钻井和修井作业实用公式与计算手册：第2版
2020-08-27 17:29:24 1 举报AI智能生成
钻井和修井作业实用公式与计算手册：第2版
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大纲/内容
四 压力控制
一、压井单与相关计算
1.常规压井单
2.计算
3.复合钻柱压井单
4.大斜度井压井单
二、预记录的数据
1.预计最高地面压力
2.确定分流器管线尺寸
3.地层压力测试
4.由破裂压力试验数据确定最高许用钻井液密度
5.最大允许关井套压pmasicp （也称作最大允许关井环空压力pmasp ）
6.井涌余量系数KTF
7.由井涌余量数据确定最高地面压力
8.关井时可控制的最高地层压力pf
9.等同于最高允许关井套压pmasicp 的可能的最大溢流高度
10.等同于最高允许关井套压pmasicp 的最大溢流量（bbl）
11.钻井液密度增加后最高允许关井套压的调整
三、井涌分析
1.井涌关井后求地层压力
2.井涌关井后求井底压力pbh
3.关井立管压力psidp
4.关井套管压力psicp
5.溢流高度（ft）
6.判断溢流类型
7.在关闭的井中的气体迁移
8.由钻井液气侵造成的井底静压降低
9.水基钻井液气侵后的最高地面压力
10.水基钻井液气侵最大钻井液池增量
11.循环排溢流时的最高压力（Moore公式）
12.气体侵入井筒
四、压力分析
1.气体膨胀方程
2.套管中每桶钻井液所形成的压力
3.钻杆测试期间的地面压力
五、关井带压/关井加压强行起下钻的有关计算
1.带压起下钻与加压起下钻间的转折点
2.可进行关井带压起下钻前的最小地面压力
3.关井带压下入溢流中所得到的环空高度增加
4.关井带压下入溢流中引起的套压增加
5.为保持气泡上升情况下的井底压力不变必须放出的钻井液体积
6.由地层破裂压力控制的最高允许地面压力pmas
7.由套管破裂压力控制的最高允许地面压力pmas
六、海洋环境
1.节流时的套压降低
2.一口井进行节流时的压力表格
3.从破裂压力试验数据导出的海底防喷器组的最大许用钻井液密度
4.最大许用关井套压（环空压力）
5.套管破裂压力与水下防喷器组
6.计算节流管线压力损失pclpl （psi）
7.流经节流管线的速度（ft/min）
8.钻井液密度提高后节流管线压力损失的校正
9.导管最小下入深度
10.能够返回钻台的最高钻井液密度
11.卸掉隔水管后井底压力的减少
12.循环排溢流时的井底压力
七、修井作业
1.挤入压井
2.沉浆置换压井法
八、控制气体滑脱上移
1.钻杆压力法
九、气体沉浆置换（润滑）压井法
1.气体沉浆置换容积法
2.气体沉浆置换压力法
十、环空带压起下钻程序
1.带压起下与放压程序
2.带压起下/容积法联合应用程序
五 工程计算
一、钻头水眼优选与水力参数优化计算
1.钻头水眼过流面积（in2 ）
2.钻头水眼压降pb （psi）
3.除钻头压降外的压力损失pc （psi）
4.压降曲率M计算
5.最优压耗popt 设计
6.排量Qopt 优化设计
7.钻头压降（pb ）计算
8.水眼过流面积推算（in2 ）
9.按照1/32in2 推算3个水眼尺寸
10.按照1/32in推算2个水眼尺寸
二、水力参数分析
1.环空返速va （ft/min）
2.钻头水眼压耗pb （psi）
3.系统水马力Hs （hp）
4.钻头水马力Hb （hp）
5.平均钻头水马力Hb （hp）
6.钻头压降百分比p＇b
7.射流速度vn （ft/s）
8.钻头冲击力F（lbf）：
9.平均钻头冲击力F（lbf/in2 ）
三、临界环空返速和临界排量
1.n值计算
2.K值计算
3.x值计算
4.临界环空返速计算
5.临界排量计算
四、“d”指数
五、岩屑滑脱速度
1.方法1
2.方法2
六、冲击和抽汲压力计算
七、当量循环密度
3.计算环空返速（ft/min）
4.计算临界速度（ft/min）
5.层流压耗ps （psi）
6.紊流压耗ps （psi）
7.确定当量循环密度ρe （lb/gal）
八、破裂压力梯度的确定——陆地应用
1.方法1：matthews和kelly模式
2.方法2：Ben Eaton模式
九、破裂压力梯度的确定——海洋应用
十、定向钻井计算
1.定向测量计算
2.位移计算
3.狗腿严重度计算
4.定向井中可施加的钻压
5.确定实际垂深
十一、其他方程及计算方法
1.地面压耗方程
3.环空压耗
4.常用管材部件压耗计算
5.确定PDC钻头的最小排量
6.临界转速vc 的确定（合适转速可避免过度震动，精度误差15%）
附录A 容器容积计算
一、长方体容器
二、斜坡长方形容器
三、圆柱形容器
四、锥形圆柱容器的容积
五、平底圆柱形容器
附录B 单位换算表
钻井和修井作业实用公式与计算手册：第2版
译者前言
原书序
一 基础公式
一、压力梯度
1.已知钻井液密度计算压力梯度
2.已知压力梯度计算钻井液密度
二、静液压力ph
1.已知钻井液密度和垂直深度计算静液压力
2.已知压力梯度（psi/ft）和垂直深度（ft）计算静液压力（psi）
三、用静液压力计算钻井液密度
1.已知静液压力（psi）和垂直深度（ft）计算钻井液密度（lb/gal）
2.已知静液压力（psi）和垂直深度（m）计算钻井液密度（lb/gal）
3.已知静液压力（bar）和垂直深度（m）计算当量钻井液密度（kg/L）
4.已知静液压力（kPa）和垂直深度（m）计算当量钻井液密度（kg/m3 ）
四、相对密度γ
1.已知钻井液密度（lb/gal）计算相对密度
2.已知压力梯度（psi/ft）计算相对密度
3.已知钻井液密度（lb/ft3 ）计算相对密度
4.已知相对密度计算钻井液密度（lb/gal）
5.已知相对密度计算压力梯度（psi/ft）
6.已知相对密度计算钻井液密度（lb/ft3 ）
五、当量循环密度ρe
1.已知环空压耗（psi）、垂直深度（ft）和钻井液密度（lb/gal）计算当量循环密度（lb/gal）
2.已知环空压耗（bar）、垂直深度（m）和钻井液密度（kg/L）计算当量钻井液密度（kg/L）
3.已知环空压耗（kPa）、垂直深度（m）和钻井液密度（kg/m3 ）计算当量钻井液密度（kg/m3 ）
六、基于漏失测试数据的最大允许钻井液密度ρmax
七、泵排量Q
1.三缸泵
2.双缸泵
八、钻井液环空流速及相关计算（va ）
1.钻井液环空流速
2.根据给定钻井液环空流速（ft/min）计算所需泵排量（gal/min）
3.根据给定的钻井液环空流速计算泵每分钟冲数N
九、容积公式
1.套管或井眼与钻杆、油管、套管间的环空容积
2.套管和多油管间的环空容积
3.井眼与管柱（包括：钻杆、钻铤、油管、套管和任何圆柱体）的容积
4.井眼钻进岩屑量
十、控制钻井
十一、浮力系数fb
1.已知钻井液密度（lb/gal）计算浮力系数
2.已知钻井液密度（lb/ft3 ）计算浮力系数
千二、起钻后静液压力降
1.起出空钻杆
2.起出湿钻杆
十三、降低钻井液液面的过压损耗
1.消除过压需起出空钻杆的长度
2.消除过压需起出湿钻杆的长度
3.当起出空钻杆压降和起出湿钻杆压降的单位为kg/L或bar/m，起出钻铤液面降单位为m时的计算
4.当起出空钻杆压力降和起出湿钻杆压力降单位为kPa/m，起出钻铤液面降单位为m时的计算
十四、地层温度Tf
十五、水马力P（hp）
十六、钻杆、钻铤计算
1.用下列公式计算容积（bbl/ft）、置换量（bbl/ft）、单位质量（lb/ft）
2.经验公式
十七、泵压和泵冲的关系式（也称钻工公式）
1.基本公式
2.计算上述公式中的精确指数
3.当新泵冲下的泵压单位为bar时的计算
4.当新泵冲下的泵压单位为kPa时的计算
十八、每英尺成本
十九、温度转换公式
1.华氏温度T（℉）转换为摄氏温度t（℃）
2.摄氏温度t（℃）转换为华氏温度T（℉）
3.摄氏温度t（℃）转换为绝对温度TK （°K）
4.华氏温度T（℉）转换为华氏绝对温度TR （°R）
5.温度转换经验公式
二 基础计算
一、容积和冲次
1.钻柱容积（barrels）
2.环空容积（barrels）
3.从方钻杆到钻井液振动筛顶替钻柱、环行空间和总循环需要的冲次
二、段塞量计算
1.对给定长度空钻柱需要的段塞量（bbl）
2.计算给定段塞体积的预定空钻杆长度的段塞密度
3.段塞产生的体积、高度和压力
4.英制单位计算
5.公制单位计算
6.国际制单位计算
三、储能器能力——每瓶可用量
1.每瓶可用量
2.地面应用
3.英制单位
4.海上应用
5.储能器预载压力
四、岩屑密度（用钻井液密度秤）
1.操作步骤
2.岩屑密度计算式
五、钻柱设计（界限）
1.期望钻压WOB 所需要的井底钻具组合（BHA）的长度
2.与井底钻具组合（BHA）一起使用的钻杆长度
六、吨—英里计算
1.起下钻吨—英里
2.钻进或接单根吨—英里
3.取心作业吨—英里
4.下套管作业吨—英里
5.短起下钻吨—英里
七、注水泥计算
1.水泥添加剂计算
2.用水量
3.油田水泥添加剂计算
八、水泥加重计算
九、水泥用量计算
十、注水泥长度计算
十一、下入平衡水泥塞
十二、环空水泥浆和套管内钻井液间的静压力差
十三、液压套管
1.计算水泥浆和钻井液间的压力梯度差
2.计算水泥浆和钻井液间的压力差（∆p）
3.计算套管鞋底的面积
4.计算向上力F（它作用在套管鞋底部）
5.计算向下力W（它是套管自身重力）
6.计算合力
7.需要压力来平衡这个合力，保证套管不液压浮动
8.增加钻井液密度来平衡压力
9.新钻井液密度
10.用新钻井液验证这些力
十四、冲洗深度
十五、失返—过压漏失
1.环形空间水柱长度
2.井底压力降（∆p）
3.井底的当量钻井液密度（ρemw ）
十六、卡钻计算
1.计算自由钻杆长度和卡点值
2.计算平衡环空地层压力的注入液高度
十七、注入液计算
十八、恢复循环所需压力
1.克服钻柱内钻井液凝胶强度所需压力
2.克服环空内钻井液凝胶强度所需压力
三 钻井液
一、提高钻井液相对密度
1.通过重晶石（重晶石的平均相对密度为4.2）加重钻井液
2.使用碳酸钙（相对密度2.7）加重钻井液
3.使用赤铁矿（相对密度4.8）加重钻井液
二、稀释钻井液
1.用水降低钻井液密度
2.用柴油降低钻井液密度
三、混合不同密度的钻井液
四、油基钻井液计算
1.油/水混合后的密度用下式计算：
2.求解配置一定体积的钻井液所需要的流体（油和水）的初始体积
3.通过蒸馏确定油/水比
4.油/水比的调控
五、固体分析
六、固体组分
七、钻井液体系的稀释
八、置换——需要的水或膨润土浆的体积
九、旋流分离器的计算
十、离心机的计算
1.底流钻井液体积
2.底流中老浆组分
3.黏土的质量流量
4.添加剂的质量流量
5.水进入混合池流速
6.API重晶石质量流量
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