深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

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钻井水力参数计算

钻井水力参数计算1.钻井水力参数的定义：2.钻井水力参数的计算方法：2.1循环压力（Pp）的计算：循环压力是指钻井液在井眼中循环时施加在井壁上的压力，其计算公式为：Pp=Pg+Ph+π/144*(ID²-OD²)/4*ρm其中，Pp为循环压力，Pg为气体压力，Ph为井斜段压力，ID为钻杆内径，OD为钻杆外径，ρm为泥浆密度。

2.2液柱压力（Pm）的计算：液柱压力是指钻井液柱在井眼中的垂直压力，其计算公式为：Pm=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*L其中，Pm为液柱压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm为泥浆密度，L为液柱长度。

2.3摩阻压力（Pf）的计算：摩阻压力是指钻井液在井眼中流动时受到的阻力，其计算公式为：Pf=2f*ρm*V²/(D*g)其中，Pf为摩阻压力，f为阻力系数，ρm为泥浆密度，V为流速，D 为井眼直径，g为重力加速度。

2.4泥浆柱液位压力（Ps）的计算：泥浆柱液位压力是指钻井液静止时产生的压力，其计算公式为：Ps=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*(H+h)其中，Ps为泥浆柱液位压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm 为泥浆密度，H为井深，h为液位高度。

2.5井底压力（Pb）的计算：井底压力是指钻井液从井口到井底的压力损失，其计算公式为：Pb=ρm*Ls*g/144其中，Pb为井底压力，ρm为泥浆密度，Ls为井筒长度，g为重力加速度。

2.6水柱效应（Pr）的计算：水柱效应是指钻井液在井眼中垂直上升或下降时，形成的压力差，其计算公式为：Pr=π/144*(ID²-OD²)/4*ρf*h其中，Pr为水柱效应，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρf为井口液体密度，h为液位高度。

3.钻井水力参数的分析和应用：通过计算钻井水力参数，可以确定钻井液在井筒中的性能，评估井筒稳定性和泥浆循环能力，并根据计算结果进行钻井工艺设计和井筒优化。

钻头水力参数的设计

钻头水力参数的设计1.变量说明Va——假定环空返速Dh——钻头直径Dp——钻杆直径C——流量系数Kg——地面管汇B——常数dpi——钻杆内径Lp——钻杆长度upv ——钻井液塑性黏度ed ——钻井液泥浆密度Lc ——钻挺长度dci ——钻挺内径dc ——钻挺外径Pr ——额定泵压Ps ——实际泵压Qmin ——最低排量Kpi ——钻杆内耗系数Kci ——钻挺内耗系数Kca ——钻挺环空系数Kpa ——钻杆环空系数Kl ——循环压耗系数Qopt——最优排量Kp——钻杆压耗系数m ——单位钻杆长度的压耗系数Kc ——钻挺压耗系数a ——常数Dpc ——第一临界井深Dpa ——第二临界井深Qs ——泵的实际排量pl ——整个循环系统的压耗系数Pba ——假定钻头水功率A0 ——喷嘴截面积Pb——假定钻头水功率Ps ——实际泵压Nb ——实际钻头功率Ns ——实际泵功率V0——实际环空返速Kv ——常数Kf ——常数Fj ——射流冲击力Pb ——实际钻头水功率2.编程Private Sub Command1_Click()Va = 0.8Dh = 21.59Dp = 17.78C = 0.98Kg = 0.00107B = 0.51655dpi = 10.86Lp = 3880upv = 0.0047ed = 1.64Lc = 120dci = 7.14dc = 17.78pr = 16.5Ps = 14.85Qr = 35.4Qmin = 0.1 * 3.14 * (Dh ^ 2 - Dp ^ 2) * Va / 4Kpi = (ed ^ 0.8 * upv ^ 0.2 * Lp * B) / (dpi ^ 4.8)Kci = (ed ^ 0.8 * upv ^ 0.2 * Lc * 0.51655) / (dci ^ 4.8)Kca = ed ^ 0.8 * upv ^ 0.2 * Lc * ((0.57503) / ((Dh - dc) ^ 3 * (Dh + dc) ^ 1.8))Kpa = ed ^ 0.8 * upv ^ 0.2 * Lp * ((0.57503) / ((Dh - dc) ^ 3 * (Dh + dc) ^ 1.8))Kl = Kg + Kpi + Kci + Kca + KpaQopt = (Ps / (2.8 * Kl)) ^ (1 / 1.8)If Qopt < Qmin ThenQs = QminElseIf Qopt > Qr ThenQs = QrElseQs = QoptEnd Ifpl = Kl * Qs ^ 1.8Pb0 = Ps - plA0 = ((ed * Qs ^ 2) / (20 * C ^ 2 * Pb0)) ^ (0.5)Pb = (ed * Qs ^ 2) / (2 * C ^ 2 * A0 ^ 2)Text1.Text = PbPs = Pb + plText2.Text = PsNb = Pb * QsNs = Ps * QsText3.Text = NbText4.Text = NsRj = Nb / NsText5.Text = RjVa = 0.1 * Qs * 4 / (3.14 * (Dh ^ 2 - Dp ^ 2)) Text6.Text = VaKv = 10 * C * ((20 / ed) ^ 0.5)V0 = Kv * (Ps - pl) ^ 0.5 * 0.001Text6.Text = V0Kf = (C * (20 * ed) ^ 0.5) / 100Fj = Kf * Qs * (Ps - pl) ^ 0.5Text7.Text = Fjrwj = Nb / (A0 * 10000)Text8.Text = rwjEnd SubPrivate Sub Command2_Click()Text1.Text = ""Text2.Text = ""Text3.Text = ""Text4.Text = ""Text5.Text = ""Text6.Text = ""Text7.Text = ""Text8.Text = ""End Sub。

深水钻井水力参数计算及优选方法

１．１理论最小排量
深水钻井一般是指水深超过５００ｍ的钻井作业，水深大于１５００ｒｆｌ时为超深水钻井］。近年来，海洋石油勘探逐步向深水区域发展，但深水钻井环
境温度低、钻井液用量大、海底页岩稳定性差、井眼
理论最小排量是指达到一定的井眼清洁标准所需要的最小排量［６］。由于深水钻井存在隔水管段，井身结构较陆地钻井复杂，因此，对深水钻井的理论
清洗困难、存在浅水流动、易形成气体水合物等问题，会给深水钻井作业带来严峻的挑战ｌ２］。与浅水钻井相比，深水钻井隔水管段环空尺寸大，携岩所需最小排量远大于浅水井段。另外，由于深水的存在，井筒内温度较低，低温使得钻井液性能
由环空固液两相流动基本原理可以得到直井段不同环空浓度所需环空返速＿７］，即
～
１深水钻井水力参数计算方法
在进行深水钻井水力参数计算时，选择合适的
排量范围是首先要考虑的问题。在深水钻井工程实
也导致地层安全钻井液密度窗Ｅｌ较窄，环空压力控制不好容易引起井塌、井漏和井涌等事故发生。因
此，需要结合深水钻井的特点，在前人钻井水力参数

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

泥浆帽高度可以控制井筒压力。
关键词：深水钻井控压钻井泥浆帽水力参数设计计算方法中图分类号：ＴＥ５２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ０８９０（２０１３）０３ — ００１３ — ０６
２６６５８０。ｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｅｐｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏ１ｍｕｄｃａｐｄｒｉｌｌｉｎｇｉＳａｎａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｉｅｆｚｏｎｅ，ｈｉｇｈ — ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｓｕｌｆｕｒ－ｂｅａｒｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔｉｔｓｄｒｉｌｌｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｒｅｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｄｅｅｐｗａｔｅｒ。ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅ１ｏｆＢＨＰｆｏｒｄｅｅｐｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏ１ｍｕｄｃａｐｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄｄｅｎｓｉｔｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒ — ｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＥＣＤｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｌＯＳＳ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｕｍｐｐｒｅｓｓｕｒｅｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｔｓｕｂｓｅａａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ

油气井水力学讲义6钻井水力优化设计与计算

油气井水力学讲义6钻井水力优化设计与计算钻井水力优化设计与计算是油气井水力学的重要内容之一、在钻井过程中，通过合理优化设计和计算，能够提高钻井效率，降低钻井成本，并减少井眼失稳和井壁塌陷等地质灾害的发生。

本文将介绍钻井水力优化设计与计算的主要内容及其应用。

一、钻井水力优化设计钻井水力优化设计是指在钻井过程中，根据地质情况和井筒条件，通过合理选择钻井液性能、控制井底压力和优化钻井参数等手段来达到提高钻井效率及井眼稳定性的目的。

1.选择钻井液性能：钻井液的性能包括密度、黏度、滤失性等指标。

通过合理选择钻井液的性能，可以提高钻井时的排渗能力和清洁井底的能力，降低井壁塌陷和井眼失稳的风险。

2.控制井底压力：井底压力是指井底的静压、动压及循环过程中产生的压力。

合理控制井底压力是保证井眼稳定和减少钻井液的消耗的关键。

通过合理调整钻井参数，控制井底压力，可以减少井眼塌陷、堵塞和剪切等问题的发生。

3.优化钻井参数：钻进速度、转速、钻压和进给等钻井参数的选择，直接影响到钻井的效率和安全性。

通过合理调整这些参数，可以降低钻井过程中的摩擦、动力消耗和井筒塌陷等问题，提高钻井效率。

二、钻井水力计算钻井水力计算是钻井水力优化设计的核心内容之一、通过计算钻井液的流动特性和井底压力，可以预测井筒稳定性，指导钻井参数的选择，并优化设计钻井液配方。

1.流动特性计算：流动特性计算是指通过测定钻井液的黏度、密度、流速、滤失率等参数，来计算钻井液在井筒中的流动情况。

这些计算可以帮助工程师了解钻井液的流动状态，评估井筒的清洁程度，以及预测井壁塌陷和井眼扩大的风险。

2.井底压力计算：井底压力计算是指计算井底的静压、动压及循环过程中产生的压力。

通过合理计算井底压力，可以控制井眼稳定和减少钻井液的消耗。

井底压力计算一般包括井塌压力计算、限气压力计算和泥浆底深压力计算等。

3.井壁稳定性计算：井壁稳定性计算是指通过计算井底压力和井眼尺寸等参数，来评估井眼的稳定性。

钻井水力计算的方法步骤

钻井水力计算的方法步骤
钻井水力计算是石油工程中的一个重要环节，它涉及到钻井液的循环、压力控制、井壁稳定等多个方面。

以下是钻井水力计算的基本方法和步骤：
1. 确定基本参数：首先，我们需要确定一些基本的参数，包括井深、井径、钻杆尺寸、钻井液密度、粘度等。

这些参数将直接影响到钻井液的流动特性和压力分布。

2. 计算初始状态：在确定了基本参数后，我们需要计算出钻井液在井内的初始状态，包括钻井液的体积、压力、速度等。

这一步通常需要使用流体力学的相关公式进行计算。

3. 计算循环过程：在钻井过程中，钻井液会通过钻杆和井壁之间的环形空间进行循环。

我们需要计算出钻井液在循环过程中的压力变化、速度变化等。

这一步通常需要使用流体动力学的相关公式进行计算。

4. 计算井壁稳定性：钻井液的压力和速度对井壁的稳定性有着重要的影响。

我们需要计算出钻井液的压力和速度对井壁稳定性的影响，以便采取相应的措施来保证井壁的稳定性。

这一步通常需要使用岩土力学的相关公式进行计算。

5. 调整钻井参数：根据上述的计算结果，我们可能需要调整钻井的一些参数，如钻井液的密度、粘度、循环速度等，以保证钻井的安全和效率。

6. 监控和调整：在钻井过程中，我们需要实时监控钻井液的压力、速度等参数，并根据监控结果进行必要的调整。

这一步通常需要使用数据采集和处理的相关技术。

以上就是钻井水力计算的基本方法和步骤。

需要注意的是，钻井水力计算是一个复杂的过程，需要结合实际情况和专业知识进行。

同时，钻井水力计算的结果也需要与其他的钻井参数（如钻头类型、钻压、钻速等）进行综合考虑，才能得出最优的钻井方案。

钻头水力参数计算

钻头水力参数计算首先，我们需要确定泥浆流动的一些基本参数，包括钻头的直径、钻井液的密度、黏度以及井筒的尺寸和形状。

钻井液的密度可以通过实验室测试或者计算得出。

钻头的直径可以通过测量或者参考钻头的规格书确定。

井筒的尺寸和形状可以在钻井作业前通过地质勘探或者地层资料收集获得。

钻井液的黏度可以通过实验室测试得到，也可以根据层位的地质特征和井眼尺寸进行估算。

其次，我们需要了解一些与钻井液流动相关的参数，包括雷诺数、流速、流量以及摩阻压降。

流速可以通过测量钻井液通过钻头的速度得出，也可以通过流量计进行测量。

流量是流速和井眼面积的乘积，可以通过测量钻井液通过钻头的体积来计算。

雷诺数是描述流体运动稳定性的参数，可以通过雷诺数公式进行计算。

雷诺数越大，流动越不稳定，可能产生涡流和扰动。

摩阻压降是钻井液在井眼中流动时产生的压力损失，可以通过达西公式进行计算。

达西公式是最常用的钻井液流动计算公式，可以通过摩阻系数、井眼内径、流速和密度等参数进行计算。

最后，我们可以根据以上参数计算出钻头的水力参数，包括摩阻压降、泥浆流量和泥浆压力。

泥浆流量可以通过流量计进行实时测量，也可以通过流速和井眼面积的乘积进行计算。

泥浆压力可以通过摩阻压降和钻井液密度的乘积计算得出。

钻头的水力参数计算可以帮助工程师合理配置钻井液的流量和压力，以达到最佳钻进效果。

同时，还可以通过监测测量值与计算值的差异来判断井底是否存在异常情况，从而及时调整钻井参数以减少钻井事故的发生。

在实际钻井过程中，还需要根据地层特征和钻头的结构特点来确定合适的钻井液类型和性能参数，以保证钻井作业的安全和效率。

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算一、引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状二、深水控制泥浆帽钻井的原理与方法- 帽钻井的定义和优势- 深水帽钻井的原理和方法- 深水帽钻井的水力参数控制三、深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算- 系统参数设计原则- 深水帽钻井的水力参数计算方法- 操作过程中的参数调整四、深水帽钻井设备的选择和优化- 深水帽钻井设备的种类和功能- 设备选择的考虑因素- 设备的优化和改进五、案例分析与总结- 典型案例的介绍- 实验结果与分析- 对深水帽钻井水力参数设计的建议和展望六、结论- 总结研究成果- 展望未来研究方向一、引言随着油气资源的开发和探索不断深入海底，深水钻井已经成为未来石油开发的主要趋势之一。

深海环境下的钻井工程，面临着包括监测、设备和工程技术在内的一系列挑战和难题。

在深海环境下，水的压力、流动以及环境的复杂性都会对钻井工程造成严重的影响，需采用针对性的技术来实现海底油气资源的高效开发。

深水控制泥浆帽钻井是一种新的技术，能够有效地解决深水钻井信心的难题，提高整个钻井工程的效率。

本论文旨在研究深水控制泥浆帽钻井的水力参数设计与计算。

2、深水控制泥浆帽钻井的原理与方法2.1 帽钻井的定义和优势钻井作业时，钻头所产生的碎屑和液体会被从井眼中提出，提高井眼的清洁度，同时也起到了保护井壁的作用。

深水钻井中，由于井深过深，海水对悬浮在海水上方的井口的压力会导致海水和油气混合体泄漏出现，这已经成为深水钻井工程中一大难题。

为了有效地控制这一难题，帽钻井技术应运而生。

帽钻井是一种将钻井液体从井口地方排出的新型技术。

帽钻井顶部为帽形结构，带有一定的减压功能，能够将井口的压力降到能够承受的范围。

同时，帽钻井顶部还具备控制流体的功能，可以实现控制流量和流速的作用，减小井口漏失。

2.2 深水帽钻井的原理和方法深水帽钻井技术是在帽钻井基础上应用于深海钻井环境的一种新型技术。

深水帽钻井过程中，将一个特殊设计的“帽钻井装置”安装在钻井平台上方，通过唯一的控制装置来控制井口的液体流动。

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深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算李昊;孙宝江;高永海;王金堂;王宁【摘要】深水控制泥浆帽钻井技术可以应对严重漏失地层和高压、高含硫地层的钻井问题,但钻井水力参数的设计与计算较为困难.为此,结合深水钻井工艺流程,建立了深水控制泥浆帽钻井井底压力计算模型,给出了深水钻井不同工况下的钻井液密度确定准则和钻井液当量循环密度计算方法,并基于井筒内循环压耗分析得到了水面泵和水下泵的泵压计算方法；针对严重漏失地层和高压、高含硫地层的井筒压力分布特点,给出了该工况下的泥浆帽高度计算方法；结合井眼清洁准则和漏失量与漏失压差的关系,给出了牺牲流体排量计算方法,并以此为基础提出了深水控制泥浆帽钻井水力参数设计流程.以一口深水井为例,对控制泥浆帽钻井水力参数进行了算例分析,结果表明:泥浆帽高度主要由井底压力的大小决定,钻井液密度与排量的大小可对其产生一定影响,所以通过调节泥浆帽高度可以控制井筒压力.%Deepwater control mud cap drilling is an advanced technology to deal with thief zone,highpressure and high sulfur-bearing formation,but its drilling hydraulic parameters design and calculation are more complex.According to the drilling process in deepwater,the calculation model of BHP for deepwater control mud cap drilling was established.The guidelines for determining drilling fluid density under different conditions and calculation method of ECD were proposed,based on the analysis of circulating pressure loss,the calculating methods for pump pressure were put forward at subsea and surface respectively.The calculation method of mud cap height was proposed according to the characteristics of wellbore pressure distribution in thief zone,high pressure and high sulfur-bearingformation.Based on the wellbore cleaning rule and the relationship between lost amount and lost pressure differential,the calculation method of sacrificed flow rate was proposed,and hydraulic parameter design process for deep water controlled mud cap drilling was put forward.Based on the basic data of a deepwater well,hydraulic parameters for deepwater mud cap drilling were calculated and analyzed.The results show that the mud cap height is mainly decided by bottom-hole pressure,the density and flow rate have some impact,thus wellbore pressure can be controlled by adjusting the mud cap height.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】6页(P13-18)【关键词】深水钻井;控压钻井;泥浆帽;水力参数设计;计算方法【作者】李昊;孙宝江;高永海;王金堂;王宁【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE52深水控制泥浆帽(control mud cap,CMC)钻井技术是B.Fossli等人[1]提出的一种应对严重漏失地层和高压、高含硫地层钻井问题的先进技术。

但其特殊的钻井工艺也给水力参数设计带来了难题：在钻进过程中，由于受泥浆帽高度、水下钻井液举升泵排量等参数的影响，井底压力的控制难度很大，须建立能够综合考虑以上因素的井筒压力模型；而当钻遇漏失层时，泥浆帽密度、高度与牺牲流体漏失量之间存在内在联系，因此在设计牺牲流体排量时需综合考虑牺牲流体携岩特性及地层漏失特性。

国内学者[2-5]近年来相继开展了泥浆帽钻井方面的理论研究，并取得了一定的研究成果。

然而，由于CMC钻井水力参数设计方面的研究尚处于起步阶段，因此需要结合深水CMC钻井的工艺特征,从一些基础问题入手,建立深水CMC钻井井底压力计算模型，给出适合于深水CMC钻井的水力参数计算方法。

深水CMC钻井的钻井液不是通过隔水管井口返回平台，而是经水下隔水管短节[6]、水下钻井泵泵送回平台[7]。

当钻遇恶性漏失地层时，通过向天然漏层注入牺牲流体的方式避免浪费钻井液；当钻遇高压、高含硫地层时，为了避免高压、高含硫气体危及平台人员安全，通过调节泥浆帽高度在套管鞋处压漏地层，利用牺牲流体将气侵流体压入地层[8]。

拟建立的深水CMC钻井井底压力模型与常规深水钻井压力系统有所不同[9]，它假设正常钻进时井底压力恒定，并认为气柱形成的压力忽略不计，根据深水CMC钻井工艺特点，在深水CMC钻井井筒压力分析模型的基础上，给出正常钻进时钻井液密度、当量循环密度及钻井泵泵压的计算方法。

1.1 井底压力计算模型的建立建立的深水CMC钻井井筒压力分析模型为：式中：pB为井底压力，MPa；pBP为井口回压，MPa；pU，pL分别为上部、下部钻井液液柱静压力，MPa；Δpa为下部钻井液循环摩阻，MPa。

与常规深水钻井相比，深水CMC钻井井底恒压，其数值与钻井液排量和泥浆帽高度均无关，只与地层孔隙压力对应，因此其计算式为：式中：ρp为地层孔隙压力当量密度，g/cm3；g为重力加速度，取9.806 65m/s2；H为垂深，m。

在正常钻进时，由于是开环循环，因此有：上部钻井液液柱静压力：式中：ρm为钻井液密度，g/cm3；HU为静止的泥浆帽液柱高度，m。

下部钻井液液柱静压力:式中,HL为隔水管短节以下循环钻井液液柱深度，m。

环空内的循环压耗[10]：式中：dhi为井眼内径，m；dpo为钻杆外径，m；dco为钻铤外径，m；μm为钻井液黏度，Pa·s;Q为钻井液排量，L/s。

整理后可得正常钻进时泥浆帽高度的计算公式为：1.2 钻井液密度的确定准则在相同井深条件下，深水CMC钻井井筒内的钻井液柱高度较小，其所用的钻井液密度比常规深水钻井高。

为了在正常钻进、停泵以及紧急断开隔水管时不出现地层流体侵入或井漏事故，要保证任何情况下井筒内的压力都略大于地层孔隙压力而小于地层破裂压力。

根据以上3种工况的特点，可得深水CMC钻井的钻井液密度确定准则为:1)正常钻进2)停钻3)紧急断开隔水管式中：ρf为地层破裂压力当量密度，g/cm3；Hwd为海水深度，m；ρs为海水密度，g/cm3；Hssb为泥线以下井筒深度，m。

1.3 正常钻进时当量循环密度的确定深水CMC钻井过程中的当量循环密度为：式中：ρE为深水CMC钻井正常钻进时的当量循环密度，g/cm3。

如果井筒内无钻具或停泵，则单纯依靠调整井口回压无法平衡地层压力，因此需要向井筒内注入钻井液，增加泥浆帽的高度以弥补因停止循环而损失的循环压耗。

此时的钻井液静液柱压力与正常钻进(循环)时的井底压力相同，但钻井液液柱高度不同，因此井筒压力剖面存在差异。

1.4 CMC钻井的泵压计算1.4.1 平台钻井泵泵压的计算平台钻井泵的泵压由管路中的循环压耗确定，具体可表示为：式中：pp为平台钻井泵泵压，MPa；Δpdp为钻杆内循环压耗，MPa；Δpa为环空内钻井液循环压耗，MPa；Δpb为钻头处的压耗，MPa；Δpc为水下泵后端返回管线内的循环压耗，MPa；Δprl为水下泵前端与隔水管短节之间连接管线内的循环压耗，MPa；pssp为水下钻井泵的泵压，MPa。

钻头压降和钻柱内压耗分别为[11-12]：式中：B为常数，内平钻杆取0.516 55，贯眼钻杆取0.575 03；c为喷嘴流量系数；Ao为喷嘴面积，cm2；Lp为钻杆长度，m；Lc为钻铤长度，m；μm为钻井液塑性黏度，Pa·s。

1.4.2 水下钻井泵泵压的计算水下钻井泵的泵压可表示为[6]：式中，pssp为水下钻井泵的泵压，MPa。

正常钻进时平台钻井泵和水下钻井泵的排量相等，可以保证泥浆帽高度保持恒定；当需要调整泥浆帽高度时，只需调节水下钻井泵或平台钻井泵的排量，就可以完成操作。

1.5 钻遇特殊地层时关键工艺参数的计算在海上钻井时，当钻遇漏失层或高压、高含硫等特殊地层时，一般将海水作为牺牲流体[13]。

由于海水的密度已知，因此需要结合地层特点对牺牲流体排量、泥浆帽高度等重要参数进行设计。

1.5.1 泥浆帽高度的确定在正常钻进中发生漏失时，将泥浆帽高度定义为(上标c表示钻井液循环状态)，则漏失压力可表示为[14]：式中：pl为漏失压力，MPa；为钻井液处于循环状态时的泥浆帽高度，m。

在向井筒内注入牺牲流体后，漏失层上部的钻井液停止循环，因此要保证牺牲流体顺利进入漏失层以增加泥浆帽的高度，即：从式(17)可以看出，此时泥浆帽高度大于正常钻进时的泥浆帽高度，泥浆帽增加的高度正是漏失层上部环空循环压耗对应的当量液柱高度。

1.5.2 牺牲流体排量的确定准则在设计牺牲流体的注入排量时，须从2方面入手[15]：1)牺牲流体注入排量要满足井筒内的携岩要求；2)在保证将岩屑携带进漏失流道的前提下，要保证CMC钻井井内的动态平衡。