钻井工程计算1

1、精品 料推荐1 某 井 用 127mm 钻 杆 (372.4 n/m )2200m ， 184.20mm 钻 铤 (1737n/m )60m、 158.8mm 钻铤 (1328n/m )100m 及 216mm 钻头，钻井液密度 1.2 g/cm3 。钻进时加钻压 180kn ，套管钢材密度为 7.8g/cm3 ，求中性点位置。（ 10 分） 解 ： k f 1m0.846s k f qc1lc188.17 千牛 180 千牛，故中性点落在 158.8mm 的钻铤上设中性点高度（距井底距离）为 ln 米l nlc1p k f qc1 lc1 =60+81.736=141.736 米k f q

2、c22某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18mpa，所用排量为 30 l/s，钻井液密度为 1.3g/cm3。此时循环系统的循环压耗系数kl=0.0223mpa(l/s)1.8。已知钻头上使用 3 个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断： 此时钻头上喷嘴直径是多大 ?（14 分） 解： plk lq1.8 =10.19mpa由 pspbpl得： pbpspl7.81 mpa0.05q 20.081 q 2由 pb2 a02cd e4c得： d40.081 q 2=1.1cm = 11mm9c2 pb3某井使用密度为 1.3g/cm3 的钻井液钻至 3800m 时发生

3、井涌，关井后求得关井立管压力为 4mpa，关井套管压力为 5.5mpa。（1）求压井用的钻井液密度；（ 2 ）已知上一层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关解：（ 1）压井所需要的钻井液密度：psp41.407 g/cm3d1d1.30.009810.00981d3800（2）允许的关井套压pi maxpi max0.00981 d dt0.00981f d t1精品 料推荐故 pi max 0.00981 fd0.00981(1.98 1.3) 16.68 mpa4某井钻至 2400m 井深时，测得井

4、斜角30 ，井斜方位角 100 。使用具有一定造斜率的弯外壳马达继续钻进 120m 后，测得井斜角35 ，井斜方位角 75 。现打算利用该造斜工具再继续钻进某一深度后使井斜角达到40 ，井斜方位角达到50 。求此时造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？ （14 分）解： cos 1cos 1 cos2sin2 sin2 cos=cos30 cos35 +sin30 sin35 cos(75 -100 )=0.9691 =14.233013014.23k c3.56 ( /30m)d120cos 1 cos1 cos2 sin 2 sin 2 cos=cos35 c

5、os40 +sin35 sin40 cos(50 -75 )=0.962= 15.92cos1 coscos 20.1397cossin1 sin=50 -75 =-25=-arccos0.1397=-81.97303015.92134.16 mdmkc3.565.某井钻进至井深3000m 处发生井涌，此时所用钻井液密度为1.20g/cm3 ，关井立管压力为5.0mpa ，关井套管压力为6.5 mpa，求：（ 1） 产层的地层压力 pp；（ 2） 压井应该用的钻井液密度；答案：（ 1） pp0.00981 1.2 3000 5 40.316（ mpa）3）（ 2） k =40.316/3000

6、/0.00981 =1.37（ g/cm6某井用 127mm 钻杆 (372.4 n/m )2200m ， 184.20mm 钻铤 (1737n/m )60m、 158.8mm 钻铤 (1328n/m )100m 及 216mm 钻头，钻井液密度 1.2 g/cm3 。钻进时加钻压 180kn ，套管钢材密度为 7.8g/cm3，求中性点位置。（ 10 分） 解 ： k f 1m0.846s2精品 料推荐 k f qc1lc188.17 千牛 180 千牛，故中性点落在 158.8mm 的钻铤上设中性点高度（距井底距离）为 ln 米l nlc1p k f qc1 lc1 =60+81.736=

7、141.736 米k f q c27某井使用密度为 1.3g/cm3 的钻井液钻至 3800m 时发生井涌，关井后求得关井立管压力为 4mpa，关井套管压力为 5.5mpa。（1）求压井用的钻井液密度；（ 2 ）已知上一层套管下深2500m，该处地层破裂压力的当量密度为1.98g/cm3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关解：（ 1）压井所需要的钻井液密度：psp41.407 g/cm3d1d1.30.009810.00981d3800（2）允许的关井套压pi maxpi max0.00981d dt0.00981 f d t故pi max0.00981fd 0.00

8、981(1.981.3) 16.68 mpa8（ 10分）某井用12.25in钻头钻进至 2000米，钻井液密度为1.25g/cm3，钻压为 180kn ，井斜角为 6o，钻具组合为： 9in钻铤（ qc=2847n/m ）27m + 7in 钻铤（ qc=1606n/m ）54m + 6.5 in钻铤（ qc=1362n/m ）81m+5in 钻杆 1838m， 求中性点所处的井深 。（钻柱钢材密度按 7.8g/cm3 计算）解 : 设中性点落在 6.5in 钻铤上，高度为 x 米根据中性点的定义，有：(1 1.25) 1.362x 541.606272.847 cos 61807.8解得：

9、 x 38.086m中性点井深为： d n20005427 38.086 1880.914m9（ 12 分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到井深2000m 时，排量为 30l/s ，循环压耗为 5mpa，钻进到 2500m 时所用排量为 28l/s，循环压耗为 5.5mpa 。现计划保持排量不变，用 18mpa 的泵压钻到 3000 米，钻井液密度为 1.3g/cm 3，钻头上使用 3 个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为 0.96。 试设计喷嘴直径 。解 : （ 1）求循环压耗系数m, a ：( 2000ma)301.85( 2500ma)281.85.5解得： m5.385 10 6，a1.

10、986 10 43精品 料推荐（ 2）求 3000 米处的循环压降pl(5.385 10 630001.986 10 4 )30006.584(mpa )（ 3）求钻头压降：pb186.58411.416(mpa )（ 4）求喷嘴直径：dne20.0811.3282211.4160.96 22.801 （ cm ）didne20.966(cm)310（ 13 分）某井使用密度为1.35g/cm 3 的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井立立管压力为4mpa，关井套管压力为5.5mpa。（ 1）求地层压力；（ 2）求压井用的最小钻井液密度；（ 3）已知上一层套管下深2500m，该处地

11、层破裂压力试验时钻井液密度为1.20g/cm3，漏失压力pl=10.5mpa ，开裂压力pr=11.8mpa，传播压力prro=10.2mpa ，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求不发生井漏允许的最大关井套压。解: （ 1）求地层压力：pp4 0.009811.35380054.325(mpa)（ 2）求压井最小钻井液密度：d11.3541.457( g / cm3 )38000.00981（ 3）求最大允许关井套压：pa max0.009811.35250010.5 0.00981 1.2 2500解得： pa max6.821mpa11 (13 分)某井下套管至 1000m

12、后固井做漏失试验，测得漏失压力为 pl =6.9mpa，此时井内钻井液密度为 1.15g/cm3。再次开钻后继续钻进至井深 3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为 1.2g/cm3，关井立管压力为 5mpa，套管压力为 6.5 mpa，假设此时环空内钻井液密度均匀，求：（1）产层的地层压力pp；（2）压井应该用的钻井液密度；（3）最大允许关井套压。. 解 ： pppd9.81 mh40316 kpa4精品 料推荐 m1pp4031639.81h9.811.37 g/cm3000 pf 1000pl9.81 1mh 118181.5 kpa环空内钻井液平均密度为apppa1.149g/cm

13、 39.81h则最大关井立管压力为pa maxpf 10009.81a h 1 6909.8 kpa = 6.9098mpa12（ 11 分）a 井用动力钻具 +弯接头定向钻进， 钻至 1500m 测斜知道：1 =12,1 =80。继续钻进至 1800m，测斜得：2 =16， 2 =150。现拟用该造斜工具在保持变井斜角不变的情况下将方位扭转到3 =120， 求造斜工具的装置角和扭方位井段长度 。 解 ： 3cos 1 cos2 cos3sin2 sin3 cos8.19cos 1cos 2 cos 3cos3 / sin2 sin3104.44因为： 3 =120 2 =150所以：104.

14、44255.542cos 1cos 1 cos2sin1 sin 2 cos16.290k2 / l20.0543 /ml33 / k150.829(m)13（ 11 分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18mpa，所用排量为 30 l/s，钻井液密度为1.3g/cm3。已知钻头上使用 3 个 11mm 的等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为 0.96。试求：此时循环系统的循环压耗系数 k l 。 解 ： a0 31 d 22.851 cm24 pb0.05 q 27.81mpac 2 a02由 pspbpl得： pl pspb10.19 mpa由 plk lq1.8 得：k l

15、pl0.0223mpa(l/s)1.8q1.814某井钻至 4000m处发生井涌，此时钻井液密度为1.2g/cm 3，关井立管压力 5mpa，套压6.5mpa，求：（1）地层压力；（2）求压井用的钻井液密度；（3）已知上一层套管下深2500m，此处地层破裂压力当量泥浆密度为1.98g/cm 3 ，求5精品 料推荐允许最大关井套压；（4）推荐使用的压井方法。解 ： pp pd 9.81m h52088 kpa m1pp5208839.81h9.811.327g/cm4000 pf 25009.81e h 148559.5 kpa环空内钻井液平均密度为apppa1.162 g/cm 39.81h则

16、最大关井立管压力为pa maxpf 25009.81 a h1 20061.45 kpa = 20.061mpa推荐使用司钻法，即两周循环压井法：第一周用原浆循环，第二周用配好的重钻井液。15某井用 127mm 钻杆 (372.4 n/m )2200m ， 158.8mm 钻铤 (1328n/m )150m 及 212mm 钻头，钻井液密度 1.2 kg/l 。钻进时加钻压 180kn ，求中性点位置。 解 ： k f1m0.846s k f qc lc164 千牛 180 千牛，故中性点落在钻杆上设中性点高度（距井底距离）为 ln 米lnlp k f qc lc =200.786 米ck f

17、 q p16某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18mpa，所用排量为 30l/s，钻井液密度为 1.3g/cm3。此时循环系统的循环压耗系数 kl =0.0223mpa(l/s)1.8。已知钻头上使用 3 个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为 0.96。试判断： 此时钻头上喷嘴直径是多大?解 ： plk lq1.8 =10.19mpa由 pspbpl得： pbpspl7.81 mpa0.05q 20.081 q 2由 pb2 a02cd e4c得： d40.081 q 2=1.1cm = 11mm9c2 pb6精品 料推荐17、（ 12 分）某井“二开”拟采用12 14 ”钻头钻

18、进，并用塔式钻具防斜，井斜角控制在 3以内。设计钻压160kn ，钻井液密度 1.2 g/cm 3。现已选用钻铤： 9”（ qc1 =2860n/m ）27 米， 7”钻铤（ qc2 =1632n/m ）54 米，还需多长的 6 14 ”钻铤（ qc3 =1362n/m ）。（安全系数取 1.20 ，钻铤钢材密度取 7.8 g/cm 3 ）。1、 解题要点：（1） k f1 1.20.8467.8（2） s wkf(qlql2ql )cosnc1 1c2c33（3） l345.46 米，取 6根钻铤共 54米。18 、（ 12 分）某井采用喷射钻井技术进行钻进， 钻进到某一井深时的泵压为18m

19、pa，所用排量为 30l/s ，钻井液密度为1.3g/cm3 。此时循环系统的循环压耗系数kl=0.0223mpa(l/s)1.8。已知钻头上使用 3 个等直径喷嘴， 喷嘴的流量系数为 0.96。试判断：此 时钻头上喷嘴直径是多大 ?2、解题要点（1） p0.0223301.810.165 mpal（2） p=18-10.165=7.835 mpab（3） de0.0811.330247.8351.9030.962（4） di11（ mm）19、（13分）某井钻至 2600米井深时，测得井斜角 35，井斜方位角 75。现打算利用造斜率为 3.6/30m的弯外壳马达继续钻进某一深度后使井斜角达到

20、40，井斜方位角达到 50。求造斜工具的装置角应该为多少 （不考虑反扭角）？扭方位的井段长度为多少？3、解题要点7精品 料推荐（1） coscos 1 cos2sin1 sin 2 cos15.92 度（2） cos(cos 1 coscos 2 ) /(sin1 sin )82 （度）（ 3）l15.92/ 3.6 * 30132.7 （米）20、 (13 分)某井下套管至 1000m 后固井做漏失试验，测得漏失压力为 pl=6.9mpa，此时井内钻井液密度为 1.15g/cm3。再次开钻后继续钻进至井深 3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为 1.2g/cm3，关井立管压力为 5mp

21、a，套管压力为 6.5 mpa，假设此时环空内钻井液密度均匀，求： （1）产层的地层压力pp；（2）压井应该用的钻井液密度； （3）最大允许关井套压。4、解题要点（1） pp0.00981 1.23000540.316（mpa）（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（ g/cm3）（3） pa max6.7mpa (解题过程略 )21、（12 分）某井准备用 8 12 ”牙轮钻头从 2000 米钻进至 2500 米。钻井泵的排量为 30 升/秒，泵压为 18mpa 。进行循环压耗试验得： m=5.5 10 -6，a=5.7 10-3。钻井液密度为 1.15 g/cm 3。试计

22、算钻头水力参数 （计算井深取 2500 米）。1、解：（1） pl(5.510 6 * 2500 5.7 * 10 3 )301.88.866mpa（2） pb(188.866) 9.134mpap9.134 * 30 =274.02 kwb22 、（15 分）某井在二开钻至井深2500 米处发生井涌，当时钻井液密度为1.25g/cm3 ，随即关井测压，测得关井立管压力为5mpa ，关井套管压力为5.85mpa 。已知表层套管下深1050 米，套管鞋处的地层破裂压力梯度为1.95g/cm3 。求：8精品 料推荐（1）压井所需要的钻井液密度；（2）在长期关井且不放气的情况下井底可能达到的最高压力

23、。解：（1） p0.00981 1.2 3000 5 40.316（mpa）p（2）=40.316/3000/0.00981=1.37（ g/cm3）（3） pa max6.7mpa (解题过程略 )23、（13 分）某井用动力钻具 +弯接头定向钻进，钻至1500m 测斜知道：1 =12， 1 =80。继续钻进至 1800m，测斜得： 2 =16， 2 =150。现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到3 =120，求造斜工具的装置角（不考虑反扭角）和扭方位井段长度。解：（1） coscos 1 cos 2 sin 1 sin 2 cos15.92 度（2） cos(cos 1 c

24、oscos 2 ) /(sin1 sin )82 （度）（3）l15.92/ 3.6 * 30132.7 （米）24 、 (10分 ) 某 井 用 127mm 钻 杆 (372.4 n/m)2200m ， 184.20mm 钻 铤(1737n/m )60m、 158.8mm 钻铤 (1328n/m )100m 及 216mm 钻头，钻井液密度 1.2 g/cm3 。钻进时加钻压 180kn ，套管钢材密度为 7.8g/cm3，求中性点位置。解（1） k f1 1.20.8467.8（ 2） 0.846( x 1.328 60 1.737) 1809精品 料推荐x69.149米ln69.14960129.149 米25(15 分)某井下套管至1000m 后固井做漏失试验，测得漏失压力为p =6.9mpa，此l时井内钻井液密度为 1.15g/cm3。再次开钻后继续钻进至井深3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为 1.2g/cm3，关井立管压力为 5mpa，套管压力为6.0 mpa，假设此时环空内钻井液密度均匀