固井作业常用公式Word下载.docx
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七、注水泥升温时间计算
已知套管内容积Q(m2),套管下深h(m),设计注入水泥浆量L(m3),注水泥排量为q1(m3/min),替泥浆排量为q2(m3/min):
(1)当Qh<L,则升温时间t=(min)
(2)当Qh>L,则升温时间t=+(min)
八、稠化时间计算
已知套管内容积Q(m2),套管下深h(m),设计注入水泥浆量L(m3),注水泥排量为q1(m3/min),替泥浆排量为q2(m3/min)
稠化时间t=++附加安全时间(60-90min)(min)
九、失水量的计算
Q30=2*Qt
式中:
Q30——30min失水量,ml
Qt——在时间t时收集的滤液量,ml
T——试验结束时的时间,min
一十、流变参数计算
流变模式判别:
F=式中:
F——流变模式判别系数,无量纲;
——转速300r/min时仪器读数
——转速200r/min时仪器读数
——转速100r/min时仪器读数
当F=0.5±
0.03时选用宾汉流变模式,否则选用幂律流变模式。
宾汉模式ηp=0.0015(-)
τ=0.511-511ηp
ηp——塑性粘度,Pa.s
τ——动切力,Pa
幂律模式n=2.092lg()
k=
n——流性指数,无量纲;
k——稠度系数,Pa.sn
一十一、游离液的计算:
FF=
FF——游离液占的比例;
Vf——游离液体积(ml)
Vs——水泥浆体积(ml)
一十二、固井配水用量计算
(1)固体外加剂
固体用量:
W=1000(kg)
式中:
a%为固体在干灰中的加量,
λ为水灰比,
V为配水总量,单位为m3。
(2)液体外加剂
液体用量:
W=1000(kg)
a为试验加量,单位(ml)
Wc为试验干灰用量,单位(g)
λ为水灰比
V为配水总量,单位为m3
ρl为液体密度,单位g/cm3
一十三、套管内容积计算
已知套管外径D(mm),壁厚h(mm)
套管内容积Q=(D-2h)2(mm2)
一十四、环空容积计算
已知井径D1(mm),套管外径D2(mm)
环空容积Q=(D12-D22)(mm2)
一十五、环空流体所占环空高度
已知注入流体体积为V(m3),所占环空的环空容积为Q(L/m)
该流体所占环空高度H=(m)
一十六、环空返速及注水泥排量计算
环空返速V=
注水泥排量q=60QV
Q为环容,单位(L/m)
q为注水泥排量,单位(L/min)
V为环空返速,单位(m/s)
一十七、钻井液替量计算
已知套管阻位为H(m),套管内容为Q(L/m)
钻井液替量L=QH/1000(m3)。
一十八、静压差计算
已知钻井液密度为ρm(g/cm3),注入前置液所占环空高度为Hf(m),密度ρf(g/cm3),注入水泥浆所占环空高度为Hs(m),密度为ρs(g/cm3),g为重力加速度。
则静压差ΔP=(Hs(ρs-ρm)+Hf(ρm-ρf))(Mpa)
一十九、井底当量密度计算
已知钻井液密度为ρm(g/cm3),井垂深H(m),注入前置液所占环空高度为Hf(m),密度ρf(g/cm3),注入水泥浆所占环空高度为Hs(m),密度为ρs(g/cm3),井底流动阻力为ΔP(Mpa),g为9.8牛顿/千克。
井底静态当量密度=
井底动态态当量密度=
二十、平衡前置液所用重浆计算
已知钻井液密度为ρm(g/cm3),重浆密度为ρh(g/cm3),重浆所占环空的环容为Q(L/m),注入前置液所占环空高度为Hf(m),密度ρf(g/cm3)
平衡所需重浆量L=(m3)
二十一、水泥浆失重时,全井平衡所需重浆计算
已知钻井液密度为ρm(g/cm3),重浆密度为ρh(g/cm3),重浆所占环空的环容为Q(L/m),注入水泥浆所占环空高度为Hs(m),密度ρs(g/cm3)
全井平衡所需重浆量L=(m3)
二十二、起压替量计算
已知套管内容为Qi(L/m),总替量为Q(m3),裸眼平均环容Qa(L/m),钻井液密度为ρm(g/cm3),注入水泥浆量为Ls(m3),水泥浆密度为ρs(g/cm3)
起压替量Qt=Q-
1、动态起压时间计算:
设管内外压力平衡时,管内泥浆液柱高度为Him
则:
……⑴
……⑵
式中Him—管内泥浆液柱高度,m;
H—井深,m;
Ci—套管内每米容积,m3/m;
Co—平均环空每米容积,m3/m;
ρc—水泥浆密度,g/cm3;
ρm—泥浆密度,g/cm3;
Vc—注水泥浆量,m3;
Q—顶替排量,m3/min;
T—起压时间,min;
Δp—循环压耗,MPa;
循环压耗Δp采用经验公式:
(当Δp=0时,计算结果为静态起压时间)
当套管下深<1000m时:
Δp=0.0981(0.01H)+0.8(MPa)
当套管下深5000m>L>1000m时:
Δp=0.0981(0.01H)+1.6(MPa)
2、环空液柱压力当量密度(ρm)的计算:
Him
钻井液
H
水泥浆
设井深为H;
环空中前置液的高度为H前;
前置液的密度为ρ前;
水泥浆的高度为H水泥;
水泥浆的密度为ρ水泥;
泥浆的密度为ρ泥浆;
则
……⑶
注:
为地层破裂压力当量密度
为地层孔隙压力当量密度
在固井设计过程中应满足:
二十三、热采井预应力计算
基本数据:
∮177.8mm9.19mm×
N80套管下深1670m,泥浆密度按,设计注蒸汽的温度为320
1、套管内产生的最大应力:
Pmax=E·
C·
Qmax
=1.52×
9.80665×
107×
12.1×
10-6×
(320-72)
=447302.5KPa
2、应施加的预应力:
P=Pmax—A·
Y
=447302.5·
98.067
=447302.5419246.0
=28056.5KPa
3、套管在井内的自重(考虑浮力)
m=(q·
KB)
=38.69×
1670×
0.85÷
1000
=55.3t
注:
KB为泥浆密度为1.18g/cm3时的浮力系数
4、井口拉力:
(S为套管横截面积)
P=+m-f0
=+55.3-
=13.94+55.3-30.5
=38.74t
注:
f0表示是蹩压15MPa候凝时产生的力
f0=·
P蹩÷
S0是套管内截面积
5、井口处套管接箍的安全系数
n=G/P
=235.4/38.74
=6.07
6、套管伸长:
ΔL=
=
=0.89m
若不蹩压候凝,井口拉力为69.24t,套管伸长为1.55m
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