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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=CMW(Q/100)1.86C1Psur-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，C19.818；当采用英制单位时，C11；地面管汇类型与C值：管汇类型立管水龙带水龙头方钻杆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mm112.276.213.750.81.250.812.257.21.0212.288.916.863.51.557.212.282.60.363
2、13.7101.616.876.21.557.212.282.60.22413.7101.616.876.21.876.212.2101.60.152、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=C2Q/2.448d2V1-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，C23117采用英制单位时，C21。 钻具内钻井液的临界流速V1c=(1.08PV1.08(PV212.34d2YPMWC3)0.5)/MWdC4V1c -钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)；
3、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，C30.006193，C41.078；采用英制单位时，C31、C41。 如果V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为Pp=C5LYP/225dC6V1LPV/1500d2 如果V1V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为Pp=0.0000765PV0.18MW0.82Q1.82LC7/d4.82Pp-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
4、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，C50.2750，C647.86；当采用英制单位时，C51、C61。C7 -与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C71.162108；当采用英制单位时，C71。3、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 = QC2/ (Dh 2-Dp2)2.448Va-环空内钻井液的平均流速m/s(ft/s)；Q-排量，l/s(gal/min);Dh -井眼直径或套管内径，mm(in)Dp -钻具外径，mm(in)C2 -与单位有关的系数。采
5、用法定计量单位时，C23117；当采用英制单位时，C21。环空内钻井液的临界流速Vac =(1.08PV+1.08(PV2+9.26(Dh- Dp )2YPMWC3)0.5)/MW(Dh- Dp )C4Vac-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);Dh -井眼直径或套管内径，mm(in)Dp -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，C30.006193，C41.078；采用英制单位时，C31、C41。如果VaVac，则环空流
6、态为层流，环空压耗为Pa= C3LYP/200(Dh- Dp)+ C6VaLC7/1000(Dh- Dp )2如果VaVac，则环空流态为紊流，环空压耗为Pa=0.0000765PV0.18MW0.82Q1.82LC7/(Dh- Dp )3(Dh Dp )1。82Pa-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)；Va-环空内钻井液的平均流速m/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-
7、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，C50.2750，C647.86；当采用英制单位时，C51、C61。C7 -与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C71.162108；当采用英制单位时，C71。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：Pt= PsurPcPp PcaPpaPa-总的循环压耗，Mpa(psi);Psur-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);Pca-钻铤段的环空压耗，Mpa(psi);Ppa-钻杆段的环空压耗，Mpa(ps
8、i);计Pt算出后，可以判断钻头的水力工作方式：当Pt0.357 Pca,是最大水力工作方式，相等为最优；当Pt0.526Pca,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：np=3.32log600/300稠度系数：Kp5.11600/1022np塑性粘度：PV600-300屈服值：YP(300-PV) C20有效视粘度：cp =100Kp(96V1/d)np-1C21np-钻具内钻井液流变指数 无因次；Kp-钻具内钻井液稠度系数，Pa.sn(lb.sn/100ft2);YP钻井液的屈服值，
9、Pa(lbs/100ft2)；PV-钻井液塑性粘度mPa.s(cps)；cp钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)600-钻井液600转分的读数；300-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，C200.4788；当采用英制单位时，C201。C21 -与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C210.0250683.333np；当采用英制单位时，C211。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：na=0.5log300/3环空稠度系数：Ka5.11
10、600/511na有效视粘度：ca =100Kp(96V1/d)np-1C21na钻具内部的流性指数，无因次；Ka钻具内的稠度系数，Pa.sn(lb.sn/100ft2);ca钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)300旋转粘度计在转速为300转分的读数；3旋转粘度计在转速为3转分的读数(又叫钻井液的初切力)；Va钻井液在环空中的流速; m/s(ft/s);Dh-井眼直径，mm(in);Dp-钻具外径，mm(in);C22 -与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C210.0250683.333na；当采用英制单位於时，C221。在环空流域，n值越低，层流的流型越好。n0.6时，钻井液的携岩
11、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：0.52.4141（6000。53000。5）极限高剪切粘度，与钻头的水眼粘度十分接近，mPa.s(cps)；600旋转粘度计在转速为600转分的读数；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：Rep=928V1dpMWC23/cp(3np+1)/4np)npRep钻具内的雷诺数，无因
12、次；V1钻具内液流的流速; m/s(ft/s);dp-钻具内径，mm(in);MW-钻井液密度，g/cm3(ppg);cp钻具内的有效视粘度，mPa.s(cps)np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，C231.0779；当采用英制单位时，C231。（2）环空的雷诺数Rea=928Va(DhDp)MWC23/ca(2na+1)/3na)naVa环空的液流的流速; m/s(ft/s);Dh-井眼直径，mm(in);Dp-钻具外径，mm(in);MW-钻井液密度，g/cm3(ppg);ca环空的有效视粘度，mPa.s(cps)na环空的流性指数，无因次；C23
13、 -与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C231.0779；当采用英制单位时，C231。（3）环空流态的判别层流Rec34701370na过渡流34701370na Rec42701370na紊流Rec42701370naRec环空临界雷诺数，无因次；na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Z808（VaVc）2naZ环空流态稳定参数，无因次；na环空的流性指数，无因次；Va环空流速; m/s(ft/s);Va环空临界流速; m/s(ft/s);若Z808，环空流态为紊流；若Z808，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Vb186C25dcMW0.5Vb临界剪切速率;1/s;Dc-岩屑的直径，mm(in);MW-钻
