钻井常用计算公式

钻井常用计算公式
高压喷射钻井常用公式
机泵条件——泵的最大允许输出功率：
N允泵 =N 额泵 * η机 * η容（马力）
式中： N 允泵——泵的最大允许输出功率（马力）；
N 额泵——泵的额定功率（马力）；
η机——机械效率（通常为80~85% ）；
η容——容积效率（通常为80%）。

泵的实用功率：
N实泵 =P 总 *Q/7.5 （马力）
式中： N 实泵——泵的实用功率（马力）
P 总——总泵压（公斤／厘米２）
Q——排量升／秒）
功率分配关系：
N实泵＝Ｎ循＋Ｎ嘴（马力）
或：喷嘴功率分配比值＝Ｎ嘴／Ｎ泵
式中：Ｎ循——循环系统功率损耗（马力）
Ｎ嘴——喷嘴水马力（马力）。

压呼分配关系：
２
Ｐ总＝Ｐ循＋Ｐ嘴（公斤／厘米）
或：喷嘴压力分配比值＝Ｐ嘴／Ｐ总
２式中：Ｐ循——循环系统压力损耗（压耗）（公斤／厘米）
２
Ｐ嘴——喷嘴压降（压降）（公斤／厘米）
喷嘴压力降：
Ｐ嘴＝ 0.82 ρＱ２／Ｃ２ de4（公斤／厘米２）
３
式中：ρ——泥浆密度（比重）（克／厘米）
Ｑ——排量（升／秒）
Ｃ——流量系数，由试验确定，常用喷嘴为0.95~0.985 de——喷嘴相当直径（厘米）
２
de＝ nd 嘴
n——喷嘴数目
d嘴——喷嘴直径（厘米）
当 n=3 时， dc＝ 1.732d 嘴
循环系统压力损耗（压耗）
２２
Ｐ循＝Ｋ r Ｑ（公斤／厘米）
式中；Ｋ——压力损失系数（0.034 ）
r ——泥浆比重（克／厘米３）
喷嘴 =P 嘴 *Q／ 7.5 ＝0.11* ρＱ３／Ｃ２ de4（马力）
中单位与符号同（５）式式
喷射速度：
Ｖ嘴＝ 12.74 ＣＱ／ de２（米／秒）
中单位与符号同（５）式式
Ｖ嘴——喷速（米／秒）
射流冲击力：
Ｆ冲＝ n rf 0Ｖ嘴2/g( 公斤 )
式中：Ｆ冲——射流冲击力（公斤）
n＝——喷嘴数目
r＝泥浆比重（克／厘米３）
f 0——每个喷嘴的横截面积（厘米２）
f 0—— 0.25* л d 嘴２
Ｖ嘴——喷射速度（米／秒）
d嘴——喷嘴直径（厘米）
２
g——重力加速度（980 厘米／秒）
返回速度：
２２
Ｖ返＝ 12.74 Ｑ／（Ｄ井－Ｄ杆）（米／秒）Ｑ——排量（升／秒）
Ｄ井——井径（厘米）
Ｄ杆——钻杆外径（厘米）
压井基本数据计算
关井立管压力：Ｐd
Pd+Pmd=Pp=Pa+Pma
式中：Ｐ d——关井立管压力，公斤／厘米Pmd——钻柱内泥浆柱压力，公斤／厘米
２２
Pp——地层压力，Pp
Pa——关井套管压力，公斤／厘米２
Ｐma——环空内受侵泥浆柱压力，公斤／厘米２因此：Ｐ p＝ Pd+0.1* rm*H
式中： rm——泥浆比重，（克／厘米３）
Ｈ——井深，米。

压井所需泥浆的新比重： rm１＝ 10*( Ｐp+Pe)/H
式中： rm１——压井所需泥浆新比重，（克／厘米３）
Ｐp——地层流体压力，公斤／厘米２
２
Pe——附加压力，一般１０～３０公斤／厘米
Ｈ——井深，米。

压井循环时立管总压力，：Ｐt
Ｐt＝Ｐ d+Pc+Pe
２
式中：Ｐ t——压井循环时立管总压力，公斤／厘米
２
Pd——关井立管压力，公斤／厘米
Pc——定排量压井循环时钻柱内、钻头水眼、环形空间
２
内流动阻力的循环压力，公斤／厘米
Pe——考虑平衡安全时的附加压力，公斤／厘
米求初始循环压力 Pti
２
（１）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Ｐci
（２）Pti＝ Pd+Pci+Pe
２
式中： Pti——初始循环压力，公斤／厘米
２
Pd——关井立管压力，公斤／厘米
Pci——不同排量时立管循环压力，公斤／厘米
２
Pe——附加压力，公斤／厘米
求终了循环压力Ｐcf(Ptf)
Pcf= rm １ * Pci / rm= Ptf
２２
式中： Pcf——终了循环压力，公斤／厘米
３
rm１——压井所需泥浆新比重，（克／厘米）
３
rm——关井时钻柱内未气侵泥浆比重，（克／厘米）
２
Pci——不同排量时立管循环压力，公斤／厘米
２
Ptf ——用 rm１泥浆循环终了时立管总压力，公斤／厘米
地层破裂压力梯度的确定（伊顿公式）
Ｇf=Gp+u*(G 0-Gp)/(1-u)
式中：Ｇ f——破裂压力梯度，公斤／厘米２米
２
G0——上覆岩层压力梯度，公斤／厘米米
２
Gp——地层孔隙压力梯度，公斤／厘米米
U＝泊松比。

采用三种方法计算：
１）根据压裂资料用伊顿公式计算
u=A/(1+A)
A=-(Gf-Gp)/(G 0-Gp)
2)用声波时差资料计算
u=1-0.5 △ ts2/(△ ts2-△ t2)
△t s= △ t［ 1-1.15*(1/ ρ+(1/ ρ ) 3/e 1/ρ ) ］1.5
式中△ ts——横波时差，微秒米；
△t——声波时差，微秒米；
３
ρ——泥岩密度，克／厘米
２）用普伦蒂斯经验公式计算
u=0.247+0.17224*10-3 H-0.57867*10-7H2+0.92984*10-11H3-0.54778*10-15H4地层破裂压力
迄今为止，常用的地层破裂压力计算公式有：
（１）休伯特和威特士法。