H——深度(高度),m。 (三)压力间关系
Po=Pp+σz
式中:Po——上覆岩层压力,MPa;
Pp——地层孔隙压力,MPa;
σz——有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力),MPa。 (四)地层破裂压力和压力梯度 1、地层破裂压力(伊顿法)
式中:Pf——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井内流体压力),MPa;
μ——地层的泊松比;
σz——有效上覆岩层压力,MPa; Pp——地层孔隙压力,MPa。 或 Pf=Ph+P试
式中:Pf——地层破裂压力,MPa;
Ph——液柱压力,MPa;
P试——试验时地层破裂时的立管压力,MPa。 2、破裂压力当量密度
式中:ρp——破裂压力当量密度,g/cm3;
ρm——试验时所用钻井液密度,g/cm3; PL——试验时地层漏失压力,MPa; H——裸眼段中点井深,m。 3、地层破裂压力梯度
式中:Gf——地层破裂压力梯度,MPa/m;
Pf——地层破裂压力,MPa。 (五)dc指数
1、dc指数方程
式中:dc——修正d指数,无因次量;
nr——转速,r/min; td——纯钻时,min; w——钻压,KN; db——钻头直径,mm;
ρp——正常地层孔隙压力当量钻井液密度,g/cm3; ρd——钻井液密度,g/cm3。 2、正常趋势线方程 dcn=a×10bh
式中:dcn——dc指数正常趋势线方程(无因次量);
a——正常趋势线截距,无因次量; b——正常趋势线的斜率,m-1; h——做dc指数试验时的井深,m。 六、压井计算公式 (一)关井立管压力
Ps+Pd=Pa+Pad=Pp
式中:Ps——关井立管压力,MPa;
Pd——钻柱内钻井液液柱压力,MPa; Pa——关井套管压力,MPa;
Pad——环空受油气侵钻井液静液柱压力,MPa; Pp——地层孔隙压力,MPa。 (二)装有钻具回压阀的关井立管压力
Ps=Ps1-△Pa
式中:Ps——关井立管压力,MPa;
Ps1——仃泵时立管压力,MPa; △Pa——关井时套管压力升高值,MPa; (三)在循环钻井液情况下求关井立管压力
Ps=PT-△Pci
式中:Ps——关井立管压力,MPa;
PT——压井时立管总压力,MPa; Pci——压井时的循环压力,MPa; (四)压井时所需钻井液密度
式中:ρd1——压井时所需钻井液密度,g/cm3;
ρd——钻柱内钻井液密度,g/cm3
△ρ——压井所需钻井液密度增量,g/cm3; Ps——关井立管压力,MPa; H——井深,m;
g——重力加速度(=9.81m/s2);
ρe——安全附加当量钻井液密度(油井0.05g/cm3~0.1g/cm3,气井为0.07g/cm3~0.15g
/cm3)。
Pe——安全附加压力,MPa(油井为1.5MPa~3.5MPa,气井为3.0MPa~5.0MPa)。 (五)压井循环时立管总压力
pT=ps+△pcs+pe
式中:PT——压井循环时立管总压力,MPa;
Ps——关井立管压力,MPa; △Pcs——循环压耗,MPa;
Pe——安全附加压力(同上),MPa。 (六)压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力
pTi=ps+pci+pe
式中:PTi——压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力, MPa;
Ps——关井立管压力,MPa;
Pci——压井流量下的循环压力,MPa; Pe——安全附加压力(同上),MPa。
(七)压井钻井液到达钻头时的立管终了循环总压力
式中:PTf——压井终了循环总压力,MPa;
ρd1——压井时所需钻井液密度,g/cm3;
ρd——关井时钻柱内未气侵钻井液密度(钻柱内钻井液密度),g/cm3; pci——压井流量下的循环压力,MPa。 (八)压井钻井液从地面到达钻头时所需时间
式中:td——压井钻井液从地面到达钻头时所需时间,min;
Vd——钻具内容积,L/m; H——井深,m;
Qr——压井流量,L/s;Qr=(1/3~1/2)Q; Q——正常钻井时钻井泵实发流量,L/s。 (九)压井钻井液充满环空所需循环时间
式中:ta——压井钻井液充满环空所需循环时间,min;
Va——井眼环空容积,L/m; H——井深,m;
Qr——压井流量,L/s;Qr=(1/3~1/2)Q; Q——正常钻井时钻井泵实发流量,L/s。 (十)油气上窜速度计算公式 1、迟到时间法
H油—v?H钻头t迟t
t静式中:v——油气上窜速度,m/h;
H油——油气层深度,m;
H钻头——循环钻井液时钻头所在深度,m; t迟——钻头所在深度迟到时间,h;
t——从开泵循环到见到油气显示的时间,h; t静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,h。
2、相对时间法
对于相同井径的井眼,应用该方法计算比较简单并且更准确。 (1)钻头深度等于油层顶部深度
v?H钻头t1t静(t1?t2)
式中:v——油气上窜速度,m/h;
H钻头——循环钻井液时钻头所在深度(与油层顶部深度相等),m; t1——循环时油气显示时间,h;
t2——从开泵循环到见到油气显示的时间,h; t静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,h。
(2)钻头深度大于油层顶部深度
v?H油t1—?ht2t静(t1?t2)
式中:v——油气上窜速度,m/h;
H油——油气层顶部深度,m;
t1——钻头所在深度循环时油气显示时间,h; t2——从开泵循环到见到油气显示的时间,h; t静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间,h; Δh——油层厚度,m。
七、卡点深度、钻杆允许扭转圈数及泡油量的计算公式 (一)卡点深度计算
L?式中:L——卡点深度,m;
?LEF?L?L?210F?KPPP△L——在P作用下钻杆连续提升时平均伸长,cm;