井下作业井控基本计算公式
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式、井架基础的计算公式（一） 基础面上的压力nQ O +QP 基=4式中：P 基——基础面上的压力，MPa ；n ----- 动负荷系数（一般取 1.25~1.40）；Q O 天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ；Q B ——井架重量，t ；（二） 土地面上的压力P 地=卩基+W式中：P 地——土地面上的压力， MPa;P 基——基础面上的压力， MPa;W ――基础重量，t （常略不计）（三）基础尺寸1、顶面积F i =式中：F i 基础顶面积，cm2 ；B 2―― 土地抗压强度，MPa ；P 地——土地面上的压力， MPa 。
3、基础高度 式中： H ――基础高度，m ; 2F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm ；P 基——基础面上的压力， MPa ；B 3 混凝土抗剪切强度（通常为（二）混凝土体积配合比用料计算1、计算公式B i ――混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa)2、底面积 式中：F 2 F 2= 2 基础底面积，cm ；配合比为1 ： m ： n=水泥：砂子：卵石。
根据经验公式求每 1m 3混凝土所需的各种材料如下:1 一 □［十 n2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表 1-69。
混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子 每立方米石子 每1000公斤水尼水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 3 m 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 3 m 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 3 m1•坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。
1 ：2 : 4 335 0.45 0.90 7442 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992•厚而大的突出基墩。
1 ：2.5 ： 5 276 0.46 0.91 6082 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3•支承台、浇灌坑 穴及其他。
井下作业井控基本知识和案例
井控的基本知识
9）“三高”油气井定义： ① 高压油气井是指以地质设计提供的地层压力为 依据，当地层流体充满井筒时，预测井口关井 压力可能达到或超过35MPa的井。 ② 高含硫油气井是指地层天然气中硫化氢含量高 于150mg/m3(100ppm)的井。
井控的基本知识
③ 高危地区油气井是指在井口周围500m范围内有 村庄、学校、医院、工厂、集市等人员集聚场 所，油库、炸药库等易燃易爆物品存放点，地 面水资源及工业、农业、国防设施（包括开采 地下资源的作业坑道），或位于江河、湖泊、 滩海和海上的含有硫化氢（地层天然气中硫化 氢含量高于15mg/m3(10 ppm）一氧化碳等有毒 有害气体的井。
井控的基本知识
4)井喷：地层流体(油、气 、水)无控制地涌
入井筒，喷出地面 的现象称为井喷。 井喷流体自地层经 井筒喷出地面叫地 上井喷，从井喷地 层流入其它低压层 叫地下井喷。
井控的基本知识
5)井喷失控：井喷发生后 ，无法用常 规方法控制 井口而出现 敞喷的现象 称为井喷失 控。
井控的基本知识
总之，井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失 控反映了地层压力与井底压力失去平衡以后井 下和井口所出现的各种现象及事故发展变化的 不同严重程度。
井控的基本知识
6）一级风险井：在发生过井喷区块、环境敏感区块、 含超标有毒有害气体区块施工的井； 水平井、大位移井；气井、超深井、 探井；气油比高的井、具有自喷能力 的井；老井新层补射孔作业的井；高 压井或气井酸化压裂后起下管柱作业 的井；井内套管腐蚀严重的井、地层 压力系数大于1.0的井等。
井控的基本知识
一.井控及其相关的概念 1.井控的概念：井控—即井涌控制，就是 要采取一定的方法控制住 地层孔隙压力，基本上保 持井内压力平衡，保证施 工顺利进行。
钻井计算公式精典精选版
钻井计算公式精典 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】钻井计算公式（精典）1.卡点深度：L=eEF/105P=K×e/P式中：L-----卡点深度米e------钻杆连续提升时平均伸长厘米E------钢材弹性系数=×106公斤/厘米2F------管体截面积。
厘米2P------钻杆连续提升时平均拉力吨K------计算系数K=EF/105=21F钻具被卡长度l:l=H-L式中H-----转盘面以下的钻具总长米注：K值系数5＂=715（）例：某井在井深2000米时发生卡钻，井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆，上提平均拉力16吨，钻柱平均伸长32厘米，求卡点深度和被卡钻具长度。
解：L=Ke/P由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957则：L=957×32/16=1914米钻具被卡长度：L=H-L=2000-1914=86米2、井内泥浆量的计算V=D2H/2或V=3、总泥浆量计算Q=q井+q管+q池+q备4、加重剂用量计算：W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重式中：W加----所需加重剂的重量，吨r原----加重前的泥浆比重，r重----加重后的泥浆比重r加---加重料的比重V原---加重前的泥浆体积米3例：欲将比重为的泥浆200米3，用比重为的重晶石粉加重至，需重晶石若干解：根据公式将数据代入：4×200（）/吨5.降低泥浆比重时加水量的计算q=V原(r原-r稀)/r稀-r水式中：q----所需水量米3V原---原泥浆体积米3r稀---稀释后泥浆比重r水----水的比重（淡水为1）r原---原泥浆比重例：欲将比重的泥浆150米3降至比重为，需加淡水若干解：根据公式代入数据：150（）×1/=115米36、泥浆循环一周所需时间计算T=V井-V柱/60Q泵式中：T---泥浆循环一周的时间，分V井---井眼容积，升V柱---钻柱体积升Q泵---泥浆泵排量升/秒备注：V井=井2V柱=（D外2-d内2）例题：井径81/2"，使用壁厚为10毫米的41/2"钻至1000米，泵的排量为升/秒，问泥浆循环一周需时若干解： V井=×（）2=36591升V柱=（）=3275升T= V井-V柱/60Q泵=36591-3275/60×=33316/1284=分7、泥浆上返速度计算V返=泵/D井2-d柱2式中：V返—泥浆上返速度米/秒Q泵---泥浆泵排量升/秒D井---井径厘米d柱---钻柱外径厘米例题：某井井径为22厘米，钻具外径为厘米，泥浆泵排量为25升/秒，问泥浆上返速度是多少解：V返=泵/D井2-d柱2=×25/=米/秒8、漏失速度计算公式：V漏=Q漏/t时式中：V漏—漏失速度米3/小时Q漏---在某段时间内的漏失量米3t时----漏失时间小时例题：某井在30分钟内共漏泥浆米3问该井在这段时间内的漏失速度是多少解：V漏=Q漏/t时==米3/小时9、泵压计算公式：P=ρQ2/式中：P---泵压 MPaρ---使用密度 g/cm3Q----泥浆泵排量 l/sD---钻头水眼毫米D=√d12+d22+d32+…..10.常用套管数据表11．接头扣型尺寸：（1：内平 2：贯眼 3：正规）12.常用单位换算表长度:1英寸(in)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m)1英尺(ft)=12英寸(in)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m) 1码(yd)=3英尺(ft)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m)1里=150丈=500米1丈=米1尺=米1寸=米面积:1亩=213.常规井身结构14.常用钻铤尺寸与钻头直径关系对照表公式：允许最小钻铤直径 = 2倍套管接箍外径 - 钻头直径有效井眼直径 =（钻头直径 +钻铤直径）÷20在大于(81/2in)的井眼中，应采用塔式钻铤组合，钻铤柱中最下一段钻铤(一般应不少于1立柱)的外径应不小于这一允许最小外径，才能保证套管的顺利下入。
井下作业井控技术规程
03 井控设备检查与维护保养制度
CHAPTER
井控设备日常检查内容
井口装置
防喷器
检查井口装置是否完好， 有无破损、变形、渗漏
等现象。
检查防喷器及其控制系 统是否正常工作，密封
性能是否良好。
压井管汇
检查压井管汇各阀门、 管线是否完好，有无渗
漏现象。
节流管汇
检查节流管汇各阀门、 管线是否完好，节流阀
性，确保油气层安全开采。
井口装置安装与调试
03
安装井口装置并进行调试，确保井口装置性能可靠，满足油气
开采要求。
05 应急情况下的井控措施及处置方法
CHAPTER
溢流、漏失等异常情况识别
观察井口压力变化
通过实时监测井口压力， 及时发现压力异常升高或 降低的情况，判断是否存 在溢流或漏失。
监测返出钻井液量
观察井口压力
关井后，应持续观察井口压力 变化，为后续处置提供依据。
注意事项
在关井过程中，要确保操作迅 速、准确，避免误操作引发更
严重的事故。
压井液选择和压井方法
压井液选择
根据井筒压力、地层特性和漏失情况等因素，选择合适的压井液类型和密度。
压井方法
根据具体情况选择合适的压井方法，如司钻法、工程师法等，确保压井作业安全有效。
故障诊断与排除方法
井口装置故障
如发现井口装置存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无法修复，应 及时更换损坏部件。
防喷器故障
如发现防喷器存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无法修复，应及 时更换损坏部件或整套防喷器。
压井管汇和节流管汇故障
如发现压井管汇或节流管汇存在故障，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复；如无 法修复，应及时更换损坏部件或整套管汇。同时，要检查相关阀门和管线的密封性能，确 保其正常工作。
常用压井计算公式
常用压井计算公式1、地层压力P PP P=P d+0.0098γH （地层压力=关井立管压力+静液柱压力）P d：关井立管压力，MPa。
γ：钻柱内未受侵泥浆密度，g/cm3.H:井深，m.2、压井泥浆密度γ1γ1= P P/(0.0098*H) (g/cm3) （=地层压力/gh或Δγ= P d/(0.0098*H) (g/cm3)γ1：压井泥浆密度。
Δγ：平衡溢流时所需的泥浆密度增值。
3、加重材料用量WW=V1*γ0(γ1-γ)/(γ0-γ1) (吨)γ0：加重材料比重，石灰石2.42g/cm3，重晶石4.2 g/cm3V1：原浆体积，m34、不同密度下关井允许最大套压值计算P2=P-0.0098γ2H=P1-0.0098(γ2-γ)H (MPa)P=0.0098γH+P1 (MPa)P:套管鞋或井漏堵漏处承压试验时该处所承受的最大压力P1:关井试压时套压值，MPa。
γ:试压时泥浆密度，g/cm3.γ2:溢流关井时的泥浆密度，g/cm3.5、低泵冲试验或计算求取P CI。
使用排量大约为正常钻进的1/3--1/2排量循环，测得其泵压值；其对应的泵压值大约为正常钻进时的1/9—1/4泵压(Q∝P2)。
最大允许关井套压计算公式公式1P = [(Pt×H/1000)-Pj]×80% 单位：（MPa）Pj（泥浆静液柱压力）=0.00981×H×R ——单位：（MPa）试中（1）P：最大允许关井套压（MPa）（2）H：计算时的垂直井深（m）（3）80%：计算保险系数（无单位）（4）R：下次钻进时最高钻井液密度（g/cm3）地层破裂压力梯度（Pt）单位：（KPa/ m）Pt（地层破裂压力梯度）=[(P1/H1+ P2/H2……Pn/Hn)/n] ×1000试中（1）P1、P2……Pn：地层破裂压力（MPa）（2）H：P压力所对应的井深（m）（3）n：所取P的点数公式2P = (Pt- Pj) H试中P：最大允许关井套压（KPa）Pt：地层破裂压力梯度（KPa/m）Pj：泥浆静液柱压力梯度（KPa/m）H：套管鞋处井深（m）公式3（经验公式）1、表层套管：P =表层套管下入深度*0.112单位：（kg/cm2）2、技术、油层套管：P =套管下入深度*0.185单位：（kg/cm2）一、最大允许的关井套压=地层破裂压力—静液柱压力二、最大允许关井套压=（地层破裂压力梯度—静液柱压力梯度）*套管下深三、最大允许关井套压=（地层破裂压力当量密度—钻井液密度）*0.00981*套管下深6、压井初始循环压力P TiP Ti=P d+P Ci (MPa)P Ci:低泵冲循环时的泵压，MPa。
钻井设计常用公式
Dc 指数功能与说明:进行地层压力监测,及时调节钻井液密度,对于安全钻井,快速钻井,保护油层都是非常重要的。
此程序用于钻井过程中随时计算Dc 指数,回归式直接入输dc指数正常趋向线方程,用反算法将Dc 值换算为地层压力梯度,以便调整钻井液密度,保证安全,快速钻进.此程序可用于已有部分Dc 指数或还没有Dc 指数的井,通过回归计算，将最近测点的值与回归计算所得之值进行比较, 试图对井底是否发生异常压力做出检查，如果认为异常压力发生,计算机将提示，根据操作者的需要,输入新的数据做进一步的检查验证或给出整个计算结果。
由于一口钻井往往要持续较长时间，Dc 指数的监测要随时进行，数据积累较多，每次重新输入以前的全部数据,占用较多时间。
此程序上有选项，如果选择保存,下次使用时，程序将可以调用存储数据，然后输入新的数据。
基本公式： ρGn dc DW R V ⨯=)log()log(671.00547.0 (1) Dcn=A0*H+A1 (2)或 )1(10A AOH dcn += (3) dcGn dcn Gp ⋅=(4) 参数：A0 dc 正常趋向线回归方程斜率；A1 dc 正常趋向线回归方程截距；dc dc 指数；dcn 正常趋向线计算得dc 指数；Db 钻头直径 ，毫米；Gn 正常地层压力梯度当量，g/cm 3；Gp 地层孔隙压力梯度当量，g/cm3；H 井深，m；R 转速，转/min；V 机械钻速，m/hr；W 钻压，吨；ρ钻井液密度，g/cm3。
固相含量分析功能与说明:本程序对水基与非加重钻井液及油基 DRILLFAZE•钻井液进行较全面的固相分析。
对于水基钻井液在输入CEC(阳离子交换容量)及CB(钻屑阳离子交换容量与搬土的阳离子交换容量之比), 根据较多的现场经验, 本程序取做0.11, 也可根据您所在地区的实测结果输入值，将进行将低密度固相分解为搬土与钻屑。
若无CEC测量值, 输入0。
对于油基钻井液, 程序除输出CaCl2的含量外, •还输出CaCl2溶液的重量百分数及密度。
矿井一通三防计算相关公式
矿井一通三防计算相关公式矿井的三防计算是为了确保矿井的安全和顺利开采。
三防计算包括对矿井的防灾、防水、与防火的计算。
下面将详细介绍矿井三防计算的相关公式。
1.防灾计算：矿井的防灾计算主要是对矿井的支护和巷道顶板的稳定性进行分析和评估。
其中，支护计算的主要公式如下：-支护区域强度指数（SRI）计算公式：SRI=（矿井顶板或巷道顶板抗压强度）/（金属锚杆有效长度）其中，金属锚杆有效长度的计算方法是根据矿井的深度、支护材料和锚杆长度等因素进行确定的。
-支护材料强度测定公式：用于测定支护材料的强度，以判断它对矿井顶板或巷道顶板的支撑能力。
常见的支护材料包括钢板支撑、木材支撑等。
-巷道围岩稳定性计算公式：用于计算巷道围岩的稳定性，以判断巷道是否需要补强或加固。
巷道围岩稳定性计算需要考虑巷道的大小、围岩的强度和压力等因素。
2.防水计算：矿井的防水计算主要是对矿井的涌水量和涌水压力进行评估。
其中，涌水量计算的主要公式如下：-防水井水量计算公式：用于计算防水井的涌水量，以确定防水井的设计和施工。
涌水量的计算需要考虑矿井的深度、地层水文性质和井筒尺寸等因素。
-井壁渗透性计算公式：用于计算井壁的渗透性，以判断井壁是否能够有效防水。
井壁渗透性的计算需要考虑井壁的水平与垂直渗透性以及井壁材料的透水系数等因素。
-井筒防渗厚度计算公式：用于计算井筒的防渗厚度，以确保井筒的防渗效果。
井筒防渗厚度的计算需要考虑井筒的尺寸、井壁渗透性以及井筒材料的防水能力等因素。
3.防火计算：矿井的防火计算主要是对矿井的防火能力和防火设施进行评估。
其中，防火能力计算的主要公式如下：-防火门设计公式：用于计算防火门的尺寸和材料，以满足矿井的防火要求。
防火门的设计需要考虑通风系统的能力、火灾防范设施和矿井的火灾风险等因素。
-防火墙设计公式：用于计算防火墙的尺寸和材料，以确保矿井的防火效果。
防火墙的设计需要考虑矿井的大小、火灾风险和防火墙材料的耐火能力等因素。
井下作业自动计算
需用加重剂质量（G,吨） 7.397849462 地层中部压力（Mpa) 74.813 水泥浆密度（ρ 2） 1.85
需淡水（方） S 钻井液环空流动速度（m/s) 25.48 地层压力 51.504 调整短节长 12.29 水泥浆用量(L) 532 干水泥袋数(每袋默认50KG) 249.0697674 钻井液钻具内流动速度(m/s) 127.4 水柱压力与地层压力平衡后，水柱高度(m) 5150.4 防冲距 0
1
提高压井液密度
附加系数（K） 1 井口压力（Mpa) 0.2 附加系数（K） 1.2 原钻井液密度 1.14 1号钻井液密度 1.13 钻屑加入密度计中读数为1后再加满水时的读数 1.58 欲配制钻井液密度 1.2 井眼直径(cm) 3 地层顶部深度(m) 5560 井口三根泵杆长 24 管柱深度 3166 水泥浆量(m3) 10 干水泥袋数 1 管柱深度 3166 计算重量,T 125
该井段内的长度（m)-△L
加重剂密度（ρ 1） 2.15 油层中部深度(m) 6270 井眼直径（mm) 140 稀释后钻井液密度 1.08 2号钻井液密度 1.03 钻屑密度 2.380952381 欲配制钻井液体积 200 泵排量（L/S) 10 地层底部深度(m) 6280 末根方余 2.76 预计水泥塞面深度 3130 干水泥密度 3.15 每袋水泥配浆需水量 24.3 水泥浆用量 1000 泥浆密度 1.18
顶替液用量(L) 9561.023491 钻具悬重(表观重量），T 106.2101911
上下端点方位角变化值-△φ
狗腿度
需用加重剂体积（V,m ） 3.440860215 需配压井液密度 1.193444976 干水泥用量（Kg） 344.8968698 清水用量（L） 水泥浆用量（L） 167.4569302 276.948
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天然气求产公式
:
采出液求产公式
:
卡点计算: K=21F cm
中和点计算：
KN
1MPa=10.194kgf/cm 2
工程大气压 1kgf/cm 2=98.076KPa
1bar=1 kgf/cm 2 国际工程单位 1psi=6.895kPa=0.006895 MPa 英制
静液柱压力： P=ρgH/1000 MPa 当量流体密度：ρe =1000P/gHg/cm 3
ρe =1000P/gH+ρ
压力梯度： G= P /H=ρg kPa/m 上覆岩层压力：P O =P M +P P MPa
G O =G M +G P kPa/m
井底压差>0正压差 压力系数:
静止状态:
静止关井: 节流循环:
正常循环:
油管压力=循环压损+静液压不平衡值+井涌控压
修井液自动外溢的条件
:
a
w V V h ∆=
w
d a m w h p p )(102--
=ρρ
1.07---1.20g/cm3为盐水;0.12-0.36g/cm3为天然气;0.36---1.07g/cm3为油或混合气体溢流。
密度选择:ρ＝ρe +ρ附加
密度附加:油水井0.05~0.1;气井0.07~0.15 根据地层压力计算: ρ＝102(P P +P 附加）/H
根据立管压力计算
:
压力附加:油水井1.5~3.5;3.0-5 MPa
计算钻柱内容积:
()
n n L D L D L D V 2
22212
1
14
+⋅⋅⋅++=
π
计算套管环空容积
()()[]
⋅⋅⋅+-+-=
22
2221212
1
24
L D D L D D V p h p h π
总容积: V=V 1=V 2
所需加重压井液量取总容积的1.5---2
倍。
循环一周时间: Q
V V t 211+=
压井排量一般取钻进时排量的1/3
—1/2。
上返速度:
根据新浆总体积V 求重晶石
ρs —加重剂密度; ρ1—压井液密度; ρ0—原浆密度; 根据原浆总体积V 求重晶石
降低压井液密度所需水量
钻柱装有回压阀测定关井立压 不循环法:
循环法: P d =P T - P ci P T —测量立管压力
初始循环立管压力:p Ti =p d +p ci
p ci —压井排量循环立管压力(低泵速泵压)，Mpa 。
终了循环立管压力: P Tf =P ci × ρK /ρm
最大允许关井套压 p a =（G f –G m ）H f。