一.表观粘度:
AV=1/2φ600(mPa.s)
式中:φ600----600r/min下的读值。
二.塑性粘度:
PV=φ600-φ300(mPa.s)
式中:φ600----600r/min下的读值。
φ300 ----300r/min下的读值。
三.动切力:
YP=1/2(φ300-PV)= AV-PV(Pa)
四.静切力:
G10〃=1/2φ3,I(Pa)
G10'=1/2φ3,F(Pa)
式中:φ3,I-----静止10s后3r/min下的读值。
φ3,F-----静止10min后3r/min下的读值。
五.流性指数
n=3.322Lg(φ600/φ300)(无因次)
六.稠度系数
K=[(φ600)/1022]*0.4788(Pa.S)
式中:K---稠性系数,n---流性指数
七.卡森模式的τ0
τ0=1.510[(φ100)-(φ600)](Pa)
八.卡森模式的η∞
η∞=1.195(φ600-φ100)(mPa.S) 1/21/21/21/21/21/21/2nn
η∞=2.42(φ600-φ300)(mPa.S)1/21/21/21/2
现场钻井液计算
一.循环周的计算:
式中:V—井筒容积 ,V1—井内钻杆体积,Q—排量
二.加重计算
式中:ρ1—加重剂的密度,ρ2—加重后钻井液密度,ρ0—原钻井液密度
三.稀释计算公式:
式中:ρ0—原密度,ρ1---稀释后密度
四.井眼容积计算:
理论公式:V=π(Db/2)2h*10-6
式中:V—井眼容积(m3),h—井深(m),Db—钻头直径(mm)
经验公式:V(m3/1000m)= Db2/2
式中:Db—钻头直径(inch)
五.钻井液中悬浮固体的密度:
式中:ρ:悬浮固体的密度。ρm:钻井液密度。ρf:滤液密度
ρ0:油的密度。Vm:水的体积百分数。Vs:盐的体积百分数
V0:油的体积百分数。Vts:总固相的体积百分数。
六.环空返速
基本公式:
式中:Q—排量(L/s),Db—钻头直径(cm),D—钻具外径(cm)
1.26--------9DCV=0.0033*Q
26--------5DPV=0.003*Q
2.17 1/2---9DCV=0.0087*Q
17 1/2---5DPV=0.007*Q
3.12 1/4---8DCV=0.0229*Q
12 1/4---5DPV=0.0157*Q
4.8 3/8---6 1/4DCV=0.0632*Q
. 8 3/8---5DPV=0.0435*Q
5.5 7/8---4 6/8DCV=0.1638*Q
5 7/8---3 1/2DCV=0.0881*Q
又:
式中:Q—排量(m3/min),Db—井径(inch),D—钻具外径(inch)
举例:某井用8.5英寸钻头,排量1.5方/分钻井,试计算钻头与5″钻杆环空的返速
七.环空雷诺数
基本公式:
式中:V—环空返速(cm/s),ρ—泥浆密度(g/cm3),n—流性指数,K—稠性系数(mPa.Sn),Db—钻头外径(cm),D—钻具外径(cm)
流态判断:Re≤2000为层流,Re≥2000为紊流
1.26----9DC
Re=3*n*ρ*12
(1-n)〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃*43.18n*V(2-n)/K/(2n+1)
=3*n*ρ*12Yx(1-n)*43.18Yxn*Vyx(2-n)/K/(2N+1)
26----5DP
Re=3*n*ρ*12
2.17 1/2----9DC
Re=3*n*ρ*12
17 1/2----5DP
Re=3*n*ρ*12
3.12 1/4----8DC
Re=3*n*ρ*12
12 1/4----5DP
Re=3*n*ρ*12
4.8 3/8----6 1/4DC
Re=3*n*ρ*12
8 3/8----5DP
Re=3*n*ρ*12
5.5 7/8----4 6/8DC
Re=3*n*ρ*12
5 7/8----3 1/2DP
Re=3*n*ρ*12
又:
式中:ρ—钻井液密度(g/dm),V------环空返速(m/s),
PV—塑性粘度(mPa.s) (1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃(1-n)〃〃*53.34n*V(2-n)/K/(2n+1) *21.59n*V(2-n)/K/(2n+1) *31.75n*V(2-n)/K/(2n+1) *10.8n*V(2-n)/K/(2n+1) *18.42n*V(2-n)/K/(2n+1) *5.41n*V(2-n)/K/(2n+1) *8.59n*V(2-n)/K/(2n+1) *2.87n*V(2-n)/K/(2n+1) *6.05n*V(2-n)/K/(2n+1)
举例:当泥浆密度为1.30,塑性粘度为15毫帕秒时,接上题计算该环空雷诺数。
由于Re=8030>2000故为紊流(注:Re≤2000为层流)
八.环空临界排量:
基本公式:
Qc=0.00471*(Db2-D2)[20K*(2n+1)n/3n/1200(1-n)*ρ*(Db-D)]N1/2-n
式中:Qc—临界排量(m3/min),n—流性指数,K—稠性系数(mPa.Sn),ρ—泥浆密度(g/cm3),Db—钻头外径(cm),D—钻具外径(cm)
流态判断:实际排量>Qc时为紊流,实际排量<Qc时为层流
1.26---9DC
Qc=18.08[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
26---5DP
Qc=19.78[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
2.17 1/2---9DC
Qc=6.84[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
17 1/2---5DP
Qc=8.55[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
3.12 1/4---8DC
Qc=2.62[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
12 1/4---5DP
Qc=3.8[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
=3.8[6.67*K(2n+1)Yxn/ρ/1200Yx(1-n)/18.42Yxn]Yx[1/(2-n)]
4.8 3/8---6 1/4DC
〃〃n(1-n)〃〃n(1-n)〃〃n(1-n)〃〃n(1-n)〃〃n(1-n)〃〃n(1-n)〃〃/43.18n]1/2-n /53.34n]1/2-n /21。59n]1/2-n /31.75n]1/2-n /10.08n]1/2-n/18.4n]1/2-n
Qc=0.95[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
8 3/8---5DP
Qc=1.38[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
5.5 7/8---4 6/8DC
Qc=0.37[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
5 7/8---3 1/2DP
Qc=0.68[6.67*K(2n+1)/n/ρ/1200
九.井径扩大率:n〃〃n〃〃n〃〃n(1-n)/5.41n]1/2-n (1-n)/8.59n]1/2-n (1-n)/2.87n]1/2-n (1-n)/6.05n]1/2-n
式中:V—电测所得裸眼井段的容积。