钻井技术员手册

钻井技术员手册目录一、计算公式……………………………………………二、固井数据……………………………………………三、钻具数据……………………………………………四、钻杆钻挺规格………………………………………五、钻具浮力系数………………………………………六、螺杆钻具……………………………………………七、工程事故处理………………………………………八、事故处理工具………………………………………九、定向井、取心井………………………………………十、调整井钻井液处理…………………………………十一、钻井液处理剂……………………………………十二、泥浆泵参数………………………………………十三、单位换算…………………………………………一、计算公式1、水力参数常用计算（1）、钻井泵额定水功率Ppr=PrQr式中Ppr——钻井泵额定水功率，KW；Pr——钻井泵额定泵压，Mpa;Qr——钻井泵额定流量，L/S.（2）、钻井泵实发水功率PP=PSQ式中PP——钻井泵实发水功率，KW；2PS——钻井泵工作泵压，Mpa;Q——钻井泵工作流量，L/S.（3）、钻井泵水功率分配关系PP=Pb+Pcr式中PP——钻井泵实发水功率，KW；Pb——钻头（喷嘴）水功率，KW；Pcr——循环系统损耗水功率，KW；（4）、钻井泵压力分配关系PS=Pb+Pg+PCS式中PS——钻井泵工作泵压，Mpa;Pb——钻头（喷嘴）压降，Mpa;Pg——地面管汇压力损耗，Mpa;PCS——循环系统压力损耗，Mpa;PCS=Ppi+Pci+Ppa+Pca+Pg（5）、钻头（喷嘴）压力降Pb=kbQ2式中Pb——钻头（喷嘴）压降，Mpa;Q——钻井液流量，L/S；kb——钻头（喷嘴）压降系数，无因次量。kb=24.554Jd式中d——钻井液密度，g/cm3;AJ——喷嘴截面积，mm2;AJ=cssdPPQ24.5545.0式中d——钻井液密度，g/cm3;3Q——钻井液流量，L/S；PS——钻井泵工作泵压，Mpa;PCS——循环系统压力损耗，Mpa.(6)、地面管汇压力损耗Pg=kgQ8.1式中Pg——地面管汇压力损耗,Mpa;Q——流量，L/S；kg——地面管汇压力损耗系数；kg=3.7671048.0dµ2.0pvµpv(塑性粘度)=600-300，mpa.s;600、300分别为旋转粘度计600r/min、300r/min的读数，无因次量。(7)、管内循环压力损耗a、钻杆内Ppi=kpiLpQ8.1kpi=76288.0dµ2.0pv8.41pid式中Ppi——钻杆内循环压力损耗，Mpa;kpi——钻杆内循环系统压力损耗系数，无因次量；Lp——钻杆长度，m；Q——流量，L/S；d——钻井液密度，g/cm3;µpv——塑性粘度，mpa.s;dpi——钻杆内径，mm.b、钻铤内Ppi=kciLcQ8.1kci=76288.0dµ2.0pv8..41cid4式中Ppi——钻铤内循环压力损耗，Mpa;kci——钻铤内循环系统压力损耗系数，无因次量；Lc——钻铤长度，m；Q——流量，L/S；d——钻井液密度，g/cm3;µpv——塑性粘度，mpa.s;dci——钻铤内径，mm.(8)管外循环压力损耗a、钻杆外Ppa=kpaLpQ8.1Kpa=8.132.08.07628phphpvddddd式中Ppa——钻杆内循环压力损耗，Mpa;kpa——钻杆内循环系统压力损耗系数，无因次量；Lp——钻杆长度，m；Q——流量，L/S；d——钻井液密度，g/cm3;µpv——塑性粘度，mpa.s;dh——井眼直径，mm.dp——钻杆外径，mm.b、钻铤外Pca=kcaLcQ8.1Kpa=8.132.08.07628chchprddddd式中Pca——钻铤内循环压力损耗，Mpa;kca——钻铤内循环系统压力损耗系数，无因次量；5Lc——钻铤长度，m；Q——流量，L/S；d——钻井液密度，g/cm3;µpv——塑性粘度，mpa.s;dh——井眼直径，mm.dc——钻铤外径，mm.（9）钻头（喷嘴）水功率Pb=PbQ式中Pb——钻头（喷嘴）水功率，KW；Pb——钻井泵实发水功率，KW;Q——流量，L/S.(10)射流喷射速度VJ=JAQ1000式中VJ——射流喷射速度,m/S;Q——流量，L/S;AJ——喷嘴截面积，mm2。(11)射流冲击力FJ=dvJQ式中FJ——射流冲击力，N；d——钻井液密度，g/cm3;VJ——射流喷射速度,m/S;Q——流量，L/S.(12)钻头单位面积水功率（比水功率）Pbs=bbAP10006式中Pbs——钻头单位面积水功率，W/mm2;Pb——钻头水功率，KW；Ab——井底面积，mm2;Ab=41d2bdb——钻头直径，mm.(13)钻井泵功率利用率=pbpp式中——钻井泵功率利用率，无因次量；Pb——钻头水功率，KW；PP——钻井泵实发水功率，KW。（14）钻井液环空返速Va=221273pdhdQ式中Va——钻井液环空返速，m/s;Q——流量，L/S;dh——井眼直径，mm;dp——钻杆外径，mm.2、钻井液常用计算（1）加重剂用量计算公式：w加=重加原重原加）（V式中：w加──所需加重剂的重量,t；加──加重材料的比重，g/cm3；7原──加重前钻井液比重，g/cm3；重──加重后钻井液比重，g/cm3；v原──加重前的钻井液体积,m³；（2）钻井液循环一周（从进井口到返出井口）所需时间计算公式：T=16.67QVVph式中：T──钻井液循环一周的时间,min；Vh──井眼容积,m³；Vp──钻柱本体体积,m³；Q──钻井液泵排量,L/s。（3）钻井液上返速度计算公式：V返=221274phddQ式中：V返返──钻井液上返速度,m/s；Q──钻井液泵排量,L/s；dh──井径（钻头直径），mm；dp──钻柱外径,mm；（4）井漏速度的计算公式：V漏=漏漏tQ式中：V漏──漏失速度,m³/h;Q漏──漏失量m³;t漏──漏失时间h.（5）井底温度计算：T=T0+168H式中：T──井底循环温度°C；T0──井口循环温度°C；H──井深m.（6）配置钻井液所需粘土和水量计算：8粘土量W土=水土水土）（ddV水量Q水=Vd土土W式中：W土──所需粘土的量kg;Vd──所需钻井液量L；水──水的密度，g/cm3;土──土的密度，g/cm3;d──钻井液密度，g/cm3;Q水──所需水量L.（7）降低钻井液密度时加水量的计算W水=水稀水稀原原）（V式中：W水─所需水量，m3；V原──原钻井液体积，m3；原──原钻井液密度，g/cm3；稀──稀释后钻井液密度，g/cm3；水──水的密度，g/cm3.3、固井常用计算注水泥量计算：Q=(V1+V2)/V3Q—注水泥总袋数V1—封固段环形容积V2—水泥塞容积V3—1袋水泥配制的水泥浆体积替钻井液量计算：V=V1+V2+……+ViVi=（0.7854di2Li）/106(m3)V—替钻井液量V1—不同壁厚套管的每米内容积di2—同一壁厚套管的内径（mm）Li—同一壁厚套管的长度（m）9管内注速计算：Vz=Qq/(V1Tz)(m/s)Vz—管内注速Q—注水泥总袋数q—每袋水泥的配浆体积（升）V1—每米套管内容积（升）Tz—注水泥时间（秒）环空返速计算：Vf=Vh/(VhTt)(m/s)Vf—环空返速V—替钻井液量（m3）h—封固高度(m)Vh—环空容积(m3)Tt—替钻井液时间(s)水泥计算：Q=321VVVQ——水泥总代数V1——封固段环空V2——水泥塞容积V3——1袋水泥配制的水泥浆容积替泥浆计算：V替=V1+V2+………ViVi=1000785.02lid（m3）Vi——不同壁厚的套管内容积li——同一壁厚的套管总长注速计算：①、管内注速：V=60VQq（m/S）②、管外注速：V1=601VQq（m/S）Q——每分钟注灰代数q——每袋水泥的配浆体积V——每米套管内容积V1———每米平均环型容积替速计算：V替=）替泥浆时间（环形容积）封固高度（替泥浆量Sm（m/S）4、井控常用计算泥浆比重=井深地层压力10（没有附加）10地层压力=立管压力+0.1×密度×井深（关闭环空）替泥浆泵压=101（H-h）（γ1-γ2）+0.01L+（8～16）式中：H——管外水泥柱高度,m;h——管内水泥塞高度,m;γ1——水泥浆密度,g/cm3;γ2——钻井液密度,g/cm3;L——套管下深,m.压井基本数据计算（一）关井立管压力：PsPs+Pd=Pp=Pa+Pad式中：Ps——关井立管压力，MPa;Pd——钻柱内钻井液压力，MPa;Pp——地层压力，MPa;Pa——关井套管压力，MPa;Pad——环空内钻井液柱压力，MPa.(二)压井所需钻井液的新比重:1d1d=d+=Hgps1000+e或=Hgppes)(1000式中：1d——压井所需钻井液新密度，g/cm3;d──钻柱内钻井液密度，g/cm3;──压井所需钻井液密度增量，g/cm3;Ps──关井立管压力，MPa;e──安全附加当量钻井液密度(油井0.05-0.10g/cm3；气井0.07-0.15g/cm3)；11Pe──附加压力，Mpa；（油井1.5-3.5；气井3.0-5.0）H──井深，m。（三）压井循环时立管总压力：PTPT=Ps+Pcs+Pe式中：PT——压井循环时立管总压力，MPa；Ps——关井立管压力，MPa；Pcs——定排量压井循环时钻柱内、钻头水眼、环形空间内流动阻力的循环压力，MPa；Pe——考虑平衡安全时的附加压力，MPa。（四）求初始循环压力PTi①用不同泵速，如25、30、35、40、45、50冲/分（即不同排量时）记录下来的立管压力Pci②PTi=Ps+Pci+Pe式中：PTi——初始循环压力，MPa；Ps——关井立管压力，MPa；Pci——不同排量时立管循环压力，MPa；Pe——附加压力，Mpa。（五）求终了循环压力Pcf（PTf）PTf=dd1Pci式中：PTf——压井终了循环压力，MPa；1d——压井时所需钻井液密度，g/cm3;d——关井时钻柱内未气侵钻井液密度，g/cm3；Pci——不同排量循环时立管压力，MPa。事故处理常用计算（1）卡点深度12L=KpeK=21F式中：L────卡点深度米e────平均伸长厘米p────平均拉力吨K────计算系数（见表）F────管体截面积厘米2（2）复合钻具卡点深度计算①通过大于钻柱原悬量的实际拉力提拉被卡钻具，量出钻柱总伸长ΔL（一般取多次提拉伸长量的平均值）②计算在该拉力下，每段钻具的绝对伸长：（假设有三段钻具）ΔL1=15110FEPL；ΔL2=25210FEPL；ΔL3=35310FEPL③分析ΔL与ΔL1+ΔL2+ΔL3值的关系：如果ΔLΔL1+ΔL2+ΔL3，说明卡点在钻头上；如果ΔLΔL1+ΔL2，说明卡点在第三段上；ΔLΔL1，说明卡点在第二段上；ΔLΔL1，说明卡点在第一段上；④计算ΔLΔL1+ΔL2的卡点位置：a先求ΔL3，ΔL3=ΔL—（ΔL1+ΔL2）b计算L3*值：L3*=53310PFEL，为第三段钻具未卡部分的长度。c计算卡点位置：L=L1+L2+L3*⑤其他情况可类推。⑥符号说明：ΔL1、ΔL2、ΔL3——自上而下三种钻具的伸长，cm;ΔL——总伸长，cm；P——上提拉力，KN；L1、L2、L3——自上而下三种钻具下井长度，m;F1、F2、F3自上而下三种钻具的截面积，cm2；E——钢材弹性系数，E=2.1105MPa；常用卡点计算系数K值表外径（mm）壁厚（mm）内径(mm)F（cm2）KAPI钻杆114