流态确定及压耗计算
①环空内钻井液的平均流速
Va = Q×C2/ (D h 2-D p2)×2.448
V a----------环空内钻井液的平均流速m/s(ft/s)；
Q-------排量，l/s(gal/min);
D h ------井眼直径或套管内径，mm(in)
D p ------钻具外径，mm(in)
C2 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C2＝3117；当采用英制单位时，C2＝1。
②环空内钻井液的临界流速
Vac =(1.08×PV+1.08×(PV2+9.26(D h- D p )2×YP×MW×C3)0.5)/MW×(D h- D p )×C4 V ac-------环空内钻井液的临界流速m/s(ft/s)；
YP－－钻井液的屈服值，Pa(lbs/100ft2)；
PV------钻井液塑性粘度mPa.s(cps)；
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
D h ------井眼直径或套管内径，mm(in)
D p ------钻具外径，mm(in)
C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。
③如果Va≤Vac，则环空流态为层流，环空压耗为
Pa= C3×L×YP/200(D h- D p)+ C6×Va×L×C7/1000×(D h- D p )2
④如果Va>V ac，则环空流态为紊流，环空压耗为
P a=0.0000765×PV0.18×MW0.82Q1.82×L＋C7/(D h- D p )3×(D h＋D p )1。82
P a---循环压耗，Mpa(psi);
L----某一相同外径和井眼直径段的长度，m(ft)；
YP－－钻井液的屈服值，Pa(lbs/100ft2)；
PV------钻井液塑性粘度mPa.s(cps)；
V a----------环空内钻井液的平均流速m/s(ft/s)；
D h ------井眼直径或套管内径，mm(in)
D p ------钻具外径，mm(in)
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
Q-------排量，l/s(gal/min);
C5、C6------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C5＝0.2750，C6＝47.86；当采用英制单位时，C5＝1、C6＝1。
C7 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C7＝1.162×108；当采用英制单位时，C7＝1。
4、根据前面求出的地面压耗和钻具内外各段的循环压耗，便可求出总的循环压耗：
P t= P sur＋P c＋P p＋P ca＋P pa
P a---总的循环压耗，Mpa(psi);
P sur---地面管汇压耗，Mpa(psi);
P c---钻铤段的内压耗，Mpa(psi);
P p---钻杆段的内压耗，Mpa(psi);
P ca---钻铤段的环空压耗，Mpa(psi);
P pa---钻杆段的环空压耗，Mpa(psi);
计P t算出后，可以判断钻头的水力工作方式：
当P t≤0.357 P ca,是最大水力工作方式，相等为最优；
当P t≤0.526P ca,是最大冲击工作方式，相等为最优；
二、钻井液流变参数计算：（P206-212）
1、在钻具内部，剪切速率中等，以宾汉模式和修正幂率模式为主。
流性指数：n p=3.32×logθ600/θ300
稠度系数：K p＝5.11×θ600/1022np
塑性粘度：PV＝θ600-θ300
屈服值：YP＝(θ300-PV) ×C20
有效视粘度：μcp =100K p(96×V1/d)np-1×C21
n p----------钻具内钻井液流变指数无因次；
K p----------钻具内钻井液稠度系数，Pa.s n(lb.s n/100ft2);
YP－－钻井液的屈服值，Pa(lbs/100ft2)；
PV------钻井液塑性粘度mPa.s(cps)；
μcp――钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)
θ600------钻井液600转／分的读数；
θ300------钻井液300转／分的读数；
V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s);
d------钻具内径，mm(in);
C20 ------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C20＝0.4788；当采用英制单位时，C20＝1。
C21 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C21＝0.02506×83.333np；当采用英制单位时，C21＝1。
2、在环空流速区，剪切速率较低，应用修正幂率模式较吻合实际。
环空流性指数：n a=0.5×logθ300/θ3
环空稠度系数：K a＝5.11×θ600/511na
有效视粘度：μca =100K p(96×V1/d)np-1×C21
n a――钻具内部的流性指数，无因次；
K a――钻具内的稠度系数，Pa.s n(lb.s n/100ft2);
μca――钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)
θ300――旋转粘度计在转速为300转／分的读数；
θ3――旋转粘度计在转速为3转／分的读数(又叫钻井液的初切力)；
V a――钻井液在环空中的流速; m/s(ft/s);
D h------井眼直径，mm(in);
D p------钻具外径，mm(in);
C22 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C21＝0.02506×83.333na；当采用英制单位於时，C22＝1。
在环空流域，n值越低，层流的流型越好。n≤0.6时，钻井液的携岩能力较强，有利于净化井眼。
3、在钻头水眼处，剪切速率越高，卡森模式与实际的流变曲线很接近。
极限高剪切粘度：η∝0.5＝2.4141×（θ6000。5－θ3000。5）
η∝――极限高剪切粘度，与钻头的水眼粘度十分接近，mPa.s(cps)；
θ600――旋转粘度计在转速为600转／分的读数；
θ300――旋转粘度计在转速为300转／分的读数；
如果钻井液的剪切稀释特性良好，则钻头的水眼粘度或极限剪切粘度低，而钻井液上返至环空时粘度变高。也可用这处的视粘度比值来表示钻井液的剪切稀释特性。
三、钻井液流态的判别：
1、用雷诺数判别流态
（1）钻具内的雷诺数：
Re p=928V1×d p×MW×C23/μcp×((3n p+1)/4n p)np
Re p――钻具内的雷诺数，无因次；
V1――钻具内液流的流速; m/s(ft/s);
d p------钻具内径，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
μcp――钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)
n p――钻具内的流性指数，无因次；
C23 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C23＝1.0779；当采用英制单位时，C23＝1。
（2）环空的雷诺数
Re a=928V a×(D h－D p)×MW×C23/μca×((2n a+1)/3n a)na
V a――环空的液流的流速; m/s(ft/s);
D h------井眼直径，mm(in);
D p------钻具外径，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
μca――环空的有效视粘度，mPa.s(cps)
n a――环空的流性指数，无因次；
C23 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C23＝1.0779；当采用英制单位时，C23＝1。
（3）环空流态的判别
层流
Re c＜3470－1370n a
过渡流
3470－1370n a≤Re c≤4270－1370n a
紊流
Re c＞4270－1370n a
Re c――环空临界雷诺数，无因次；
n a――环空的流性指数，无因次；
2、用环空流态稳定参数Z值判别环空流态
Z＝808×（V a／V c）2－na
Z――环空流态稳定参数，无因次；
n a――环空的流性指数，无因次；
V a――环空流速; m/s(ft/s);
V a――环空临界流速; m/s(ft/s);
若Z＞808，环空流态为紊流；
若Z≤808，环空流态为层流；
Z值只适用于判断环空的流态，对钻具内的流态不能用它来判断。另外，Z值更重要的意义在于它能反映钻井液对井壁的冲涮作用。
四、钻井液的携岩能力
1、层流条件下岩屑的运移
（1）临界剪切速率
V b＝186／C25×d c×MW0.5
V b――临界剪切速率;1/s;
D c------岩屑的直径，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C25 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C25＝0.1137；当采用英制单位时，C25＝1。
（2）岩屑的剪切应力
τp＝7.9×C26／(T×(20.8-C27×MW))0.5
τp――岩屑的剪切应力; Pa(lbs/100ft2);
T------岩屑的厚度，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C26------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C26＝0.095；当采用英制单位时，C25＝1。
C27------与钻井液密度单位有关的系数。采用法定计量单位时，C27＝8.3454；当采用英制单位时，C27＝1。
（3）岩屑的剪切速率
V p＝(C28×τp／K a)1/na
V p――岩屑的剪切速率，1/s;
τp――岩屑的剪切应力; Pa(lb/100ft2);
n a――环空的流性指数，无因次；
K a――环空稠度系数，Pa.s n(lb.s n/100ft2);
C28------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C28＝2.089；当采用英制单位时，C28＝1。
（4）岩屑的下没速度
若V p＜V b则岩屑的下沉速度为
V s＝0.0203×C29×τp×(V p×d c/MW0.5)0.5
式中V s-----岩屑的下沉速度, m/s(ft/s);
τp――岩屑的剪切应力; Pa(lb/100ft2);
V p――岩屑的剪切速率，1/s;
d c------岩屑的直径，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C29 ------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C29＝0.074316；当采用英制单位时，C29＝1。
2、紊流条件下岩屑的运移
（1）岩屑的剪切应力
τp＝7.9×C26／(T×(20.8-C27×MW))0.5
式中τp――岩屑的剪切应力; Pa(lbs/100ft2);
T------岩屑的厚度，mm(in);
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C26------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C26＝0.095；当采用英制单位时，C25＝1。
C27------与钻井液密度单位有关的系数。采用法定计量单位时，C27＝8.3454；当采用英制单位时，C27＝1。
（2）岩屑的下涫速度
V s＝0.277×τp/MW0.5×C30
式中V b-----岩屑的下沉速度, m/s(ft/s);
τp――岩屑的剪切应力; Pa(lb/100ft2);
V p――岩屑的剪切速率，1/s;
MW----钻井液密度，g/cm3(ppg);
C30------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C30＝0.22036；当采用英制单位时，C30＝1。
3、岩屑的运移效率
(1) 岩屑的运动速度
Vt=Va-Vm （4－45）
式中：Vt------岩屑运移速度，m/s (ft/s);
Va-------钻井液的环空返速，m/s (ft/s)
Vm-------岩屑的下沉速度，m/s (ft/s)。
（2）岩屑的运移效率
Et = Vt/Vm×100%= (1-Vm/Va)×100% (4---46)
式中：Et――岩屑的运移效率，又叫钻井液的携岩能力或井眼净化能力，％；
Vt――岩屑运移速度，m/s (ft/s);
Vs――岩屑的下沉速度, m/s (ft/s);
Va――钻井液的环空返速，m/s (ft/s)。
五、岩屑浓度与有效钻井液密度
1、钻井液中岩屑的浓度
Ca = ROP×D h2/14.71×Et×Q×C2×100
Ca――岩屑浓度（体积百分比），％；
ROP――机械钻速，m/h (ft/h);
D h――井眼直径，mm (im);
Et――岩屑的运移效率，％
Q――排量，l/s (gal/min);
C2――与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117；当采用英制单位时，C2＝1。
2、井眼中的有效钻井液密度
井内的钻井液，由于混入了钻头切削出来的岩屑，因而其实际密度与地面所测量出来的密度是不相等的。根据岩屑的密度和浓度,便可计算出井内的有效钻井液密度：MW c=G c×[C a/100]+MW×[1- Ca/100]
式中：MW c―井眼的有效钻井液密度（即包括了岩屑等固相物质后的钻井液密度）,g/cm3(ppg);
G c――岩屑的密度，g/cm3或ppg（一般为2．6－2．7 g/cm3或21．7－22．5 ppg）;
C a――岩屑的浓度（体积百分比），％；
MW――钻井液密度，g/cm3(ppg)。
六、配置及固相分析
1.钻井液配制与加重的计算
⑴配制低密度钻井液所需粘土量
V泥ρ土（ρ泥-ρ土）
W土=
ρ土-ρ水
式中:
W土 ------所需粘土重量,吨(t);
ρ土------粘土密度,克/厘米3(g/cm3);
ρ水------水的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ泥------欲配制的钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)
V泥 ------欲配制的钻井液的体积,米3(m3).
⑵配制低密度钻井液所需水量
W土
V水=V泥 -
ρ土
式中:
V水-------所需水量,米3(m3).
V泥-------欲配制的钻井液的体积,米3(m3).
W土-------所需粘土重量,吨(t);
ρ土------所用粘土密度,克/厘米3(g/cm3);
⑶配制加重钻井液的计算
①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量
V原ρ加（ρ重-ρ原）
W加=
ρ加-ρ重
式中:
W加 ------所需加重剂重量,吨(t);
ρ原------原有钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3);
ρ重------钻井液欲加重的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ加------加重剂的密度,克/厘米3(g/cm3)
V原 ------原有钻井液的体积,米3(m3).
②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量
V重ρ加（ρ重-ρ原）
W加=
ρ加-ρ重
式中:
W加 ------所需加重剂重量,吨(t);
ρ原------原有钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3);
ρ重------钻井液欲加重的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ加------加重剂的密度,克/厘米3(g/cm3)
V重 ------加重后钻井液的体积,米3(m3).
③用重晶石加重钻井液时体积增量
100（ρ2-ρ1）
V=
4.2-ρ2
式中:
V -------每100m3原有钻井液加重后体积增加量,米3(m3).
ρ1------加重前钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ2------加重后钻井液达到的密度,克/厘米3(g/cm3)
4.2----一般重晶石的密度,克/厘米3(g/cm3)
④降低钻井液密度所需加水量
V重（ρ原-ρ稀）
V水=
ρ稀-ρ水
式中:
V水 ------所需加水的体积,米3(m3);
ρ原------原有钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3);
ρ水------水的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ稀------加水后钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)
V原 ------原有钻井液的体积,米3(m3).
2.两种不同密度钻井液混合后的密度
V1ρ1 +V2ρ2
ρ=
V1 +V2
式中:
ρ -------混合后钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)/(ppg)
ρ1-------混合前第一种钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)/(ppg)
ρ2-------混合前第二种钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)/(ppg)
V1 -------混合前第一种钻井液的体积,米3(m3) /（bbl）.
V2 -------混合前第二种钻井液的体积,米3(m3)/（bbl）.
3.固相分析计算
⑴钻井液低密度固相体积百分比
[(Vw)( ρf)+( V ss)( ρb)+( V o)( ρo)]-100(ρm)
V1g=
(ρb-ρ1g)
式中:
Vw -------对溶解的盐校正过的含水体积百分比, %.
ρf-------对溶解的盐校正过的的密度,克/厘米3(g/cm3)
V1g-------低密度固相的体积百分比, %.
V ss-------悬浮固相的体积百分比, %.
ρb-------所用加重材料的密度,克/厘米3(g/cm3)
V o -------油的体积百分比, %.
ρo-------油的密度,克/厘米3(g/cm3);
ρm-------钻井液的密度,克/厘米3(g/cm3)
ρ1g------低密度固相的密度,克/厘米3(g/cm3),(2.2~2.9,平均2.6) ⑵钻井液高密度固相体积百分比
100(ρm) -[(Vw)( ρf)+( V ss)( ρ1g)+( V o)( ρo)]
V b=
(ρb-ρ1g)
式中:
V b-------加重材料的体积百分比, %.
其余各项符号的说明同上一个公式一样.
⑶搬土含量的校正
7.69×MBT×C2
CEC平均=
V1g
V1g(CEC平均-CEC钻屑)
V搬土=
CEC搬土-CEC钻屑
V钻屑=V1g-V搬土
式中：
CEC平均-----钻井液中全部低密度固相的平均阳离子交换容量，毫克当量/100克；
V搬土-------钻井液中校正后搬土的体积百分比， %；
V1g -------钻井液中低密度固相体积百分比， %；
V钻屑-------钻井液中钻屑体积百分比， %；
MBT--------钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，
C2--------与MBT采用单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2=0.3505,当采用英制单位时,C2=1。
CEC钻屑-----钻屑的阳离子交换容量，毫克当量/100克；
CEC搬土-----般土的阳离子交换容量，毫克当量/100克(若未知,一般可为60)。
⑷加重后钻井液的最佳固相体积百分比（经验公式）
V固=（MW*C3-6）*3.2
式中：
V固------加重钻井液固相体积百分比的最佳值， %
MW------钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；
C3 -----与MW采用单位有关的系数，当采用法定计量单位时，C3=8.3454；当采用英制单位时,C3=1。
⑸高密度钻井液的固相体积百分比近似值：
V固≈MW*2*C3
式中：
V固-------高密度钻井液的固相体积百分比近似值， %
MW-------高密度钻井液的密度，克/厘米3（磅/加仑）；
C3------与MW采用单位有关的系数，当采用法定计量单位时，C3=8.3454；当采用英制单位时,C3=1。
⑹钻井液中钻屑浓度近似值
LGS-MBT
D屑=
0.85
式中:
D屑 -------钻井液中钻屑的浓度近似值, 千克/米3(磅/桶)
LGS-------低密度固相浓度,千克/米3(磅/桶)
MBT-------亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量,千克/米3(磅/桶)
⑺由低密度固相体积百分比计算低密度固相浓度
LGS=V1gs*9.1*C4
式中:
LGS-------低密度固相浓度,千克/米3(磅/桶)
V1gs-------低密度固相体积百分比, %;
C4-------与LGS采用单位有关的系数.当采用法定计量单位时,C4=2.853;当采用括号内的英制单位时,C4=1。
⑻低密度固相体积百分含量的最佳值可由下式进行估算：
0.61*Cl*C5
V LDS(%)=[(7.5*MW*C3)+(0.1*V O)-( )]-62.5
10000
式中：
V LDS-------低密度固相最佳体积百分含量， %
MW -------钻井液密度，克/厘米3（ppg）
V O--------钻井液中含油量，%（体积）
Cl--------钻井液滤液的氯根含量，mg/l(ppm)
C3--------与MW采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C3=8.3454；当采用括号内英制单位时,C3=1
C5-------与Cl 采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C5=ρf ,ρf为钻井液滤液的密度；当采用括号内单位时，C5=1
⑼可用如下办法估算钻井液的钻屑与当量搬土含量的比值：
钻屑含量 LDS-MBT
=
当量搬土含量 MBT
式中：
LDS———钻井液中低密度固相浓度， kg/m3(ppb)；
MBT———亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3(ppb)；
⒋固相对机械钻速的影响
⑴按照钻井液类型由亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量估算小于1微米的细颗粒固相的含量，公式如下：
F = MBT*R
式中：
F———钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
MBT——钻井液亚甲基蓝试验测定的当量搬土含量，kg/m3(ppb)；
R———由钻井液类型决定的系数，分散性钻井液一般为0.8，粗分散性钻井液一般为
0.13，不分散聚合物钻井液一般为0.06。
⑵钻井液中大于1微米的粗颗粒固相含量可由总固相含量减去细颗粒固相含量来得到:
C=TS-F
式中：
C ———钻井液中大于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
TS———钻井液中总的固相含量，kg/m3(ppb)；
F ———钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
⑶求出对照井和当前井的细颗粒固相含量和粗颗粒固相含量以后，再代入下面的公式估算当前井的机械钻速针它与对照井的机械钻速地照便可了解机械钻速变化情况： C4-(0.0133F2+0.00114E2)
ROP2 = ROP1 *
C4-(0.0133F1+0.00114E1)
式中：
ROP2———当前井的机械钻速，m/h(ft/h)；
ROP1———对照井的机械钻速，m/h(ft/h)；
F1————对照井的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
F2————当前井的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
E2————当前井的粗颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
C4————与采用单位有关的系数，当采用所列法定计量C4=2.853，当采用括号内英制
C4=1。
⑷若与清水钻井相比，则当前井机械钻速降低的百分数可由下式计算：
N = 100*（0.0133F2+0.00114E2）*C2
式中：
N————与清水钻进相比机械钻速下降的百分数，%
F2————当前井钻井液中小于1微米的细颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
E2————当前井钻井液中大于1微米的粗颗粒固相含量，kg/m3(ppb)；
C2————与采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C2 = 0.3505 ；当采用括号内英制单位时，C2 =1。
⒍利用屈服值进行的经验计算
⑴由屈服值确定起下钻时克服抽汲(负波动作用)的安全钻井液密度的公式如下:
YP*C6
MW = + MW B
11.7(D h-D p)
式中：
MW————起钻时克服抽汲作用安全钻井液密度，g/cm3(ppg)
YP————钻井液屈服值，Pa(lb/100ft2)
D h————井眼直径，mm(in)
D P————钻杆直径，mm(in)
MWB ———平衡地层压力所需的钻井液密度，g/cm3(ppg)
C6————与采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C6=1.457；当采用括号内英制单位时，C6 =1。
⑵由屈服值估算当量循环密度的经验公式：
YP*C6
ECD = + MW H
10(D h-D p)
式中：
ECD————当量循环密度，g/cm3(ppg)
YP————钻井液屈服值，Pa(lb/100ft2)
Dh————井眼直径，mm(in)
Dp————钻杆直径，mm(in)
MW H————井内钻井液密度，g/cm3(ppg)
C6————与采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C6=1.457；当采用括号内英制单位时，C6 =1。
⑶由屈服值估算环形空间压力损失（层流时）的经验公式：
H*YP*C7
P ANN = + MW B
255(D h-D p)
式中：
P ANN————环形空间压力损失，MPa（psi）
H————井段长度，m(ft)
YP————钻井液屈服值，Pa(lb/100ft2)
Dh————井眼直径，mm(in)
Dp————钻杆直径，mm(in)
C7————与采用单位有关的系数。当采用所列法定计量单位时，C7 = 0.275 ；当采用括号内英制单位时，C7 =1。
7、固控设备使用分析计算
⑴钻井液消耗量的估算：
UM=[（SE*VFR）/VFD]+[SE（1-VFR）/VFM]-SE
式中：
UW-------钻井液消耗量，m3;
SE-------所钻岩屑量，m3;
VFR------被控设备除去的岩屑百分数；
VFD------固控设备排泄物中钻屑的平均体积百分数；
VFM------钻井液中钻屑的平均百分数（所钻岩屑的单位测定时间）。
⑵、有效率(Solids control efficiency)（SCE）的计算：
排出的钻屑（kg/h）=Q（m3/h）*底流中钻屑百分数
SCE=[排出的钻屑（kg/h）/产生的钻屑（kg/h）]*100%
如已知在单位时间内的稀释量和所钻地层的体积以及钻井液固相分析得出的最大钻屑含量，可以用下式求出固控设备的有效率：
SEC={1-[需要的稀释量（m3）*最大的钻屑含量百分数/100]/所钻地层体积（m3）}*100
⑶、使用固控设备而节约的稀释量的经济分析（非加重钻井液）
同样，求出某台设备的排泄速度Q（m3/h），其次分别计算出钻井液中低密度固相分数和排泄物中低密度固相分数及二者之差，即是被固控设备排掉的多余部分固相。已知：FLM=0.625(SGM-1)
FLD=0.625(SGD-1)
FLE=0.625(SGD-SGM)
式中:
FLM------钻井液中低密度固相分数;
FLD------排泄物中低密度国大相分数;
FLE------差额低密度固相分数;
SMG------钻井液密度 g/cm3
SGD------排泄物密度 g/cm3。
代入式中：EDV=Q*FLE/FLM=Q*（SGD-SMG）/（SGM-1）
求出相当的稀释量DEV（m3/h）
中外常用钻井液处理剂名称对照及主要用途
一、配制水基钻井液所需材料的计算 1. 钻井液的循环容积 1.1 井筒容积计算V 1（即井内钻井液量计算） 计算式：H D V 2141 π= D －井径，m; H －井深，m 。 经验式：22 1D V =（m 3/1000m ） 泥浆罐容积V 2 泥浆槽容积V 3（钻井液液面一般只达槽深的2/3） 循环管汇容积V 4 钻井液循环量计算： V =V 1＋V 2＋2/3V 3 ＋V 4 2. 配制定量V f 、定密度ρf 的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液质量=粘土质量+水质量 钻井液的体积＝粘土体积＋水体积 w c f w c f V V V m m m +=+= 其中：钻井液质量f f f V m ρ= 粘土质量c c c V m ρ= 水的=w w w V m ρ= 所以：c f W w w c c f f V V V V V V -=+=ρρρ w c f f w w c w f c f c m V m V m ρρρρρρρ-=--= ) ( 式中, m c ---粘土质量，t ； V f --- 钻井液体积，m 3； V c ---粘土体积，m 3； V w ---水体积，m 3； f ρ---钻井液密度，g/cm 3； c ρ---粘土密度，g/cm 3； w ρ---水的密度，g/cm 3。
3. 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量=（欲配置钻井液的体积）-（所需的粘土体积） 其中：所需粘土体积=粘土密度粘土重量 所需水量=欲配钻井液体积-粘土密度粘土重量 二、调整钻井液密度所需要的材料 1. 加重钻井液所需加重材料的计算： （1）定量钻井液加重时所需要加重材料的计算： 2 3123) (ρρρρρ--=浆V W 式中： W---加入的加重材料重量； V 浆--- 原浆体积； 1ρ---原浆密度； 2ρ---欲配的钻井液密度； 3ρ---加重材料的密度； （2）配置定量加重钻井液时所需要加重材料的计算： 1 3122) (ρρρρρ--=V W 式中： W---加入的加重材料重量； V --- 欲配的钻井液体积； 1ρ---原浆密度； 2ρ---欲配的钻井液密度； 3ρ---加重材料的密度； 2. 降低钻井液密度所需水量的计算 1) (221- -=ρρρ浆水V V 式中： 水V ---降低密度时需要的水量； V 浆--- 原浆体积； 1ρ---原浆密度；
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
钻井常用计算公式 钻井是指通过井口向地下钻探求取矿石或能源的过程。在钻井过程中，需要进行各种计算来确定井身结构、钻井液性质、井斜角度等参数。下面 是一些钻井常用的计算公式： 1.钻井井深计算： 钻井井深是指从钻头到井口的距离，可以通过以下公式计算： 钻井井深=米深+英尺深/3.281 2.钻井液静压计算： 钻井液静压是指井底处液体对井壁产生的压力，可以通过以下公式计算： 钻井液静压=密度×深度×0.052 3.钻进速度计算： 钻进速度是指钻头在单位时间内钻井的深度，可以通过以下公式计算：钻进速度=钻井井深/钻进时间 4.钻井液密度计算： 钻井液密度是指钻井液的重量与体积的比值，可以通过以下公式计算：钻井液密度=钻井液重量/钻井液体积 5.钻进功率计算： 钻进功率是指钻头在单位时间内进行钻进所需的功率，可以通过以下 公式计算：
钻进功率=钻头扭矩×钻头转速/1000 6.钻进液循环速度计算： 钻进液循环速度是指钻进液在井内循环的速度，可以通过以下公式计算： 钻进液循环速度=钻井液泵出量/钻井液体积 7.钻进液排量计算： 钻进液排量是指单位时间内从井底排出的钻进液量，可以通过以下公式计算： 钻进液排量=钻进液循环速度×循环时间 8.钻头转动速度计算： 钻头转动速度是指钻头旋转的速度，可以通过以下公式计算： 9.钻杆载荷计算： 钻杆载荷是指钻杆在钻井过程中所受到的力的大小，可以通过以下公式计算： 钻杆载荷=钻井液静压×斜度长度+钻井液动压×循环高度+钻头重量+钻杆摩擦力 10.钻头压力计算： 钻头压力是指钻头对井底的压力，可以通过以下公式计算： 钻头压力=钻头的浮力+钻井液静压+管柱重量
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土 水 泥 土 泥 土 ） （ρ -ρρ-ρρ= V W 式中： 土 W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土 ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水 ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土 泥 水 ρ - =W V V 式中： 水 V ---所需水量，米3（m3）； 土 ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥 V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加 原 重 加 原 加 ） （ρ -ρρ-ρρ= V W
式中： 加 W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原 ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加 ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加 原 重 加 重 加 ）（ρ -ρρ-ρρ=V W 式中： 加 W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原 ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加 ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 12 24100(v ρ -ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1 ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
常用钻井液计算公式速算表 一、泵排量的换算 二、井眼容积的换算 三、环空上返速度V上（m/s）的计算 V上=1274Q/（D2-d2） 其中：Q——泵排量（L/S）；D——钻头直径（mm）；d——钻杆直径（mm）。 四、迟到时间T迟（min）的计算 T迟=H/（V上）+△T 其中：H——井深（m）；△T——岩屑下沉时间（5--10min）。 五、下行时间T下（min）的计算 T下=9.2H/(60Q) 其中：H——井深（m）；Q——泵排量（L/S）。 六、循环周时间T周（min）的计算 T周=V/（60Q）其中：V——循环量（m3）；Q——泵排量（L/S）。 七、加重计算 G（t）=Vρ加（ρ后-ρ前）/（ρ加-ρ后） 其中：V——钻井液体积（m3）；ρ加————加重材料密度（g/ m3）； ρ后————加重后钻井液密度（g/ m3）；ρ前————加重前钻井液密度（g/ m3）。 八、流性参数的计算 AV=Ф600/2 PV=Ф600-Ф300 YP=AV-PV n=3.3221g(Ф600/Ф300) k=0.511Ф300/511nη=[1.195(Ф6001/2-Ф1001/2)]2
表层钻井液配方 表层及导管钻进严格按《苏里格气田表层钻井液技术》执行，打导管采用白土浆小循环，导管打完后固定、找正、坐实、水泥回填，侯凝2-3小时，开钻过程中监控导管情况。 若流砂层未封住（流沙层50米以上），采用白土浆钻井，0.1%CMC+5-6%白土，密度:1.03---1.05g/cm3，粘度:40-50s ；钻穿流沙层50-80米之后，采用低固相钻井液体系，密度:1.01---1.03g/cm3，粘度:31-35s。 若流砂层已完全封住，用清水聚合物钻井液体系，配方为0.2%CMP +0.2%ZNP-1。钻井液性能：密度:1.00---1.02g/cm3，粘度:31-32s。
常用钻井计算公式 压力梯度（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度（g/cm3） 钻井液密度(g/cm3)=压力梯度（Mpa/m）/0.00981 静液压力（Mpa）=0.00981×钻井液密度（g/cm3）×垂深（m） 地层压力（Mpa）=钻柱内静液压力（Mpa）+关井立管压力（Mpa） 等效钻井液密度(g/cm3)=102×地层压力（Mpa）/垂深（m） 泵的输出排量（l/min）=泵输出（l/冲）×泵速（冲/min） 初始循环压力（Mpa）=低泵速循环压力（Mpa）+关井立力（Mpa） 终了循环压力（Mpa）=低泵速循环压力（Mpa）×压井液密度/原浆密度 压井液密度(g/cm3)= 原浆密度+102×关井立力（Mpa）/垂深（m） 关井套压（Mpa）=（钻井液压力梯度－溢流压力梯度）×溢流垂深+关井立压等效循环密度(g/cm3)= 102×环空压耗（摩阻）/垂深（m）+原浆密度 溢流高度（m）=井涌量（升）/环空容积（升/m） 溢流压力梯度（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度－（关井套压－关井立压）/溢流 垂深最大允许钻井液密度(g/cm3)= 钻井液密度+102×漏失压力/套管鞋垂深（m） 改变泵速的新泵压（Mpa）=旧泵压×（新泵速/旧泵速）2 压井后的新安全余量（Mpa）=0.00981×（最大允许钻井液密度－压井密度）× 套管鞋垂深（m） 加重所需重晶石量（kg/m3）=4200×(压井液密度－原浆密度)/(4.2－压井液密度) 溢流上窜速度（m/h）=立压增量（Mpa/h）/0.00981×钻井液密度 干起钻每米压力降（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度×钻具排替量×（套管容积－ 钻具排替量）湿起钻（钻具水眼堵）每米压力降（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度×（钻具排替量 +钻具内容积）/环空容积
一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1. 钻井液的循环容积 1.1 井筒容积计算V 1（即井内钻井液量计算） 计算式：H D V 214 1π= D －井径，m; H －井深，m 。 经验式：2 2 1D V =（m 3/1000m ） 1.2 泥浆罐容积V 2 1.3 泥浆槽容积V 3（钻井液液面一般只达槽深的2/3） 1.4 循环管汇容积V 4 钻井液循环量计算： V =V 1＋V 2＋2/3V 3 ＋V 4 2. 配制定量V f 、定密度ρf 的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液质量=粘土质量+水质量 钻井液的体积＝粘土体积＋水体积 w c f w c f V V V m m m +=+= 其中：钻井液质量f f f V m ρ= 粘土质量c c c V m ρ= 水的=w w w V m ρ= 所以： c f W w w c c f f V V V V V V -=+=ρρρ
w c f f w w c w f c f c m V m V m ρρρρρρρ-= --= ) ( 式中, m c ---粘土质量，t ； V f --- 钻井液体积，m 3； V c ---粘土体积，m 3； V w ---水体积，m 3； f ρ---钻井液密度，g/cm 3 ； c ρ---粘土密度，g/cm 3 ； w ρ---水的密度，g/cm 3 。 3. 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量=（欲配置钻井液的体积）-（所需的粘土体积） 其中：所需粘土体积=粘土密度 粘土重量 所需水量=欲配钻井液体积-粘土密度 粘土重量 二、 调整钻井液密度所需要的材料 1. 加重钻井液所需加重材料的计算： （1）定量钻井液加重时所需要加重材料的计算： 2 3123) (ρρρρρ--= 浆V W 式中： W---加入的加重材料重量； V 浆--- 原浆体积； 1ρ---原浆密度；
钻井液有关计算公式 一、加重：W=γ0（γ2-γ1）/γ0-γ2 W：需要加重1方泥浆的数量（吨） γ0：加重料密度 γ1：泥浆加重前密度 γ2：泥浆加重后密度 二、降比重：V=（γ原-γ稀）γ水/γ稀-γ水 V：水量（方） γ原：泥浆原比重 γ稀：稀释后比重 γ水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W=γ土（γ泥-γ水）/γ土-γ水 γ水：水的比重 γ泥：泥浆的比重 γ土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W土/γ土 γ土：土的比重 W土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4πD2H D：井眼直径（m） H：井深（m） 六、环空上返速度：V返=12.7Q/D2-d2 Q: 排量（l/S） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒） 八、岩屑产出量：W=πD2*Z/4
W: 产出量（立方米/小时） Z: 钻时（机械钻速）（米/小时） D: 井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 粒度≥2000μ 中粗 粒度2000-250μ 中细 粒度250-74μ 细 粒度74-44μ 超细 粒度44-2μ 胶体 粒度≤2μ 粘土级颗粒 粒度≤2μ 砂粒级颗粒 粒度≥74μ 十、API 筛网规格： 目数 孔径（μ） 20 838 30 541 40 381 50 279 60 234 80 178 100 140 120 117 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12″） 处理量（28-115立方米/小时） 范围（除74μ以上） 除砂器：尺寸（2-5″） 处理量（6-17立方米/小时） 范围（除44μ以上） 十二、极限剪切粘度：η∞=1.1952*(600θ-100θ)2 十三、卡森动切力： τc =1.512*(1006θ-600θ)2 十四、流变参数
最常用钻井液计算公式 钻井液计算是钻井过程中至关重要的一项工作，主要目的是确定钻井液性质和操作参数，以满足井下的要求和确保钻井过程的安全和高效。以下是钻井液计算中最常用的公式和相关内容。 一、钻井液密度计算 钻井液密度计算是钻井液配方设计的基础。常用的钻井液密度计算公式如下： 钻井液密度（ppg）= ({wt1}/{vol1}) × ( 8.3454 ÷ {vol2} ) + {wt2} 其中，wt1为固相物重量（lb），vol1为固相物体积（ft³），vol2为总体积（bbl），wt2为液相重量（lb）。 二、钻井液循环率计算 钻井液循环率计算用于确定液体在井内的循环速度，以满足井底清洁和冷却要求。常用的计算公式如下： 循环率（gpm）= （面积（in²）× 平均速度（ft/min））÷ 24.5其中，面积为钻头截面积，平均速度为液体通过钻头的速度。 三、钻井液流量计算 钻井液流量计算用于确定在钻井过程中的液体流量。常用的钻井液流量计算公式如下： 流量（bbl/min）= （容积（bbl）÷ 时间（min））
其中，容积为液体的体积，时间为流动所需时长。 四、钻井液循环效率计算 钻井液循环效率计算用于确定液体在循环过程中的损失情况。常用的 钻井液循环效率计算公式如下： 循环效率（%）= （排出液体（bbl）÷ 循环量（bbl））× 100 其中，排出液体为泥浆在循环过程中的损失量，循环量为泥浆的总流量。 五、钻井液处理剂用量计算 钻井液处理剂用量计算用于确定添加处理剂在钻井液中的量。常用的 钻井液处理剂用量计算公式如下： 用量（lb/bbl）= （浓度（lb/bbl）× 分离液量（bbl））÷ 钻 井液循环量（bbl） 其中，浓度为处理剂的浓度，分离液量为分离出的钻井液量，钻井液 循环量为泥浆的总流量。 六、钻井液沉降速度计算 钻井液沉降速度计算用于确定固相物在液相中的沉降速度，以选择合 适的钻井液流速。常用的钻井液沉降速度计算公式如下： 沉降速度（ft/min）= md × 沉降距离（ft）÷ 时间（min） 其中，md为钻井液中固相物的沉降距离。 以上列举了钻井液计算中最常用的公式，涵盖了钻井液密度、循环率、流量、循环效率、处理剂用量和沉降速度等方面的计算内容。在实际应用
石油钻井液计算公式1.粘土量的计算： W土=γ土V泥（γ泥-γ水）/（γ土-γ水） 2.水量的计算: Q水= V泥- W土/γ土 式中：W土——所需粘土的重量, kg V泥——所需泥浆量，m3; γ水——水的密度kg/ m3 , γ土——粘土的密度kg/ m3 , γ泥——泥浆的密kg/ m3 , Q水——所需水量m3 3.加重计算: W加=γ加V原（γ重-γ原）/（γ加-γ重） 式中：W加——所需加重剂的重量 γ原——加重前的泥浆密度 γ重——加重后的泥浆密度 γ加——加重剂的密度 V原——加重前的泥浆体积 4.稀释计算 Q= V原（γ原-γ稀）γ水/（γ稀-γ水） 式中：Q——所需水量 V原——原泥浆体积 γ原——原泥浆密度 γ稀——稀释后的泥浆密度 γ水——所加水的密度 5.循环周计算 T=（V井-V柱）/60Q泵 式中：T——泥浆循环一周的时间min V井——井眼容积l V柱——钻柱体积l Q泵——泥浆泵排量，l/s 6.泥浆上返速度计算
V返=12.7 Q泵/(D井2-D柱2) 式中：V返——泥浆上返速度, m/s Q泵——泥浆泵排量l/s D井——井径, cm D柱——钻柱外径, cm 7.井漏速度计算 V漏=Q漏/t时 式中；V漏——漏失速度, m3/h Q漏——在某段时间里的漏失量, m3 t时——漏失时间h 8.流变参数计算 (1) 表观粘度：A V=1/2Ø600 (mpa.s) (2) 塑性粘度: PV= Ø600- Ø300 (mpa.s) (3) 动切力: YP=0.478(Ø300-PV) (pa) (4) 流性指数: n=3.322lg(Ø600/ Ø300) (5)稠度系数: K=0.478 Ø300/(511n) (pa.s n) 9. 油气上窜速度(迟到时间法)的计算 V=(H油-H钻头t/t迟)/t静 式中：V: 油气上窜速度,m/s; H油:油气层深度,m; H钻头:循环钻井液时钻头所在深度,m; t迟:井深(H钻头)米时的迟到时间,min; t:从开泵循环至见油气显示的时间,min; t静:静止时间,即上次起钻停泵至本次开泵的时间,min。 t迟=V环空体积/Q泵排量 10. 卡点计算 L=21Fe/P 式中：L:卡点深度,m; e:钻杆连续提伸时平均伸长,cm; F:管体截面积,cm2 ; P: 钻杆连续提伸时平均拉力,t。
1、钻井液配制与加重的计算 (1)配制低密度钻井液所需粘土量 V 泥P 土(P 泥-P 丿 p± 一 P 水 式中： W 土 一所需粘土重量，吨 P 土 一粘土密度，克/厘米3 (g/cm3) P 水一水的密度，克/厘米3 (g/cm3) P 泥-欲配制的钻井液的密度，克/厘米3 (g/cm3) V 泥欲配制的钻井液的体积，米3 (m3) ⑵配制低密度钻井液所需水量 式中： V 水…所需水量，米3 (m3)； P 土 --所用粘土密度，克/厘米3 (g/cm3) W 土-所用粘土的重量，吨(t) V 滉-欲配制的钻井液的体积，米3 (m3) (3)配制加重钻井液的计算 ① 对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 计算公式 水—視
V^P/P M-P P 式中： W加--所需加重剂的重量，吨＜t)； P廩-原有钻井液的密度，克/厘米3 (g/cm3) P重-钻井液欲加重的密度，克/厘米3 (g/cm3) P加一加重剂的密度，克/厘米3 (g/cm3) V K -原有钻井液的体枳，米3 (m3) ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 W = VjtP 加(P 里—Pp 加 P加一P跟 式中： W加--所需加重剂的重量，吨＜t)； P w -原有钻井液的密度，克/厘米3 (g/cm3) p s -钻井液欲加重的密度，克/厘米3 (g/cm3) P加一加重剂的密度，克/厘米3 (g/cm3) \；-加重后钻井液的体积，米3 (m3) ③用重晶石加重钻井液时体积增加 100(p2-p,) _ 4.2—P, 式中： V--每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3 (m3)；
配制钻井液几种常用计算公式 一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1配制定量、定密度的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液重量=粘土重量+水重量 其中： 钻井液重量=i V i 粘十重量=2V 2 水的重量=3V 3 所以： V i 1 V 2 2 V 3 3 ................................................... (1) 因为： V 3 V 1 V 2 ...................................................... (2) ⑵代入（1）则得: 整理后 2 3 又因 V 2 W ........................................ ⑷ 2 ⑷代入（3）整理后 VW 粘土重量；V-钻井液体积；匕-粘土体积；V 3-水体积; 1 —钻井液密度；2 —粘土密度；3 —水的密度； 2配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量=欲配钻井液体积-所需粘土体积 W
其中： 所需粘土体积一粘土重量 二、调整钻井液密度所需材料 1加重钻井液所需加重材料数量计算 (1)定量钻井液加重时所需加重材料的计算: 1) 式中W —加入的加重材料重量; V浆—原浆体积； 1-原浆密度; 2 —欲配的钻井液密度； 3—加重材料的密度； (2)配制定量加重钻井液时所需加重材料的计算: 式中W-所用加重材料的重量; V —欲配的钻井液体积； 1 —原浆密度； 2—欲配的钻井液密度； 3—加重材料的密度； 2降低钻井液密度所需水量(或低密度钻井液量)之计算 2
式中V —降低密度时需要的水量;
钻井液常用计算 一、水力参数计算： (p196-199) 1、地面管汇压耗： 1.86 Psur=C × MW ×(Q/100) ×C1 Psur--- 地面管汇压耗， Mpa ( psi )； C --- 地面管汇的摩阻系数； MW --- 井内钻井液密度， g/cm 3(ppg); Q --- 排量， l/s(gal/min); C1 与单位有关的系数，当采用法定法量单位时， C1＝9.818 ；当采用英制单位 时， C1＝ 1； ① 钻具内钻井液的平均流速： V 1=C 2× Q/2.448 ×d 2 V1 ---- 钻具内钻井液的平均流速， m/s(ft/s) ； Q ----- 排量， l/s(gal/min); d ----- 钻具内径， mm(in) ； C2 与单位有关的系数。当采用法定计量单位时， C 2＝3117 采用英制单位时， C 2＝1。 ② 钻具内钻井液的临界流速 V 1c =(1.08×PV ＋1.08(PV 2＋ 12.34 × d 2× YP ×MW × C 3) 0.5 )/MW × d × C 4 V 1c ---------- 钻具内钻井液的临界流速， m/s(ft/s) ； PV --- 钻井液的塑性粘度， mPa.s(cps); d ----- 钻具内径， mm(in) 3 MW --- 钻井液密度， g/cm (ppg); C 3 、C4 ----- 与单位有关的系数。 采用法定计量单位时， C 3＝0.006193，C 4＝1.078； 采用英制单位时， C 3＝1、C 4＝ 1。 ③ 如果≤ V 1c ，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 2 P p =C 5×L ×YP/225×d ＋C 6× V 1× L ×PV/1500×d 2 ④ 如果 V 1>V 1c ，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 0.18 0.82 1.82 4.82 P p =0.0000765 ×PV 0.18 × MW 0.82 ×Q 1.82 × L ＋ C7/d 4.82 P p --- 钻具内的循环压耗， Mpa(psi); L --- 某一相同内径的钻具的长度， m(ft) ； V1 ---- 钻具内钻井液的平均流速， m/s(ft/s) ； d ----- 钻具内径， mm(in) 3 MW --- 钻井液密度， g/cm (ppg); Q ------ 排量， l/s(gal/min); C 3 、C6 ------ 与单位有关的系数。采用法定计量单位时， C 5＝0.2750，C 6＝47.86； 当采用英制单位时， C 5＝ 1、C 6＝ 1。 8 C7 与单位有关的系数。 采用法定计量单位时， C 7＝1.162×108；当采用英制单 位时， C 7 ＝1。 3、环空的钻井液流态确定及压耗计算