修井相关计算讲解说课讲解

修井相关(xiāngguān)计算讲解井下作业(zuòyè)分公司2015年10月第一页，共36页。注水泥塞计算井下作业注水泥塞最主要(zhǔyào)计算的参数有水泥浆用量\水泥浆密度\配制水泥浆所用清水和填加剂用量等。一、注灰计算(jìsuàn)第二页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司计算前需要录取(lùqǔ)的数据:套管内径d1(m)注灰管柱内径d2(m)注灰管柱外径D2(m)灰塞厚度h(m)灰面深度H（m）清水密度ρ0(t/m3,一般取1)干水泥密度ρ1(t/m3,一般取3.15)水泥浆密度ρ2(t/m3)d2D2d1hH第三页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司式中V———水泥浆用量，m3；K———附加系数（1.1-1.5），其取值原则(yuánzé)是井深多取，井浅少取，井径小多取，井径大少取，水泥塞短多取，水泥塞长少取。水泥浆体积(tǐjī)的计算V=πkhd12/4第四页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司式中V1———干水泥用量(体积(tǐjī))，m3；V0———清水用量(体积(tǐjī))，m3；两个(liǎnɡɡè)守恒公式Vρ2=V1ρ1+V0ρ0V=V1+V0第五页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司G=Vρ1(ρ2-ρ0)/(ρ1-ρ0)式中V———水泥(shuǐní)浆用量，m3；G———干水泥(shuǐní)用量，t；干水泥(shuǐní)量计算第六页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司V0=(V×ρ2–G)/ρ0式中V0———清水(qīnɡshuǐ)用量，m3；V———水泥浆用量，m3；G———干水泥数量，t；清水(qīnɡshuǐ)用量第七页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司套管(tàoɡuǎn)、油管内容积、管排量计算S套=πd12/4×1mS油=πd22/4×1mS排=π(D2-d2)2/4×1m式中S套———每米套管(tàoɡuǎn)内容积，m3；S油———每米油管内容积，m3；S排———每米油管管排，m3；第八页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司顶替(dǐngtì)量计算V顶=[H-V/(S套-S排)]×S油+V地式中V顶———顶替液用量,m3;V地———地面管线附加量,根据实际情况选取(xuǎnqǔ),m3;S套———每米套管内容积，m3；S油———每米油管内容积，m3；S排———每米油管管排，m3；第九页，共36页。注水泥塞计算某井套管(tàoɡuǎn)内径为161.7mm，预在该井用密度为1.85g/cm3的水泥注100m水泥塞，试求需袋装干水泥多少袋？已知1袋干水泥50kg，密度为3.15g/cm3，内径φ161.7mm套管(tàoɡuǎn)内容积为20.5L/m，配浆为理论数的1.1倍，袋数用整数)。第十页，共36页。注水泥塞计算提拉法测卡点，多用于在打捞中判断卡点位置，以便于确定倒扣悬重、确定管柱切割的准确位置、了解套管(tàoɡuǎn)损坏的准确位置、确定管柱被卡类型。二、提拉法测卡点第十一页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司提拉法测卡点操作(cāozuò)上提钻具比卡前悬重多49～98千牛（5～10吨），记录这时的拉力P1，同时齐转盘面在方钻杆或钻杆上作一记号1。再用比P1大98～196千牛（10～20吨）的拉力上提钻具，记下这时的拉力P2，同时齐转盘面在方钻杆或钻杆上作记号2。测量记号1与记号2之间的距离(jùlí)λ1，λ1就是自由钻具的伸长，为精确可靠，可多提几次，分别用拉力P3、P4上提，记录记号3、记号4，并测量出λ2、λ3，取P2一P1、P3－P1、P4-P1的平均拉力P（kN），取λ1、λ2、λ3、的平均值作为自由钻具的平均伸长量λ(cm)。第十二页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司理论(lǐlùn)计算法H=E·F·λ/P式中H———卡点深度,m；E———钢材(gāngcái)弹性模数，2.1×104kN/cm2；F———管柱环形截面积，cm2；第十三页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司经验(jīngyàn)公式计算法H=K·λ/P式中H———卡点深度,m；K———计算(jìsuàn)系数，常用值可查表得出；外径（mm）壁厚（mm）内径(mm)F（cm2）KAPI钻杆11410.9292.535.4774501279.195108.634.037150739.1954.618.433870API套管139.76.20127.326.005460139.77.72124.331.916700139.79.17121.437.517880该表中的K值对应P的单位为kN第十四页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司复合管柱卡点计算(jìsuàn)法（以三截管柱为例）先计算(jìsuàn)每截管柱在该拉力下的绝对伸长：δL1=L1·P·102/（E·F1）δL2=L2·P·102/（E·F2）δL3=L3·P·102/（E·F3）式中δL1、δL2、δL3———自上而下三种钻具伸长,cm；L1、L2、L3—————自上而下三种钻具下井长度，m；F1、F2、F3—————自上而下三种钻具截面积，cm2；第十五页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司复合管柱卡点计算(jìsuàn)法（以三截管柱为例）判断卡点所在的大略(dàlüè)位置：分析λ与ΔL1+ΔL1+ΔL1值的关系：如果λ≥ΔL1+ΔL2+ΔL3，说明卡点在三截管柱以下；如果ΔL1+ΔL2+ΔL3≥λ≥ΔL1+ΔL2，说明卡点在第三段上；ΔL1+ΔL2≥λ≥ΔL1，说明卡点在第二段上；λ≤ΔL1，说明卡点在第一段上；计算ΔL1+ΔL2+ΔL3

≥λ≥

ΔL1+ΔL2

时的卡点位置：H=L1+L2+(λ-ΔL1-ΔL2)·E·F/P第十六页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司钻具允许(yǔnxǔ)扭转圈数钻具允许(yǔnxǔ)扭转圈数：N=K`·H式中N———允许(yǔnxǔ)扭转圈数，圈；K`—————扭转系数，圈/m（参见下表）；H—————卡点深度，m；外径（mm）扭转系数（圈/米）D级E级P105级730.007030.009570.0134890.005770.007870.011011140.004490.006120.008561270.004040.005510.00771第十七页，共36页。注水泥塞计算某井人工(réngōng)井底1530m，用φ73mm油管冲砂至1520m时发生砂卡，测卡点第一次上提负荷200kN，管柱伸长150cm，第二次上提负荷300kN，管柱伸长180cm，第三次上提负荷400kN，管柱伸长210cm，试计算卡点位置（K值＝2450）。第十八页，共36页。注水泥塞计算洗压井是井下作业中的重要工序，相关计算(jìsuàn)中涉及压力、密度、体积、流速等数据，知识点较多，较为复杂。三、洗压井相关(xiāngguān)计算第十九页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司计算前需要录取的数据:套管内径d1(m)；管柱内径d2(m)；管柱外径D2(m)；油层中部深度H（m）管柱下深h（m）；清水(qīnɡshuǐ)密度ρ0(t/m3,一般取1)；原修井液密度ρ原(t/m3)；泵排量Q（L/S）；立管压力P立（MPa）；套管压力P套（MPa）d2D2d1H洗压井计算(jìsuàn)数据录取油层h第二十页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司套管、油管内容(nèiróng)积、管排量计算S套=πd12/4×1mS油=πd22/4×1mS排=π(D2-d2)2/4×1m式中S套———每米套管(tàoɡuǎn)内容积，m3；S油———每米油管内容积，m3；S排———每米油管管排，m3；第二十一页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司修井液循环(xúnhuán)一周所用时间T=16.67·（S套-S排）·h/Q式中：T──修井液循环(xúnhuán)一周的时间,min；第二十二页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司修井液上返速度(sùdù)计算v返=10-3·Q/（S套-S排-S油）（正循环）v返=10-3·Q/S油（反循环）式中：V返──修井液上返速度,m/s；正常洗井对外径139.7mm套管井排量一般(yībān)控制在400L/min-500L/min，注水井洗井排量可增至580L/min，高压油气井的出口喷量控制在50L/min以内。对D177.8mm以上套管井排量大于等于700L/min。（SY/T5587.5-2004标准）第二十三页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司压井用压井液密度(mìdù)的确定关井压力(yālì)：P立+P管=P地=P套+P环式中：P管——钻柱内修井液压力(yālì)，MPa;P地——地层压力(yālì)，MPa;P环——环空内修井液柱压力(yālì)，MPa.第二十四页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司压井用压井液密度(mìdù)的确定压井用压井液密度计算：ρ压=ρ原+100P立/H+ρe或ρ压=ρ原+100(P立+Pe)/H式中：ρ压——压井用修井液密度，g/cm3;ρe——安全附加当量修井液密度，g/cm3(油井(yóujǐng)0.05-0.10g/cm；气井0.07-0.15g/cm);Pe——附加压力，Mpa；（油井(yóujǐng)1.5-3.5；气井3.0-5.0），MPa.第二十五页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司压井液加重用加重材料(cáiliào)的计算压井液加重(jiāzhòng)材料用量：G加=ρ加·V原（ρ压-ρ原）/（ρ加-ρ压）式中：G加──所需加重(jiāzhòng)剂的重量,t；ρ加──加重(jiāzhòng)材料的比重，g/cm³；ρ原──加重(jiāzhòng)前修井液比重，g/cm³；ρ压──加重(jiāzhòng)后修井液比重，g/cm³；V原──加重(jiāzhòng)前的修井液体积,m³（井内和井外）；第二十六页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司压井液稀释(xīshì)用水量的计算压井液稀释(xīshì)用水量：G0=ρ0·V原（ρ原-ρ稀）/（ρ稀-ρ0）式中：G0──稀释(xīshì)所用水量,t；ρ0──水的比重，g/cm³；ρ原──稀释(xīshì)前修井液比重，g/cm³；ρ稀──稀释(xīshì)后修井液比重，g/cm³；V原──稀释(xīshì)前的修井液体积,m³（井内和井外）；第二十七页，共36页。注水泥塞计算修井施工中设计重量、质量、体积、密度、压强、力学等多种单位，且有英制、公制(gōngzhì)、等区别。四、单位(dānwèi)换算第二十八页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司K，M的含义(hányì)K，即kilo（千）,1000，103M，即million（百万(bǎiwàn)）,1000000，106第二十九页，共36页。渤海(bóhǎi)钻探井下作业分公司科学(kēxué)记数法科学记数法是一种数学专用术语。将一个数X表示成a乘以10的n次幂的形式，其中(qízhōng)1≤|a|<10，n为整数，这种记数方法叫科学记数法。例如920000可以表示为9.2×105，读作9.2乘10的5次方。0.0004可以表示为4×10-4，读作4乘10的负4次方。X=a×10n，Y=b×10m，则X·Y=a·b·×10（n+m），X/Y=a/b×10（n-m）

第三十页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司部分(bùfen)单位换算长度单位：1mm=10-1cm=10-3m即1m=102cm=103mm面积(miànjī)单位：1mm2=10-2cm2=10-6m2即1m2=104cm2=106mm2体积单位：1mm3=10-3cm3=10-6L=10-9m3即1m3=103L=106cm3=109mm3质量单位：1g=10-3kg=10-6t即1t=103kg=106g压力单位：1Pa=10-3kPa=10-6MPa，即1MPa=103kPa=106Pa时间单位：1s=1.67×10-2min=2.78×10-4h，即1h=60min=3600s密度单位：1g/cm3=1kg/L=1t/m3第三十一页，共36页。渤海钻探(zuāntàn)井下作业分公司新旧单位(dānwèi)换算项目新单位旧单位换算关系力兆牛（MN）吨（T）1吨＝9.8千牛千牛（KN）公斤（kg）1公斤＝9.8牛顿牛顿（N）克（g）力矩千牛·米公斤·米1公斤·米＝0.0098千牛·米压力压强兆帕（MPa）公斤/厘米2（at）1at=0.098MPa千帕（KPa）克/厘米2克/厘米2=98Pa帕斯卡（Pa）达因/厘米达因/厘米2=0.1Pa粘度帕斯卡·秒（Pas）泊1泊=0.1PasPasPas1小时=60秒功率千瓦（KW）马力（HP）1HP=0.746KW瓦特（W）1KW=