油气上窜速度公式
油气上窜速度的计算及应用
油气上窜速度的计算及应用油气的上窜速度是指油气在地下储层中向地表运移的速度。
了解油气上窜速度对于油气勘探、开发和生产具有重要作用。
本文将分别从计算和应用两个方面来详细介绍油气上窜速度。
1.油气上窜速度的计算：Q=K*A*(ΔP/L)其中，Q为油气上窜的总体积流量（单位为m³/s），K为渗透率（单位为m²），A为地层截面面积（单位为m²），ΔP为压力差（单位为Pa），L为有效扩散长度（单位为m）。
除了Darcy定律，还有一些其他模型可用于计算油气上窜速度，如Klinkenberg模型、Forchheimer模型等。
这些模型是通过实验数据和数学推导得出的，可以根据不同的地质条件和流动性质选择适合的模型进行计算。
2.油气上窜速度的应用：（1）油气勘探：了解油气上窜速度可以帮助勘探人员判断油气的运移路径和分布规律，从而选择最优的勘探目标。
如果油气上窜速度较大，意味着油气从储层向地表运移较快，可能形成较大的油气聚集区；如果油气上窜速度较小，可能意味着油气无法有效聚集，勘探目标可能不够有利。
（2）油气开发：油气上窜速度的计算可以为油气开发提供参考。
根据油气上窜速度的大小，可以确定合理的开发方式和生产参数。
如果油气上窜速度较大，可以选择水驱或气驱等增产方法，加快油气的采收速度；如果油气上窜速度较小，可以采取压裂、注水等增压方法来提高开采效率。
（3）油气生产：了解油气上窜速度对于制定生产计划和优化生产参数也非常重要。
通过计算油气上窜速度，可以预测油气从储层到井口的时间，从而提前安排生产工作，确保生产顺利进行。
此外，了解油气上窜速度还可以帮助评估油气储量和生产潜力，指导决策和管理。
总之，油气上窜速度的计算和应用对于油气勘探、开发和生产具有重要意义。
通过准确计算油气上窜速度，可以优化勘探目标、指导开发和生产工作，提高油气资源的开采效率和经济效益。
实用钻井液计算公式
石油钻井液计算公式1.粘土量的计算：W土=γ土V泥（γ泥-γ水）/（γ土-γ水）2.水量的计算:Q水= V泥- W土/γ土式中：W土——所需粘土的重量, kgV泥——所需泥浆量，m3;γ水——水的密度kg/ m3 ,γ土——粘土的密度kg/ m3 ,γ泥——泥浆的密kg/ m3 ,Q水——所需水量m33.加重计算:W加=γ加V原（γ重-γ原）/（γ加-γ重）式中：W加——所需加重剂的重量γ原——加重前的泥浆密度γ重——加重后的泥浆密度γ加——加重剂的密度V原——加重前的泥浆体积4.稀释计算Q= V原（γ原-γ稀）γ水/（γ稀-γ水）式中：Q——所需水量V原——原泥浆体积γ原——原泥浆密度γ稀——稀释后的泥浆密度γ水——所加水的密度5.循环周计算T=（V井-V柱）/60Q泵式中：T——泥浆循环一周的时间minV井——井眼容积lV柱——钻柱体积lQ泵——泥浆泵排量，l/s6.泥浆上返速度计算V返=12.7 Q泵/(D井2-D柱2)式中：V返——泥浆上返速度, m/sQ泵——泥浆泵排量l/sD井——井径, cmD柱——钻柱外径, cm7.井漏速度计算V漏=Q漏/t时式中；V漏——漏失速度, m3/hQ漏——在某段时间里的漏失量, m3t时——漏失时间h8.流变参数计算(1) 表观粘度：A V=1/2Ø600 (mpa.s)(2) 塑性粘度: PV= Ø600- Ø300 (mpa.s)(3) 动切力: YP=0.478(Ø300-PV) (pa)(4) 流性指数: n=3.322lg(Ø600/ Ø300)(5)稠度系数: K=0.478 Ø300/(511n) (pa.s n) 9. 油气上窜速度(迟到时间法)的计算V=(H油-H钻头t/t迟)/t静式中：V: 油气上窜速度,m/s;H油:油气层深度,m;H钻头:循环钻井液时钻头所在深度,m;t迟:井深(H钻头)米时的迟到时间,min;t:从开泵循环至见油气显示的时间,min;t静:静止时间,即上次起钻停泵至本次开泵的时间,min。
(仅供参考)后效气录井油气上窜速度的准确计算
应用钻具排替与迟到时间校正方法来校正其计算原始数据，可对后效气的油气上 窜速度计算方法进行改进，较准确的计算出油气上窜速度，能够较准确的反映油气层 压力、储集、丰都等物性。也能反应地层压力与井内钻井液液柱压力的平衡情况，为 指导井控，保证钻井顺利施工提供有效的证据。
参考文献 [1] 孙振纯，夏月泉，徐明辉。井控技术[M]。北京：石油工业出版社，1997。 [2]、[3] 张殿强，李联玮。地质录井方法与技术[M]。北京：石油工业出版社，2001。
迟到时间计算公式[3]：
t=V/L
（5）
实际应用中，直接使用 V=兀（D2-d2）h1/4 计算带入公式（5）中，得出方法公式
t=兀（D2-d2）h/4L
（6）
公式（6）中 L 是可变的，它由泵冲计算得到，在泵冲不稳定的情况下我们可以利
用平时实测迟到时间得到的泵的实际上水效率，使用泵在每分钟的平均泵冲得到一个
体积大小的钻井液体积排替不断上升，即气侵面至井口的高度逐渐减小。传统方法中
忽视了钻具对井筒液柱的排替作用，使计算得出的后效气的油气上窜速度与实际油气
上窜速度差距较大。我们可以通过开泵泵冲排量计算出下入钻具外径体积大小排替钻
井液体积所需要的时间。
计算公式： t 排=V/L
（3）
实际应用中，直接使用 V=兀（D2-d2）h1/4 计算带入公式（3）中，得出方法公式
钻井液的密度越大，井筒液柱压力越大；钻井液的粘度及切力越大，其携砂能力 越强，但不利于油气进入井筒。高密度、高粘度、高切力会明显减弱后效气强度。
（2.3） 储集层物性的影响
储集层物性越好，越有利于油气进入井筒，当储集层压力大于液柱压力时，后续 接替能力就越强，后效气显示更明显。在相同压差及含油气丰度条件时，裂缝型储集 层的后效气显示比孔隙型更为强烈。
钻井液现场有关计算
钻井液现场有关计算1、表观粘度公式：A V=1/2×∮600式中：A V——表观粘度，单位(mPa.s)。
∮600 —— 600转读数。
2、塑性粘度公式：PV= ∮600 －∮300式中：PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。
∮600 —— 600转读数。
∮300 —— 300转读数。
3、动切力（屈服值）公式：YP= 0.4788×(∮300－PV)式中：YP——动切力，单位(Pa)。
PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。
∮300 —— 300转读数。
例题1：某钻井液测得∮600=35，∮300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。
解：表观粘度：A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）塑性粘度：PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值：YP=0.4788×（∮300－PV）=0.4788×（20－15）=2.39（Pa）答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。
4、流性指数（n值）公式：n= 3.322×lg(∮600÷∮300)式中：n ——流性指数，无因次。
∮600 —— 600转读数。
∮300 —— 300转读数。
5、稠度系数（k值）公式：k= 0.4788×∮300/511n式中：k ——稠度系数，单位（Pa.S n)。
n ——流性指数。
∮300 —— 300转读数。
例题2：某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。
解：n=3.32×lg（∮600/∮300）=3.32×lg（30/18）=0.74K=0.4788×∮300/511n=0.4788×18/5110.74=0.085（Pa.s0.74）答：流性指数是0.74 。
稠度系数为0.085Pa.s0.74。
油气上窜速度计算
油气上窜速度计算在钻井过程中，当钻穿油、气层后，因某种原因起钻，而到下次下钻循环时，常有油气侵现象，这就是在压差作用下的油气上窜。
单位时间内油气上窜的距离称油气上窜速度，其计算公式如下：V=H/T其中：H=H1—H2H2=排量（l/s）×未气侵泥浆返出时间（s）/每米井眼环空容积（l/m）式中：V—油气上窜速度，米/小时。
H—油气上窜高度，米。
T—静止时间，小时。
H1—油气层深度，米。
H2—未气侵泥浆的深度，米。
H – 60Q/V ·(T1-T2)u＝＝———―――――――――――― (1—4一1)T上式中u——油气上窜速度，m／h；H——油气层深度，m；Q——钻井泵排量，L/s；T1——见到油气显示时间，min；T2——下完钻后的开泵时间，min；V----单位长度井眼环空的理论容积，L／m；T——井内钻井液静止时间，min。
例：某井在2 160 m钻遇油气层后即循环钻井液，18：00开始停泵起钻，次日14：00下完钻开泵，开泵后14：20发现钻井液油气侵，当时钻井泵排量为18 L/s，该井环形空间每1 m容积为24 L，问油气上窜速度是多少?解：由题意已知：H=2 160 m，Q=18 L/s，V=24 L／mT1=14：20，T2=14：00R=(24—18)+14=20 h将已知数据代入式(14-1)，则H – 60Q/V ·(T1-T2) 2160- (60×18)/24 ×(14：20-14：00)U==------------------------ == ---------------------------------------==63 (m／h)T20答：该井油气上窜速度为63 m／h。
井控技术公式
1、 钻井静液柱压力（bar ）=钻井液密度（Kg/L ）×0.0981×垂深（m ）2、 压力梯度（bar/m ）=钻井液密度（Kg/L ）×0.09813、 当量钻井液密度（Kg/L ）=压力梯度（bar/m ）/0.09814、 关井地层压力（bar ）=钻柱内静液柱压力（bar ）+关井立压（bar ）5、 泵输出排量（l/min ）=泵排量（l/stk ）×泵速（SPM ）6、 环空返速（m/min ）=)/l min /l m 环空容积（泵输出排量（7、 等效循环密度（K g/L ）=981.00m bar ⨯）垂深（）环空压耗（+钻井液密度（Kg/L ）8、 包含起钻余量的钻井液密度（Kg/L ）=981.00m bar ⨯）垂深（）安全余量（+钻井液密度（Kg/L ）9、 新泵速下的新泵压（bar ）（近似计算）=原泵压（bar ）×2SPM SPM ⎥⎦⎤⎢⎣⎡）原泵速（）新泵速（ 10、 新钻井液密度下的新泵压（bar ）（近似计算）=原泵压（bar ）×）原钻井液密度（）新钻井液密度（l /Kg Kg/l11、 最大允许钻井液密度（Kg/L ）=+⨯981.00m bar ）套管鞋垂深（）地面漏失压力（测试时钻井液密度（Kg/L ）12、 最大允许关井套压（bar ）=【最大允许钻井液密度（Kg/L ）－在用钻井液密度（Kg/L ）】×0.0981×套管鞋垂深（m ） 13、压井钻井液密度（Kg/L ）=）垂深（）关井立压（m 981.00bar ⨯+原钻井液密度（Kg/L ）14、 初始循环立管压力（bar ）=压井泵速循环压力（bar ）+关井立压（bar ） 15、 终了循环立管压力（bar ）=）原钻井液密度（）压井钻井液密度（）压井泵速循环压力（l /Kg Kg/l bar ⨯16、 关井套压（bar ）={【钻井液密度（Kg/L ）－溢流密度（Kg/L ）】×0.0981×溢流垂深（m ）}+关井立压（bar ） 17、提高钻井液密度所用重晶石量（Kg/L ）=）压井钻井液密度（）原钻井液密度（）压井钻井液密度（l /Kg .24Kg/l l /kg --×4.218、 油气上窜速度（m/hr ）=）钻井液密度（）井口压力增量（kg/l 981.00bar/hr ⨯19、 气体定律 PV1=PV2 20、干起每米压力降（bar/m ）=）钻具排替量（）套管容积（隔水管）钻具排替量（）钻井液密度（l/m l/m /l/m 0981.0l /kg -⨯⨯21、 湿起每米压力降（bar/m ）=）钻具闭端排替量（）套管容积（隔水管）钻具闭端排替量（）钻井液密度（l/m l/m /l/m 0981.0l /kg -⨯⨯22、 干起完剩余的钻铤液面下降（m ）=）套管容积（隔水管）钻铤排替量（）钻铤长（l/m /l/m m ⨯23、 过平衡量消失前干起出钻具（m ）=[]）钻具排替量（）钻井液压力梯度（）钻具排替量（）套管容积（隔水管）过平衡量（l/m m /bar m /l m /l /bar ⨯-⨯24、 保持井底压力恢复到地层压力的放浆量（l ）=）井口压力增量（）地层压力（）溢流体积（）井口压力增量（bar bar l bar -⨯25、 泵入重浆段塞后钻柱内液面下降值(m)=(重浆密度－原浆密度)×原浆密度钻杆内容积）重浆体积（⨯l26、 由于重浆段塞U 型管效应的泥浆池增量=重浆体积（l ）×〔）原浆密度）重浆密度（l /(l /kg kg －1〕27、 隔水管安全余量(kg/l)=[][]）水深（）气隙（）垂深（）海水密度（）水深（）钻井液密度（）水深（气隙m m m l /kg m kg/l m )(--⨯-⨯+m28、 防喷器关闭比=）关闭防喷器所需液压（）井口压力（bar bar29、 防喷器开启比=）开启防喷器所需液压（）井口压力（bar bar 30、 套管浮阀失效时静液压力损失=）环空容积（）套管容积（）未灌浆的套管长度（）套管容积（）钻井液密度（m /l m /l m m /l 981.00l /kg +⨯⨯⨯。
一种后效油气上窜速度的计算方法
86程起下测后效主要是井下作业判断地层油气侵入压井液的程度，计算油气上返速度，利用后效资料来判断下一趟起下钻的安全程度。
作业施工起下钻前短程起下测后效，一是要判断油气侵入井筒的程度，另一方面需要测油气在压井液中上返的速度，从而计算出在油气上返到井口的时间内是否能够安全完成一趟起下钻施工，为现场安全起下钻提供重要依据。
1 数学模型通过射开油气层第一次起钻前的工况，建立一个模型来计算油气进入井筒后上返的速度，根据作业队伍的起下钻时间求得一个油气安全上返速度，通过油气实际上返速度与安全上返速度的比较，判断是否可以安全起下钻，如果不能安全起下钻，则采取相应的措施保证施工安全。
1.1 短程起下及参数获取短程起下测后效的过程分为四个阶段。
第一阶段，在油气层被打开之后，通常先需要进行充分循环洗井一周以上，彻底排除侵入井筒的油气。
第二阶段，进行短程起下，即试起10~15柱钻具后再下入到井筒内，计量出短程起下过程所用的时间T1。
第三阶段，启泵以排量Q进行正循环洗井，同时开始计时，循环过程中在分离器出口火把处点一常明火把，出口见油气点着或出液口见油花停止计时，此段时间记为T2。
第四阶段，如果可以安全起下钻，则充分洗井一周以上后进行起下钻，如果不能，则需要制定相应的安全措施来保证安全起下钻过程。
1.2 过程分析及计算模型建立设射孔井段顶部深度为H ，钻具本体与井筒之间的环空截面积为S 环。
在第一阶段中，充分循环洗井一周以上，井筒中的油气已经完全被排除，停止洗井后即开始进入第二阶段，短程起下，在短程起下时间T1内，油气会进入井筒并在模拟起下钻的过程中自由上升，设上升后的深度为h ，则油气上升的速度v即（1）第三阶段中，启动泥浆泵后油套建立了循环，压井液在环空中上升带着油气上升，此时的油气自由上升速度可忽略不计，在T 2时间内泵入井筒钻具的体积V 即为V =Q ·T 2 （2）在泵入V 体积的压井液后正好将油气从深度h 替出井筒，即环空中h 深度的液体全部被替出，即有等式成立V =S 环·h （3）公式2带入公式3即可得出油气自由上升后的深度h即为h（4）公式4带入公式1中即可计算出油气上返的速度即为（5）v —油气上窜速度m/s；H —油气层顶部深度，m；Q —循环排量m 3/s；T 1—短起下的时间，s；T 2—起泵至见油气的时间，s；S 环—环空横截面积，m 2。
常用泥浆计算公式
钻杆或钻铤 泥浆上返速度
外径mm
(m/s)
127
1.15
剪切稀释指 数(无因次)
环空剪切速率 (s-1)
塑性流体平 板化程度(无
因次)
9.81966406 2.676605688 0.25609042
241.3
127
1.3
12.264
18.00
油气上窜速度
（黑框内的数据自动计算，不能改动）
泵排量Q(l/s)
油气显示时 间T见(min)
油气层深 度H油(m)
静止时间T静 (小时h)
环空容积V(m/l)
油气上窜速 度U窜(m/h)
15
32
3450
1.89
25
1215.87302
悬浮加重剂所需最小静切力计算
度m
120
3456
2324
3898
5520.5
5900
188.4622724
说明:1、所有计算方钻具和套管的壁厚分别为:20套管--11.13mm;133/8套管--10.92mm;95/8套管--11.05mm;7套管--11.51mm; 2、所有钻头井深是指计算时
泥浆流变参数的计算
600转读数 65
环空直径 D(mm)
241.3 215.9
泥浆临界返速计算公式
（黑框内的数据自动计算，不能改动）
钻具外径 d(mm)
泥浆密度 D(g/cm3)
动切力YP(Pa)
塑性粘度PV （mPa.s)
泥浆临界返 速V(m/s)
158.75 127
1.21 1.27
7
27
1.5076124
6
24
1.32420937
油气上窜速度的现场计算
油气上窜速度的现场计算油气上窜速度当井眼空井静止时,由于钻井液液柱压力小于地层流体压力,以及两者之间存在密度差的原因,导致地层内流体(油气) 进入井眼,产生向井口方向的运移,其上升的速度,称为油气上窜速度。
公式表示如下:s t H v 1式中 V ———油(气) 上窜速度,m/ h ; H 1 ———油(气) 在静止t s 时间后上升的高度,m ; t s ———钻井静止时间,h 。
1、迟到时间法迟到时间法计算油气上窜速度的理论计算公式为:V 上窜= { H 油层- [ H 钻头( T 见- T 开) / T 迟]}/T 静 式中：V 上窜———油气上窜速度,米/ 小时;H 油层———油气层显示井深,米;H 钻头———循环泥浆时钻头所在的井深,米;T 迟———钻头所在井深的迟到时间,分;T 见———见到油气显示的时间,日、时、分;T 开———钻头下到H 钻头时循环泥浆开泵时间,日、时、分; T 静———上回次停泵时间至本回次开泵时间,小时。
显然,上述理论计算公式是根据迟到时间这一关键参数来计算的。
但在实际作业时,由于泵排量的不稳定性,有时,泵排量甚至会成倍的增长或减少,从而使得T迟也成一变量,所以在实际中,上述理论计算所得的上窜速度的误差较大。
根据这一实际现象,我们就利用一般录井仪都能检测到的累计泵冲数这一参数来将上面的理论计算公式加以修正。
2 、累计泵冲数法其计算公式为:V上窜= (H油层- H1) / T静= (H油层- 17. 4S1/ 23.6) / T静或V上窜= (17. 4/ 23. 6) ×(S0 - S1) / T静式中,V上窜、H油层、T静解释同上;H1 ———测量时油气层已上窜所至的井深,米;S0 ———正循环时自油气层返上至井口的累计泵冲数,冲;S1 ———正循环测上窜速度时,见到油气显示时的累计泵冲数,冲; 17. 4 ———每冲泵排量,升/ 冲;23. 6 ———9-5/ 8”套管与5”钻杆间的环空容积,升/ 米。
后效计算及迟时计算
录井中测量的后效深度＝钻位*（见显示时间-开泵时间）/迟到时间
后效上窜的实际深度＝录井中测量的后效深度+（钻位-录井中测量的后效深度）*横截面比系数
接近真实的上窜速度＝（钻位-后效上窜的实际深度）/静止时间 部分为参
考
其它为现场报表填写的计算依据
后效计算
7.27
钻头位置 迟到时间 开泵时间 见显示时间 钻井液静止时间 油气层深度 后效时间 后效达到最高
实际深度
3968.91 3481.58 3725.65
15.23
接近真实的上 窜速度
公式
说明
系数公式：钻铤横截面积/裸眼段横截面积
传统法求油气上窜速度公式：[油气深度-钻位*后效时间/迟时]/静止时间
反推油气层深度公式1：＝钻位*（后效高峰时间-开泵时间）/迟时
反推油气层深度公式2：＝钻位*[（后效高峰时间-开泵时间）*(1-截面比系数）/迟时+截面比系数]
影响
油气上窜速度 （通过反推油 层深度1且不考 虑起下钻影响
(m/h)
15.22 钻铤
304.49 外径
（mm）
内径 （mm）
0.0157 158.8
72
0.0759 横截面比系
数
1-横截面比 系数
90 0.21 0.79
2755.15 录井中测量 的后效深度 后效上窜的
实际深度
2704.43 2173.51 2243.26
6.50
接近真实的上 窜速度
公式
说明
系数公式：钻铤横截面积/裸眼段横截面积
传统法求油气上窜速度公式：[油气深度-钻位*后效时间/迟时]/静止时间
反推油气层深度公式1：＝钻位*（后效高峰时间-开泵时间）/迟时