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1、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 X MW X(Q/100)i.86XC1Psur 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，Cl = 9.818；当采用英制单位时，Cl = l；地面管汇类型与C值:管汇 类型立管水龙安带水龙安头方钻杆C值长度m内径mm长度m内径mm长度m内径mm长度m内径mm112.276.213.750.81.250.812.257.21.0212.288.916.863.51.557.21
2、2.282.60.36313.7101.616.876.21.557.212.282.60.22413.7101.616.876.21.876.212.2101.60.152、确定钻具内的钻井液流态及计算压耗： 钻具内钻井液的平均流速：V1=C2XQ/2.448Xd2V1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=l。 钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08XPV1.08(PV212.34Xd2XYPXMWXC)0.5)/MWXdXCV1c 钻
3、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=1o 如果wv ,则流态为层流，钻具内的循环压耗为1cP=CXLXYP/225XdCXvXLXPv/1500Xd2p 5 6 1 如果V/V，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为11cP =0.0000765XPV0.18XMW0.82XQ1.82XLC /d4.82p7Pp 钻具内的循环压耗，Mpa(psi);
4、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 = l、C6=1OC7与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C7=1.162X 108；当采用英制单 位时，C7 = 1o3、环空的钻井液流态确定及压耗计算 环空内钻井液的平均流速Va = QX C2/ (Dh 2-Dp2)X2.448Va环空内钻井液的平均流速n/s(ft/s)；Q排量，
5、l/s(gal/min);Dh 井眼直径或套管内径， mm(in)Dp 钻具外径， mm(in)C；-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,C =1o 环空内钻井液的临界流速Vac =(1.08XPV+1.08X(PV2+9.26(Dh- Dp )2XYPXMWXC)0.5)/MWX(Dh- Dp )XCV环空内钻井液的临界流速n/s(ft/s)；acYP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);Dh 井眼直径或套管内径， mm(in)Dp 钻具外径， mm(in)C；、C4
6、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=1o 如果VaWVac,则环空流态为层流，环空压耗为Pa= C3XLXYP/200(Dh- Dp)+ C6XVaXLXC7/1000X(Dh- Dp )2 如果VaVic，则环空流态为紊流，环空压耗为卩P=0.0000765XPV0.18XMW0.82Q1.82XLC/(D- D )3X(DD )1o82a7 h phpP 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.
7、s(cps)；Va环空内钻井液的平均流速n/s(ft/s)；Dh井眼直径或套管内径，mm(in)Dp 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=1oC7与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C7=1.162X 108；当采用英制单 位时，C7=1o4、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：Pt= PsurPcPp PcaPpat sur c p ca paP总的循环压耗，Mpa(
8、psi);aPsur 地面管汇压耗，Mpa(psi);Pc 钻铤段的内压耗，Mpa(psi);Pp 钻杆段的内压耗，Mpa(psi);P -钻铤段的环空压耗，Mpa(psi);caP钻杆段的环空压耗，Mpa(psi);计片算出后，可以判断钻头的水力工作方式：当PtW0.357 Pca,是最大水力工作方式，相等为最优; tca当P W0.526P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=3.32Xlog。/ 9p600300稠度系数：K =5.11X 0/1022npp600塑性粘度：PV
9、=0 -9600300屈服值：YP=(9 -PV) XC30020有效视粘度：卩=100K (96XV/d)np-iXCcpp121np钻具内钻井液流变指数 无因次;pK钻具内钻井液稠度系数，Pa.sn(lb.sn/100ft2)；pYP钻井液的屈服值，Pa(lbs/100ft2)；PV钻井液塑性粘度 mPa.s(cps);卩钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)cp9600钻井液600转分的读数；9300钻井液300转分的读数；V-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=O.4788 ；当采用英制单 位
10、时，C20=1。C21与单位有关的系数。采用法定计量单位时，c21 = 0.02506X83.333np；当采 用英制单位时，C21 = 1 O环空流性指数： n=0.5Xlog9 /9a3003环空稠度系数：K =5.11X0/511naa600有效视粘度：卩=100K (96XV/d)np-iXCcap121n钻具内部的流性指数，无因次；aK 钻具内的稠度系数，Pa.sn(lb.sn/100ft2);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。a卩钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)ca9 300旋转粘度计在转速为300转/分的读数；9 一旋转粘度计在转速为3转/分的读
11、数(又叫钻井液的初切力)；V钻井液在环空中的流速；m/s(ft/s);aDh井眼直径，mm(in);Dp钻具外径，mm(in);C；与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C21 = 0.02506X83.333na；当采 用英制单位於时，C22=1o在环空流域，n值越低，层流的流型越好。nW0.6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：n 0.5 = 2.4141X(9 0o 59 0o 5)g600300n极限高剪切粘度，与钻头的水眼粘度十分接近，mPa.s(cps)；OC0 600旋转粘度计在转速为600转
12、/分的读数；0 300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=928V Xd XMWXC /u X(3n+l)/4n )呼p 1 p 23 cp p pRe钻具内的雷诺数，无因次；pV钻具内液流的流速；m/s(f t/s);dp钻具内径，mm(in);Mw-钻井液密度，g/cm3(ppg);u钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)cpn钻具内的流性指数，无因次；PC23 -与单
13、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 = 1oRe=928VX(DhDp)XMWXC /u X(2n+1)/3n)a a h p23 ca a aV环空的液流的流速；m/s(f t/s);na(2) 环空的雷诺数aDh井眼直径，mm(in);Dp钻具外径，mm(in);MW-钻井液密度，g/cm3(ppg);u环空的有效视粘度，mPa.s(cps)can环空的流性指数，无因次；aC23 -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 = 1o(3) 环空流态的判别层流Re V34701370n c
14、a过渡流3470 1370n WRe W42701370n aca 紊流Re 42701370n caRe环空临界雷诺数，无因次；Cn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=808X(V /V ) 2 na acZ 环空流态稳定参数，无因次；n环空的流性指数，无因次；aV 环空流速；m/s(ft/s);aV 环空临界流速；m/s(ft/s);若Z808，环空流态为紊流；若ZW808,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 =186/C Xd XMW0.5b25 cV 一临界剪切速率;l/s;bDc岩屑的直径，mm(in);MW
