钻井液计算题.doc

。1、使用API重晶石粉将180 m3密度为1.10g/c m3的钻井液加重至密度为1.25g/c m3，若加重后钻井液总体积限制在180m3，试计算：（1）加重前应废弃多少立方米钻井液？（2）需加入多少千克重晶石粉？解：（1）设加重前应废弃V弃立方米钻井液。 V重=V弃 4.2V弃=（180V弃）4.2（1.251.1）(4.21.25) V弃=8.71(m3) （2）设需加入W千克重晶石粉。 V重=V弃=8.71(m3) W=4.2 V重=4.28.71=3.66104(Kg)答：设加重前应废弃8.71立方米钻井液。需加入3.66104千克重晶石粉。2、经检测，钻井液中含有2.5mg/lH2S，钻井液总体积为220 m3，试计算需加入多少Zn2(OH)2CO3(用kg表示)可将H2S全部清除？解：设需加入X千克Zn2(OH)2CO3可将H2S全部清除Zn2(OH)2CO3 2H2S= 2ZnS3H2OCO2224 68X（g） 2202.5X=(2242202.5)68=1811.76(g)=1.812Kg答：需加入1.812千克Zn2(OH)2CO3可将H2S全部清除。3、欲配制密度为1.06g/cm3的基浆200m3，试计算膨润土和水的用量。解：设需膨润土m吨；需水V方。膨润土的密度为2.6g/cm3则膨润土的体积为200V2.6（200V）1V=1.06200V=192.5(m3)m=2.6（200V）=2.6（200192.5）=19.5(吨)答: 配制密度为1.06g/cm3的基浆200m3,需膨润土19.5吨；需水192.5方。1、测得某钻井液的600读数为35mPas，300读数为2OmPas,计算其表观黏度、塑性黏度和屈服值。解：表观粘度：AV1/26001/23517.5 mPas塑性粘度：PV塑600300352015mPas屈服值：YP=0.478(300PV)0.478（2015）2.39（Pa）答：表观粘度为17.5 mPas，塑性粘度为15 mPas，屈服值为2.39Pa。2、试计算PH值为11.6的钻井液溶液中H+和OH的浓度（用mol/1表示）。解：已知：PH=11.6 求H+和OH的浓度据 PH= lgH+ 又据 H+OH= 1014则 lgH+=11.6 OH= 1014H+=10142.511012 lgH+=11.6=120.4 OH=3.98103mol/l H+=2.511012 mol/1 答：H+的浓度是2.511012 mol/1 ；OH的浓度是3.98103mol/l。3、用旋转粘度计测得600=35，300=23，试计算钻井液的下列流变参数：表观粘度（a）塑性粘度（p）、动力切（0）、流性指数（）和稠度系数（K）。解：将测得的刻度盘读数分别代入有关公式，可求得：a=0.5600=0.535=17.5（mPas）p =600300=3523=12（ mPas）0=0.511（300p ）=0.511（2312）=5.621(Pa)n=3.322lg(600/300)=3.322lg(35/23)=0.61K=（0.511300）511n=（0.51123）5110.61= 0.262(Pasn) 二、计算题（一）某井用密度为1.20g/cm3的钻井液钻至3046m时发生井涌，关井后立管压力稳定后为2.8MPa，求压井钻井液的密度。 解：加=原+102（P立+P安全）H =1.20+102（2.8+1.5）3046=1.34（g/cm3）或者用加=原+（P立+P安全）/（gH） =1.20+（2.8+1.5）（9.810-33046）=1.34（g/cm3） 答：压井钻井液的密度为1.34g/cm3计算题（第一题6分，第二题9分） W加= 式中 W加加重剂 用量，t；V原原钻井液体积，m3 ；加加重剂密度，g/cm3；重加重后钻井液的密度，g/cm3；原原钻井液密度，g/cm3。1、某井有密度1.18 g/cm3的钻井液150 m3，欲将其密度提高到1.25 g/cm3，需密度为4.2 g/cm3，的重晶石多少吨?解：W加 = 150 4.2（1.25 1.18）/（4.2 1.25）=14.95（t）答：需要密度为4.2 g/cm3的重晶石14.95 t。混浆密度计算公式： 混浆用量计算公式： 式中 1井内钻井液的密度，g/cm3；2混入钻井液的密度，g/cm3；混合后的钻井液密度，g/cm3；V1井内钻井液体积，m3；V2混入钻井液的体积，m3。2、某井中有密度为1.35g/cm3的钻井液150m3，均匀混入密度为1.50g/cm3的钻井液40m3后，混合后的钻井液密度是多少?如储备钻井液的密度为1.75g/cm3，欲将井内钻井液密度提高到1.45 g/cm3，问需要混入多少储备钻井液?解：= （1.35 150 1.50 40）/（150 40）= 1.38（g/cm3）答：混合后的钻井液密度是1.38 g/cm3。解：V2 = 150（1.45 1.35）/（1.75 1.45）= 50（m3）答：需要混入50 m3储备钻井液。计算题（每题4分，共4题。）评分标准：公式正确占40%；过程正确占40%；答案正确占20%。无公式、过程，只有结果不得分(一）某井为淡水混油钻井液，固相平均密度为2.94g/cm3，取20ml钻井液蒸出15ml水和1.6ml油，计算此钻井液的总固相、油、水、加重剂的体积分数。（重晶石的密度为4.2g/cm3，黏土的密度为2.4g/cm3） 解：水=15/20100%=75% 油=1.6/20100%=8% 固=100%-75%-8%=17% 加重剂=（固-低）（加-低）固 =（2.94-2.4）（4.2-2.4）17%=5.1% 答：钻井液的总固相、油、水、加重剂的体积分数分别为17%、8%、75%和5.1% 。（二）某钻井液样品1ml，用亚甲基蓝标准溶液滴定至终点，消耗亚甲基蓝标准溶液9ml，计算钻井液中膨润土的质量浓度。 解：土=14.3亚甲基蓝用量=14.39=128.7（g/L） 答：钻井液中膨润土的质量浓度为128.7g/L。（三）某井钻井液组分分析，其中水相占75%，经滤液分析，Ca2+=1050mg/L，Mg2+=1890mg/L，钻井液的体积为180m3，理论计算沉除Ca2+、Mg2+应加纯碱、烧碱各多少？解：已知Ca2+=1050mg/L，Mg2+=1890mg/L，Ca2+、Mg2+的化合价均为+2价，OH-为-1价，CO32-为-2价；相对原子质量Ar Ca=40，Ar Mg=24.3，相对分子质量MrNaOH=40，MrNa2CO3=106除Ca2+需加入纯碱的质量M纯碱=（2106）/（402）10-3105018075%=376（kg）沉除Mg2+需加入烧碱的质量M烧碱=（240）/（124.3）10-3189018075%=840（kg）答：需要纯碱的质量为376kg，烧碱的质量为840kg（四）用蒸馏实验测得密度为1.68g/cm3点某井浆样品的fs=0.28,48.9（120）时测得的p=32mPa.s，YP=7.2Pa，试判断该井浆的固相含量是否适宜？如果不适宜，应采取何种措施？解：由图9-18可知，m=1.68g/cm3点钻井液所允许的最高固相体积分数fs=0.265，故该井浆的fs值过高。同时，从图9-19和图9-20可分别查得，当m=1.68g/cm3时，p的上限为30mPa.s，YP的上限为9.0Pa，从而表明井浆的YP在适宜范围内，但p偏高。由此可以判断，井浆中的膨润土体积分数并不高，fs过高主要由钻屑体积分数fds所引起。因此，应通过合理使用固控设备或采取添加选择性絮凝剂的方法将fs降至0.265以下。2.高温高压滤失仪测得1.0min滤失量为6.5ml,7.5min滤失量为14.2ml,试确定这种钻井液在高温高压条件下的瞬时滤失量、API滤失量和HTHP滤失量。（P100例题4-1）（5分）解：据：滤失量与时间的平方根成正比的关系，Vf=Vfobt 6.5= Vfob1 14.2= Vfob7.5 b= 4.43 Vfo=2.07(ml) Vf30=2.07+4.4330=26.33(ml)考虑面积因素，确定高温高压条件下测得该钻井液的瞬时失水量是4.14ml，HTHP滤失量是52.66ml答：钻井液的瞬时滤失量为2.07ml，API滤失量为26.33ml, HTHP滤失量是52.66ml。.从除砂器的底流口收集800ml的底流需要24S，并测得底流密度为2.20g/c m3，试计算该单个除砂器每小时所排除的固相质量和水的体积？ 解：已知底流密度m =2.20g/c m3，设S=2.6g/c m3，W=1.0g/c m3 设: 单个除砂器每小时所排除的固相质量为m；水的体积为V 据 m=WfWSfS 2.20=1.0(1fS)2.6fSfS=0.75m=(0.83600)240.752.6=234（Kg/h）V=(0.83600)24(10.75)=30（L/h）答：单个除砂器每小时所排除的固相质量为234Kg；水的体积为30L.已知配浆水中含有900 mg/l Ca2+和400 mg/lMg2+,试计算通过沉淀作用清除Ca2+和Mg2+所需NaOH和Na2CO3的质量浓度。除去这两种离子后，钻井液滤液中还含有其它离子吗？解：设清除Ca2+所需Na2CO3的质量浓度为C；清除Mg2+所需NaOH的质量浓度为C。 Ca2+ Na2CO3 = CaCO3 2 Na 40 106 9001 1C C= （9001106）（401）=2385 mg/lMg2+ 2NaOH = Mg（OH）2 2Na24.3 2404001 1CC=(4001240) (24.31)=1316.87 mg/l答：清除Ca2+所需Na2CO3的质量浓度为2385 mg/l；清除Mg2+所需NaOH的质量浓度为1316.87 mg/l。钻井液滤液中还含有H、OH、Na离子。2.滴定1ml钻井液需要12.5ml浓度为0.0282M的AgNO3溶液，则该滤液中Cl-和NaCl的质量浓度各是多少（mg/l表示）？解：已知V=12.5ml C=0.0282M Vm=1mlCl-=（VC35.51000）1=(12.50.028235.51000)1=12496.13mg/l NaCl=（VC58.451000）1 =(12.50.028258.451000)1 =20603.63mg/l答：该滤液中Cl-的质量浓度是12496.13mg/l；NaCl的质量浓度是20603.63mg/l2.从除砂器的底流口收集800ml的底流需要24S，并测得底流密度为2.20g/c m3，试计算该单个除砂器每小时所排除的固相质量和水的体积？ 解：已知底流密度m =2.20g/c m3，设S=2.6g/c m3，W=1.0g/c m3 设: 单个除砂器每小时所排除的固相质量为m；水的体积为V 据 m=WfWSfS 2.20=1.0(1fS)2.6fSfS=0.75m=(0.83600)240.752.6=234（Kg/h）V=(0.83600)24(10.75)=30（L/h）答：单个除砂器每小时所排除的固相质量为234Kg；水的体积为30L. 已知配浆水中含有900 mg/l Ca2+和400 mg/l Mg2+,试计算通过沉淀作用清除Ca2+和Mg2+所需NaOH和Na2CO3的质量浓度。除去这两种离子后，钻井液滤液中还含有其它离子吗？解：设清除Ca2+所需Na2CO3的质量浓度为C；清除Mg2+所需NaOH的质量浓度为C。 Ca2+ Na2CO3 = CaCO3 2 Na 40 106 9001 1C C= （9001106）（401）=2385 mg/lMg2+ 2NaOH = Mg（OH）2 2Na24.3 2404001 1CC=(4001240) (24.31)=1316.87 mg/l答：清除Ca2+所需Na