固井作业常用公式

1固井施工作业常用公式一、水灰比的确定设水灰比为λ，水泥浆密度为sg/cm3,干灰密度为cg/cm3,则有：λ=1ssc二、1m3水泥浆所需的干水泥量设水泥浆密度为sg/cm3,干灰密度为cg/cm3Tc=1)1(csc（吨）三、1m3水泥浆所需的水量V=1cSC（m3）四、造浆量的计算Vs=)1()1(100scc（1/100kg）五、水泥浆到达井底压力计算：设钻井液密度为m（g/cm3），井垂深深为h（m）井底压力P=mgh/1000（Mpa）六、井底循环温度计算（1）已知地温梯度为p（℃/m），井垂深深为h（m），循环温度系数为λ（取值在0.6-0.8之间）,地表温度为TS（℃）井底循环温度Tc=（TS+ph）λ（℃）（2）已知钻井液出口温度为To（℃）井垂深深为h（m）井底循环温度Tc=To+h/168（℃）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=1qQh（min）（2）当Qh＞L，则升温时间t=1qL+2qLQh（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q12（m3/min），替泥浆排量为q2（m3/min）稠化时间t=1qL+1qQh+附加安全时间（60-90min）（min）九、失水量的计算Q30=2*QtT30式中：Q30——30min失水量，mlQt——在时间t时收集的滤液量，mlT——试验结束时的时间，min十、流变参数计算流变模式判别：F=100300100200式中：F——流变模式判别系数，无量纲；300——转速300r/min时仪器读数200——转速200r/min时仪器读数100——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（300-100）τ=0.511300-511ηp式中：ηp——塑性粘度，Pa.sτ——动切力，Pa幂律模式n=2.092lg（100300）k=n511511.0300式中：n——流性指数，无量纲；k——稠度系数，Pa.sn十一、游离液的计算：FF=%100sfVV式中：FF——游离液占的比例；Vf——游离液体积（ml）3Vs——水泥浆体积（ml）十二、固井配水用量计算（1）固体外加剂固体用量：W=1000Va%（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=1000lcVwa（kg）式中：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m3ρl为液体密度，单位g/cm3十三、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=4π（D-2h）2（mm2）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=4π（D12-D22）（mm2）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=QV1000（m）十六、环空返速及注水泥排量计算环空返速V=Qq60注水泥排量q=60QV式中：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）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）4钻井液替量L=QH/1000（m3）。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））1000g（Mpa）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=HHHHHHmsfssff）（井底动态态当量密度=gHPgHHHHHmsfssff1000））（（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=QHmhfmf）（）（1000（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=QHmhms）（）（11000（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-aiiSQQQL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：5VCCCHcmciimPH001001……⑴QHCTimi……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HHHHHHm前泥浆泥浆前前水泥水泥……⑶6注：为地层破裂压力当量密度0为地层孔隙压力当量密度在固井设计过程中m应满足：0m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3201、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)=447302.5KPa2、应施加的预应力：P=Pmax—A·Y=447302.5)94.1578.17(427400076.022·98.067=447302.5419246.0=28056.5KPa3、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=1000SP+m-f0=1000067.9871.485.28056+55.3-1000067.981500094.1542=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÷98.067S0是套管内截面积5、井口处套管接箍的安全系数n=G/P7=235.4/38.74=6.076、套管伸长：ΔL=SELP510=71.481080665.952.1167074.381075=0.89m若不蹩压候凝,井口拉力为69.24t,套管伸长为1.55m