录井常用计算方法.docVIP

波动压力的计算 1. 概述 钻具在井内钻井液中运动，引起井底压力变化，压力增加时称为“激动压力”或者“冲击压力”，压力减小时称为“抽吸压力”。钻具上提时抽吸，钻具下降时冲击。 钻进时因钻具速度较小，这种附加的波动压力较小。 起下钻时钻具速度较大，波动压力较大，不能不加以考虑，并且引起足够重视，因为波动压力是引起井涌井漏井喷和井眼垮塌的重要原因。 2. 钻液静切力引起的波动压力 钻具起动时，必须克服钻液静切力才能相对运动，根据力的平衡关系，可以推出其波动压力。 计算公式为： 式中： 波动压力， 帕（起钻取负值，下钻取正值） 钻液静切力，帕 L 管柱长度， 米 、 井眼直径、管柱外径， 米 3. 钻液吸附性引起的波动压力 管柱移动带动钻液的流动，流速大小影响波动压力大小。 关注速度可以用现场实际值，可取最大值，也可用下式纪算，式中认为最大速度时平均速度的1.5倍。 式中： 速度 （起钻取负值，下钻取正值） 平均速度 管柱外径 井眼内径 管柱内径 钻液黏附常数，通常为0.450.5，环空间隙较小取0.5 注：划眼时： 式中： 流量 然后计算临界流速，判定流态。 临界流速： 式中： 钻井液密度 钻液溶性指数 钻液稠度系数 当为紊流，为层流。 层流波动压力： 紊流波动压力： 式中： 临界流速， 米 波动压力， 帕 钻液密度， 稠度系数， 流行指数， 无因次 井径， 米 钻具外径， 米 L 钻具长度， 米 4. 惯性力引起的波动压力 钻柱起动和停止时的加速度引起波动压了。 当管口堵死时： 当管口开启时： 式中： 波动压力， 帕 起钻加速，取负值；起钻减速取正值； 下钻加速，取正值；下钻减速取负值。 密度， L 长度， 米 加速度， 管柱外径， 米 井眼内径， 米 管柱内径， 米 5. 小结 波动压力的计算，要根据不同环空段分段计算，再求出总和。 三种波动压力不是发生在同一时刻，因此要分时计算，选用数值最大者加以考虑安全因素。 有以下结论： 钻具越长，环空间隙越小，波动压力越大。 n值对波动压力影响较大，n增加一点，P会增加数倍。 控制钻具速度和加速度，可以减小波动压力，增加安全因素。 地层压力的计算 概述 地层压力监测是钻井录井重要监测和分析的项目之一。有效地实施钻井压力控制，可以实现安全快速钻井，并降低钻井成本。 地层压力预测和检测，具有很强的经验特性和地区特性，工作人员经验多少和地区差异，常因算法不同和参数设置不同而有不同的处理结果，合实际情况有所差异。 不过从工程角度考虑，并不一定追求结果数值的精确，而只要大致符合实际，有接近的趋势，解决实际问题就可以了。 静水压力梯度 静水压力也成为静液压力，是不流动的液体自身因重力产生的压力。 =液体密度*重力加速度*液体高度（或深度） 式中： 静水压力梯度， 千帕 重力加速度， 9.8 液体密度， 液体高度， 米 静水压力梯度即为增加1米所增加的压力。 =液体密度*重力加速度=9.8密度 式中： 静水压力梯度， 千帕 液体密度， 通常地层中，如果是淡盐水，=10.5千帕=0.0105兆帕 上复压力梯度 上复压力是上复地层岩石总重量产生的压力。 =岩层密度*重力加速度*岩石厚度 式中： 上复地层压力， 千帕 岩层密度， 岩石厚度， 米 上复压力梯度即为增加1米所增加的压力。 =岩层密度*重力加速度=9.8岩石厚度 式中： 上复地层压力梯度，千帕 岩层密度， 注意：多层岩层时应为累加的效应。 上复地层压力梯度通常随深度增加而增加。 不同地区可有不同的上复压力梯度曲线。 如果基岩平均密度为2.5，上复地层压力梯度为22.638千帕。 实际上上复地层压力梯度在16.95429.00范围内变化。 一般认为浅岩层上复压力梯度小于22.6千帕。 应了解本地区上复压力梯度曲线和公式。 作为例子：辽河油田上复压力梯度为 =0.0000057H+0.205714千帕 注：法国录井仪给出了软地层和硬地层计算上复压力梯度的共识和相应系数，可以参考但不一定使用。 d指数 d指数法是一种检测和计算底层压力有效而简捷的方法。 d指数法是在宾汉钻速方程基础上建立的。其推导过程不在此处书写。 d指数的计算公式为： 式中： d 指数， 无因次 v 机械钻速，米 n 转速， 转 w 钻压， 千牛 D 钻头直径， 毫米 修正的d指数（实时通常计算） 式中： d d指数 地层水密度， 或静水压力梯度 钻井液密度， 修正的d指数 的正常趋势线 的正常趋势线是在正常地层中正常地层压力下，指数随深度变化的趋势。 例如在中原文留地区，的正常趋势线可表达为下列方程： 式中： H