钻井液现场有关计算
钻井液现场有关计算
1、表观粘度
公式：A V=1/2×∮600
式中：
A V——表观粘度，单位(mPa.s)。
∮600 —— 600转读数。
2、塑性粘度
公式：PV= ∮600 －∮300
式中：
PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。
∮600 —— 600转读数。
∮300 —— 300转读数。
3、动切力（屈服值）
公式：YP= 0.4788×(∮300－PV)
式中：
YP——动切力，单位(Pa)。
PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。
∮300 —— 300转读数。
例题1：某钻井液测得∮600=35，∮300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。
解：表观粘度：
A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）
塑性粘度：
PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值：
YP=0.4788×（∮300－PV）
=0.4788×（20－15）=2.39（Pa）
答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。
4、流性指数（n值）
公式：n= 3.322×lg(∮600÷∮300)
式中：
n ——流性指数，无因次。
∮600 —— 600转读数。
∮300 —— 300转读数。
5、稠度系数（k值）
公式：k= 0.4788×∮300/511n
式中：
k ——稠度系数，单位（Pa.S n)。
n ——流性指数。
∮300 —— 300转读数。
例题2：某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。
解：n=3.32×lg（∮600/∮300）
=3.32×lg（30/18）=0.74
K=0.4788×∮300/511n
=0.4788×18/5110.74
=0.085（Pa.s0.74）
答：流性指数是0.74 。稠度系数为0.085Pa.s0.74。
6、现场浓度计算
处理剂质量(t)
浓度(%) = ——————————×100%
欲配处理剂溶液体积(m3)
例题3：欲配制聚合物胶液5m3，加KPAM 25kg，NPAN 75kg，问其胶液浓度为多少？
解：根据公式计算
浓度(%)=（25+75）/5000×100%=2%
答：胶液浓度为2%。
例题4：欲配制浓度为 1.5%的聚合物胶液5m3，KPAM:NPAN=1:2，问需用KPAM、NPAN各多少公斤？
解：聚合物质量=1.5%×5=0.075(t)=75 (kg)
KPAM=75/(1+2)×1=25（kg)
NPAN=75/(1+2)×2=50（kg)
答：需用KPAM 25kg，NPAN 50kg。
7、溶液浓度的计算
W1
ω=—————×100%
W1+W2
ω——百分比浓度，单位%。
W1——溶质质量，单位g。
W2——溶剂质量，单位g。
例题5：配制某种钻井液需要溶解50g的NaCl于150g水中，求溶液中NaCl的质量分数。
根据公式：ω=[W1÷（W1+W2）]×100% 得：
ω=[50÷（50+150）]×100%
=25%
答：溶液中NaCl的质量分数为25%。
8、浓度稀释计算
根据公式：W浓ω浓= W稀ω稀
W稀= W浓ω浓÷ω稀
因为：W水= W稀－W浓
所以：W水=W浓（ω浓÷ω稀-1）
式中：
W水——加水量。
W浓——稀释前的量。
ω浓——稀释前浓度，单位% 。
ω稀——稀释后浓度，单位% 。
例题6：欲将10m3浓度为20%的烧碱水稀释至5%，需加水多少？
解：根据公式W水=W浓（ω浓÷ω稀-1）得：
W水=10（20%÷5%-1）=30 (m3)
答：需加水30m3。
例题7：欲将100kg质量分数20%的烧碱水稀释至5%，需加水多少千克？
根据公式：W水=W浓（ω浓÷ω稀-1）得：
W水=100（20%÷5%-1）
=300kg
答：需加水300kg。
9、现场干粉处理剂加量计算
处理剂加量(t)=处理剂质量浓度(%)×钻井液量(m3)
10、井筒钻井液量计算
公式：
V井=1/4×π×D2×H
式中：
V井——钻井液量，单位m3。
π——圆周率，为3.14。
D——钻头直径，单位m。
H——井深，单位m。
11、井眼钻具外环空钻井液量计算
V环=1/4×π×(D2－d2)×H
式中：
V环——钻井液量，单位m3。
π——圆周率，为3.14。
D——钻头直径，单位m。
d——钻头直径，单位m。
H——井深，单位m。
12、环空返速计算
（一般216mm井眼1~1.5，311mm井眼0.6~0.8）公式：
V a=12.74×Q/(D2－d2)
式中：
V a——环空返速，单位m/s。
Q ——排量，单位l/s。
D——钻头直径，单位cm。
d——钻具直径，单位cm。
13、钻井液循环周计算
井筒钻井液量(m3)+地面循环钻井液量(m3) T循环= ———————————————————
Q ×60 ÷1000
T循环——循环周时间，单位min。
Q ——排量，单位l/s。
例题8：某井用∮216mm钻头钻进至井深2850m，钻杆外径∮127mm，内径∮108.6mm，欲按循环周提高钻井液密度，计算循环一周钻井液所需的时间？（地面循环罐内钻井液总体积为108m3，排量为38l/s）
解：T循环=（V地面+V井－V钻杆）÷（60Q÷1000）
=｛108+（3.14×0.2162×2850÷4）－［3.14×（0.1272－
0.10862）×2850÷4］｝÷（60×38÷1000）
=（108+104.38－9.7）÷2.28
=88.89（min）
答：循环一周钻井液所需的时间为88.89min。
14、油气上窜速度（迟到时间法）
H钻头
V=（H油－———×t）÷t静
t迟
式中：
V——油气上窜速度，单位m/h。
H油——油气层顶部，单位m。
H钻头——钻头位置，单位m。
t迟——迟到时间，单位min。
t静——停泵总静止时间，单位h。
t ——从开泵到见到油气时间，单位min。
或：油气上窜速度（相对时间法）
H油×t1－△h×t2
V= ——————————
t静（t1＋t2）
式中：
V——油气上窜速度，单位m/h。
H油——油气层顶部，单位m。
△h——油层厚度，单位m。
t1——循环时油气显示时间，单位min。
t2——从开泵到见到油气时间，单位min。
t静——停泵总静止时间，单位h。
例题9：某井16日18：00钻至井深4125m，循环至19：00短起下钻，22：30开泵循环测后效，49min测得钻井液密度下降，气测全烃值升高，计算油气上窜速度？（已知：油顶3975m，4125m迟到时间为52min，循环排量为35l/s）解：V=（H油－H钻头÷t迟×t）÷t静
=（3975－4125÷52×49）÷3.5
=25.14（m/h）
答：油气上窜速度为25.14m/h。
15、迟到时间的计算
公式：
t迟=16.67×V环÷Q
式中：
t迟——从井底上返时间，单位min。
V环——环空钻井液体积，单位m3。
Q ——循环排量，单位l/s。
例题10：某井用∮216mm钻头钻进至井深3850m，钻杆外径∮127mm，计算该井迟到时间？（排量为38l/s）
解：V环=1/4×π×(D2－d2)×H
=1/4×3.14 ×(0.2162－0.1272)×3850
=92.26(m3)
t迟=16.67×V环÷Q
=16.67×92.26÷38
=40.47(min)
答：该井迟到时间40.47min。
16、提高钻井液密度计算
V原ρ加（ρ重－ρ原）
W加= ———————————
ρ加－ρ重
式中：
W加——加重材料用量，单位t。
V原——欲加重钻井液体积，单位m3。
ρ加——加重材料的密度，单位g/cm3。
ρ重——钻井液欲加重至密度，单位g/cm3。
ρ原——原钻井液的密度，单位g/cm3。
例题11：某井在打开油层前，共有密度为1.15g/cm3的钻井液200m3，现根据油层压力欲将密度提高到1.35g/cm3，问需用密度为4.0g/cm3的加重剂重晶石多少吨？
解：根据公式
W加=[V原ρ加（ρ重－ρ原）]/（ρ加－ρ重）
=[200×4.0×（1.35－1.15）]/（4.0－1.35）
=60.4（t）
答：需用密度为4.0g/cm3的加重剂重晶石60.4t。
17、混入钻井液密度计算
V原×ρ原＋V混×ρ混
ρ= ———————————
V原＋V混
式中：
ρ——混入后钻井液密度，单位g/cm3。
V原——原钻井液体积，单位m3。
ρ原——原钻井液密度，单位g/cm3。
V混——欲混入钻井液体积，单位m3。
ρ混——欲混入钻井液密度，单位g/cm3。18、压井钻井液密度计算
P立＋P安全
ρ加重= ρ原＋———————
0.0098×H
式中：
ρ加重——压井钻井液密度，单位g/cm3。
ρ原——原钻井液密度，单位g/cm3。
P立——关井后立管压力，单位MPa。
P安全——安全附加压力，单位MPa。
油井安全附加压力为：1.5~3.5 MPa，气井安全附加压力为：3~5 MPa。
或：
P立
ρ加重= ρ原＋——————＋ρ安全
0.0098×H
ρ加重——压井钻井液密度，单位g/cm3。
ρ原——原钻井液密度，单位g/cm3。
P立——关井后立管压力，单位MPa。
ρ安全——安全附加系数，单位g/cm3。
油井安全附加系数为：0.05~0.1 g/cm3，气井安全附加系数为：0.07~0.15 g/cm3。
例题12：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深3200m，井内钻井液密度1.25g/cm3。关井10min后测得关井立压5MPa，求压井密度？
解：ρ加重= ρ原+P立÷(0.00981×H)+ ρ安全
=1.25+5÷(0.00981×3200)+0.15
≈1.56（g/cm3）
答：压井钻井液密度为1.56g/cm3。
例题13：某井在钻进时发生溢流关井，溢流物为天然气。已知井深3200m，井内钻井液密度1.25g/cm3。关井10min后测得关井立压5MPa，求压井密度？
解：ρ加重= ρ原+(P立＋P全)÷(0.00981×H)
=1.25+(5＋5)÷(0.00981×3200)
≈1.57（g/cm3）
答：压井钻井液密度为1.57g/cm3。
19、计算钻井液密度
ρ=102×（Pp+Pe）÷H
式中：
ρ——钻井液密度，单位g/cm3。
Pp——地层压力，单位MPa。
Pe——安全附加压力，单位MPa。
H——井深，单位m。
例题14：已知地层压力Pp=34MPa，压力附加值Pe=3MPa，井深H=3200m，计算钻井液密度。
解：ρ=102×（Pp+Pe）/H
=102×（34+3）/3200
=1.18（g/cm3）
答：钻井液密度为1.18g/cm3。
20、膨润土含量计算
膨润土含量(g/l)=14.3×消耗亚甲基兰溶液体积(ml)÷取钻井液体积(ml)
21、钻井液固相含量有关计算
含水体积(%)=蒸馏出水的体积÷取钻井液体积×100%
含油体积(%)=蒸馏出油的体积÷取钻井液体积×100%
固相含量(%)=100%－含水体积(%)－含油体积(%)
例题15：某井为淡水混油钻井液，固相平均密度为2.95g/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、加重剂体积分数。（重晶石密度为4.29g/cm3，粘土密度为2.4g/cm3。）
解：ф水=15/20×100%=75%
ф油=1.6/20×100%=8%
ф固=100%-75%-8%=17%
ф加重剂=（ρ固－ρ低）÷（ρ加－ρ低）×ф固
=（2.95－2.4）÷（4.29－2.4）×17%=4.9% 答：钻井液得总固相、油、水、加重剂的体积分数分别为17%、8%、75%和4.9% 。
22、计算岩屑密度
ρD=1÷（2－ρs）
式中：
ρD——岩屑密度，单位g/cm3。
ρs——岩屑筛选后加入密度计中使其读数为1.00，加满淡水后的读数。
例题16：某地层岩屑筛选后加入密度计中使其读数为1.00，加满淡水后读数为1.60，求其密度？
解：根据公式：
ρD=1/（2－ρs）得：
=1/（2－1.60）
=2.5（g/cm3）
答：其密度为2.5g/cm3。
23、岩屑输送比（净化系数，要求>0.5）
RT=1－V S÷Va
式中：
RT——岩屑输送比。
V S——岩屑滑落速度，单位m/s。
Va——环空返速，单位m/s。
24、岩屑滑落速度（要求≤0.5）
公式：
Vs=0.071×D（ρ－ρ′）0.667÷（ρ′×FV）0.333
式中：
Vs——岩屑滑落速度，单位m/s。
D——岩屑直径，单位mm。
ρ——岩屑密度，单位g/cm3。
ρ′——钻井液密度，单位g/cm3。
FV——表观粘度，单位(mPa.s)。
例题17：某井钻进时测得D=12mm，ρ=2.5g/cm3，ρ′=1.2g/cm3，FV=16mPa.s，求该井岩屑滑落速度。
Vs=0.071D（ρ－ρ′）0.667/（ρ′FV）0.333
=0.071×12（2.5－1.2）0.667/（1.2×16）0.333
=0.379（m/s）
答：该井岩屑滑落速度是0.379m/s。
25、环空剪切速率计算
γ1=1200×Va÷（D－d）
式中：
γ 1——环空剪切速率，单位s-1。
Va——环空返速，单位m/s。
D——钻头直径，单位cm。
d——钻具直径，单位cm。
26、管内剪切速率计算
γ2=1200×V÷D
式中：
γ 2——管内剪切速率，单位s-1。
V——管内速度，单位m/s。
D——管具内径直径，单位cm。
27、泥饼粘附系数计算
公式：
Kf=M×0.845×10-2
式中：
Kf——泥饼粘附系数。
M——扭矩，单位N·m。
28、Z值计算（>808为紊流，<808为层流）
（Dн－Dр）n×V a2-n×ρ
Z=1517.88×————————————
500n×n0.387×K
例题18：已知井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，钻井液密度ρ=1.18g/cm3，n=0.6，K=0.176Pa.s n，计算Z值。
Z=1517.88×（Dн－Dр）n×Va2-n×ρ/500n×n0.387×K =1517.88×（21.6－12.7）0.6×1.042-0.6×1.18/5000.6×0.60.387×0.176 =1168
答：Z值为1168。
29、计算K值
PV
K=—————————————————
1075n0.119[12000Va/（Dн－Dр）] n-1
例题19：已知塑性粘度PV=9.8mPa.s，n=0.6，环空返速Va=1.04m/s，井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，计算K
值。
K=PV/1075n0.119[12000Va/（Dн－Dр）] n-1
=9.8/1075×0.60.119[12000×1.04/（21.6 －12.7）]0.6-1
=0.176（Pa.s0.6）
答：K值是0.176Pa.s0.6。
30、计算塑性粘度
FV－0.112×YP（Dн－Dр）
PV=——————————————
Va
例题20：已知环空视粘度FV=12.7mPa.s，动切力YP=3Pa，井径Dн=21.6cm，钻杆外径Dр=12.7cm，环空返速Va=1.04m/s，计算塑性粘度（PV）。
PV=FV－0.112×YP（Dн－Dр）/Va
=12.74－0.112×3×(21.6－12.7)/1.04
=9.825（mPa.s）
答：塑性粘度是9.825mPa.s。
31、计算视粘度
YP×（Dн－Dр）
FV=PV+0.112×——————————
Va
例题21：已知某井钻井液PV=15mPa.s，YP=2Pa，Dн=21.6cm，Dр=12.7cm，Va=1.2m/s，n=0.6，K=0.2Pa.s，求宾汉
流体的视粘度。
FV=PV+0.112×YP×（Dн－Dр）/Va
=15+0.112×2×（21.6－12.7）/1.2
=16.66（mPa.s）
答：宾汉流体的视粘度为16.66mPa.s。
32、计算临界流速
20626×n0.387×K×2.54n
Vc=0.00508×[————————————]1/（2-n）
（Dн－Dр）n×ρ
Vc——临界流速，单位m/s。
例题22：某井n=0.6，K=0.25Pa.sn，Dн=21.6cm，Dр=12.7cm，ρ=1.25g/cm3，求临界流速Vc。
Vc=0.00508×[20626×n0.387×K×2.54n/（Dн－Dр）n×ρ]1/（2-n）
=0.00508×[20626×0.60.387×0.25×2.540.6/（21.6－12.7）0.6×1.25]1/（2-0.6）
=0.985（m/s）
答：该井临界流速是0.985m/s。
33、当量循环密度
ECD=ρ+Δρ
式中：
ECD——当量循环密度，单位g/cm3。
ρ——钻井液密度，单位g/cm3。
Δρ——静钻井液密度，单位g/cm3。
例题23：某井钻井液在井底循环时，产生当量循环密度为1.60g/cm3，钻井液密度为1.35g/cm3，求静钻井液密度Δρ。
根据公式ECD=ρ+Δρ
Δρ=ECD－ρ
=1.60－1.35
=0.25（g/cm3）
答：静钻井液密度为0.25g/cm3。
34、氯离子计算
C(AgNO3)×V(AgNO3)
ρ(Cl-)=—————————×1000×35.45
V样
式中：
ρ(Cl-)——氯离子质量浓度，单位mg/l。
c(AgNO3)——AgNO3标准溶液的摩尔浓度，单位mg/l。
V(AgNO3)——消耗的AgNO3体积，单位ml。
V样——取样品体积，单位ml。
35、钙离子计算
C(EDTA)×V1
ρ(Ca2+)=————————×1000×40.08
V样
式中：
ρ(Ca2+)——钙离子质量浓度，单位mg/l。
C(EDTA)——EDTA标准溶液的摩尔浓度，单位mg/l。
V1——第一次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
V样——取样品体积，单位ml。
36、镁离子计算
C(EDTA)×(V2－V1)
ρ(Mg2+)=————————×1000×24.3
V样
式中：
ρ(Mg2+)——镁离子质量浓度，单位mg/l。
C(EDTA)——EDTA标准溶液的摩尔浓度，单位mg/l。
V1——第一次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
V2——两次滴定消耗的EDTA体积，单位ml。
V样——取样品体积，单位ml。
37、硫酸根离子计算
C Ba V B a＋C EDTA V Ca-Mg－C EDTA V EDTA
ρ(SO42-)=——————————————×1000×96.06
V样
式中：
ρ(SO42-)——硫酸根离子质量浓度，单位mg/l。
C EDTA——EDTA标准溶液的摩尔浓度。
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
配制钻井液几种常用计算公式
配制钻井液几种常用计算公式 一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1 配制定量、定密度的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液重量＝粘土重量＋水重量 其中：钻井液重量＝11V ρ 粘土重量＝22V ρ 水的重量＝33V ρ 所以： 332211ρρρV V V += (1) 因为： 213V V V -= (2) (2)代入（1）则得: 整理后 ()322112ρρρρ--= V V …………………………(3) 又因 22ρW V = (4) (4)代入（3）整理后 W －粘土重量；V 1-钻井液体积；V 2-粘土体积；V 3-水体积； 1ρ－钻井液密度；2ρ－粘土密度；3ρ－水的密度； 2 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量＝欲配钻井液体积－所需粘土体积 其中：粘土密度 粘土重量所需粘土体积＝ 二、 调整钻井液密度所需材料 1 加重钻井液所需加重材料数量计算
（1）定量钻井液加重时所需加重材料的计算： 式中 W －加入的加重材料重量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； （2）配制定量加重钻井液时所需加重材料的计算： 式中 W-所用加重材料的重量； V －欲配的钻井液体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； 2 降低钻井液密度所需水量（或低密度钻井液量）之计算 式中 V －降低密度时需要的水量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－加水稀释后的钻井液密度（即要求的钻井液密度）。 三、 钻井液的循环容积 1 井筒容积计算(即井内钻井液量计算) （1）经验式 井眼内的钻井液量()2 1000/31井径井径＝井段?m m V
石油钻井常用计算公式
常 用 公 式 一、配泥浆粘土用量 二、加重剂用量 W 加=) ()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量 加重剂 ρρρρρ V 三、稀释加水量 Q 水=) ()(水稀释后稀释后原浆原浆量 水ρρρρρ V 四、泥浆上返速度 V 返=) d (7.122 2钻具井径 D Q 五、卡点深度 (1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=ｅEF/105P=Ke/P (㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5” 壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491 ) ()(水土水泥浆泥浆量 土土ρρρρρ V W
六、钻铤用量计算 L t. =m.q.k p 式中p ---钻压，公斤, q --钻铤在空气中重,量公斤／米， K ---泥浆浮力系数， L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数（１．２至１．３） 七、 泵功率 N=7.5 Q p （马力） 式中p －实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ） 八、钻头压力降 p 咀=4 e 22 d c Q .827.0ρ （kg /cm 2） 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝2 3 2221 d d d 九、喷咀水功率 N 咀=7.5 Q p 咀＝4 e 23 d c Q .11.0 十、喷射速度过 v 射=2 e d Q 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2 e 2 d Q .12.74ρ 十二、环空返速V= 2 2 d D Q 12.74- 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝ 2 3 2221 d d d ++ 十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=（a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB ）1/2
废弃钻井液处理技术
废弃钻井液处理技术 摘要:综述了近年来废钻井液无害化处理发展概况,介绍了国内外废钻井液处理技术现状及发展趋势,并对废钻井液处理方法 作了评述,认为废钻井液处理技术是一种技术上和经济上都可行的 处理方法。指出推行清洁生产、开发利用综合技术、加强源头与过程控制是目前治理废弃钻井液的当务之急, 同时对治理废弃钻井液的 未来发展趋势做了展望。 关键词:废弃钻井液;污染;处理方法;固化 0前言 随着石油工业的快速发展, 由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视. 石油工业的全部过程（勘探、钻井、开发、储运和加工）在相应的条件下都会产生各种污染物（原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑）,如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏。废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一。据统计,钻一口 3000～4000m的普通油气井, 完井后废弃的钻井液接近300 m 3。根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果, 我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约1200多万吨,其中1/2 直接排放到周围环境中。 近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井液的种类不断增加, 添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。然而随着世界各国对环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。本文从废弃钻井液的组成及对环境的危害分析出发, 对近年来国内外各油田处理废弃钻井液的技术方法进行了综述。 1废弃钻井液的组成无害化处理的目的及意义 在钻井作业中,钻井液是钻井的血液,是保证钻井正常运行不可缺少的物质,它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。由于野外作业的特征,完井后施工现场存留的大量的废弃钻井液及废弃物几乎全部堆积于井场周围的废弃钻井泥浆储存坑内,这就使本来成分复杂的废弃钻井液更加复杂,最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的体系。 这些体系在相应的条件下都会破坏自然生态环境。石油、油碳氢化合物、油废钻井液和钻屑,以及含有各种化学物质的污水,都能够对空气、水、土地、动物界和人类起危害作用。前苏联学者对石油和天然气工业生产过程中产生的污染及其生态危害有过详尽的论述。废
现场地层压力计算
六、地层压力计算 1、地层孔隙压力与压力梯度 (1)地层孔隙压力 式中,P p—-地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MＰａ; ρf-—地层流体密度,g/cｍ3; g—-重力加速度,9、81ｍ/s2; H—-该点到水平面得重直高度(或等于静液柱高度),ｍ、 在陆上井中,H为目得层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度ρm,则, 式中,p h——静液柱压力,MＰa; ρm—-钻井液密度,ｇ／cｍ3; H-—目得层深度,m; ｇ——重力加速度,9.81m/s2。 在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为0、6～3、3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计。 (２)地层孔隙压力梯度 式中Ｇp—-地层孔隙压力梯度,ＭPa/m、 其它单位同上式。 ２、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (１)上覆岩层压力 式中 P o-—上覆岩层压力,ＭPa; Ｈ-—目得层深度,m; Φ——岩石孔隙度,%; ρ——岩层孔隙流体密度,g／cｍ３; ρｍ—-岩石骨架密度,ｇ/cm3。 (2)上覆岩层压力梯度 式中,G o--上覆岩层压力梯度,ＭPａ/ｍ; P o——上覆岩层压力,MPａ; H——深度(高度),m。 (3)压力间关系 式中,Pｏ-—上覆岩层压力,ＭＰa; P p—-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得骨架应力),MPａ。 3、地层破裂压力与压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法) 式中, Pｆ-—地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时得井内流体压力),MPa; μ——地层得泊松比;
最常用钻井液计算公式
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
废弃钻井液无害化处理
2012石化安全监测课程报告论文 —油田废弃钻井液无害化处理 成员： 班号：055092 指导老师：郭海林
摘要：钻井液是在石油钻探过程中, 孔内使用的循环冲洗介质, 又称钻孔冲洗液。钻井液主要功用是: ①冷却钻头、清净孔底、带出岩屑; ②润滑钻具; ③停钻时悬浮岩屑, 保护孔壁防止坍塌, 平衡地层压力、压住高压油气水层; ④输送岩心, 为孔底动力机传递破碎孔底岩石需要的动力等。可见, 钻井液的性能直接影响着钻井速度、井下安全, 并对储层保护起着重要作用, 性能良好的钻井液是钻井作业顺利进行的重要保证之一。同时, 石油勘探开发过程中产生的废弃钻井液中含有的地层钻屑、钻井液处理剂等有害物质，若直接排放将对环境与生态造成极大的危害，对废弃钻井液的无害化处理也同样重要。因此, 本文就钻井液在石油工程领域的最新应用技术以及钻井液的废弃处理技术进行了分析。 关键词：废弃钻井液污染处理方法综合利用 0 前言 随着石油工业的快速发展，由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视。石油工业的全部过程( 勘探、钻井、开发、储运和加工) 在相应的条件下都会产生各种污染物(原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑)；如不加以处理就直接排放，必然会对自然生态环境造成一定的破坏。 废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一。据统计，钻一口3 000~ 4 000 m 的普通油气井，完井后废弃的钻井液接近300 立方米。根据中国石油天然气集团公司2008 年对石油污染源的调查结果，我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约 1 200 多万吨，其中 1/2 直接排放到周围环境中。近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井液的种类不断增加，添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。然而随着世界各国对环保要求的提高，对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。本文从废弃钻井液的组成及对环境的危害分析出发，对近年来国内外各油田处理废弃钻井液的技术方法进行了综述。 1、国内外对废弃钻井液的处理现状 国外从事废钻井液的研究主要有三个方面。 (1) 在分析原有钻井液毒性的基础上, 研制微毒、无毒的钻井液体系, 并达到现场工业性应用,从根本上减少污染的根源。
钻井液现场有关计算
钻井液现场有关计算1、表观粘度 式中：2、塑性粘度 公式：AV=1/2 ×∮600 AV——表观粘度，单位(mPa.s) 。∮600 ——600 转读数。 公式：PV= ∮600 －∮300 式中： PV——塑性粘度，单位(mPa.s) 。 ∮600 ——600 转读数。 ∮300 ——300 转读数。 3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788 ×(∮300 －PV) 式中： YP——动切力，单位(Pa) 。 PV——塑性粘度，单位(mPa.s) 。 ∮300 ——300 转读数。 例题1：某钻井液测得∮600=35 ，∮300=20 ，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度：
AV=1/2 ×∮600=1/2 ×35=17.5 （ m Pa.s ） 塑性粘度： PV= ∮600 － ∮300=35 － 20=15 （mPa.s ）屈服值： YP=0.4788 ×（ ∮ 300 － P V ） =0.4788 ×（20－ 15 ）=2.39 （Pa ） 答：表观粘度为 17.5mPa.s ，塑性粘度 15mPa.s ，屈服值 为 2.39Pa 。 4、流性指数（ n 值） 公式： n= 3.322 ×lg( ∮600 ÷ ∮300) 式中： n —— 流性指数，无因次。 ∮600 —— 600 转读数。 ∮300 —— 300 转读数。 5、稠度系数（ k 值） 公 式： k = 0. 47 8 8式中： k —— 稠度系数，单位（ Pa.S n )。 n —— 流性指数。 ∮300 —— 300 转读数。 例题 2：某井钻井液测得∮ 600=30 ，∮ 300=18 ，计算流性 指数，计算稠度系数 。
钻井液计算题
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=(180 — V 弃)4.2 ?( 1.25 — 1.1 )十(4.2 — 1.25) 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=4.2 X8.71=3.66 X104(Kg) 答：设加重前应废弃 8.71立方米钻井液。需加入 3.66 X104千克重晶石粉。 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= 2ZnS J+3H2O + CO2 224 68 X(g) 220X2.5 X=(224 X220 X2.5)弋8=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 200 －V 2.6 X(200 —V)+ 12=1.06 X200 V=192.5(m3) m=2.6 x(200 —V) =2.6 x(200 —192.5 ) =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0 600读数为35mPa s,?300读数为20mPa s,计算其表观黏度、塑性黏度和屈服值。 解：表观粘度： AV = 1/2 忙00 = 1/2 X35 = 17.5 mPa s 塑性粘度：PV =耳塑=$600 —Q300 = 35 — 20 = 15mPa s 屈服值：YP=0.478 X( ?300 — PV) = 0.478 X(20 — 15 )= 2.39 ( Pa) 答：表观粘度为17.5 mPa s,塑性粘度为15 mPa s,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= —lg[H+] 又据 [H+][OH—]= 10—14 贝 U — lg[H+]=11.6 [OH —]= 10 —14p H+]=10 —14吃.51 X10 —12 lg[H+]= — 11.6= — 12 + 0.4 [OH —]=3.98 X10 —3mol/l
钻井液现场有关计算
钻井液现场有关计算 1、表观粘度 公式：A V=1/2×∮600 式中： A V——表观粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 2、塑性粘度 公式：PV= ∮600 －∮300 式中： PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788×(∮300－PV) 式中： YP——动切力，单位(Pa)。 PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮300 —— 300转读数。 例题1：某钻井液测得∮600=35，∮300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度： A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）
塑性粘度： PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值： YP=0.4788×（∮300－PV） =0.4788×（20－15）=2.39（Pa） 答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。 4、流性指数（n值） 公式：n= 3.322×lg(∮600÷∮300) 式中： n ——流性指数，无因次。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 5、稠度系数（k值） 公式：k= 0.4788×∮300/511n 式中： k ——稠度系数，单位（Pa.S n)。 n ——流性指数。 ∮300 —— 300转读数。 例题2：某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。 解：n=3.32×lg（∮600/∮300）
泥浆各类计算公式
※各重压力的计算 注:1MPa(兆帕)=（千克力）/厘米2 =1000Kpa(千帕) 粗略计算时可认为 Map = 1Kgf/厘米 2 = 100 Kpa 一.地层·井筒内·地层孔隙, （千克力）Kgf/厘米2 =重力加速度,×地层(井筒内) 液体密度, g/cm3×井深/m (1～2)举例:某井深2000米, 所用泥浆密度为1．20；求井底的静液 柱压力·地层 静液柱压力·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力 解:1. 井底静液柱压力,MPa =××2000= MPa 2．地层·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力, 千克力Kgf /厘米2 =××2000=235千克力/厘米2 二.压力梯度－地层的各种随压力地层所处的垂直深度的增加而升高，垂 直深度每增加1米（或其他长度单位）压力增加的数值称为压 力梯度;通常以千克力/厘米2·米（Kg/cm2·m）作单位; 计算： a．压力梯度, 千克力(Kgf) /厘米2·米=压力, 千克/厘米2÷深(高)度/米; b1．压力梯度, KPa/米=静液压力KPa÷液柱高度/m b2．压力梯度, KPa/米=液体密度× ※泥浆加重剂用量的计算 泥浆加重剂用量/吨={原浆体积/m3×重晶石密度× (欲加重泥浆密度-原浆密度)} ÷(加重剂密度-欲加重泥浆密度)
※混浆密度计算 混浆密度g/cm3 =(原浆密度×原浆体积m3 +混浆密度×混浆体积m3)÷（原浆体积m3+混浆体积m3） ※聚合物胶液的配制 列：欲配制水：大分子：中（小）分子：=100 m3：：的聚合物胶液40m3, 大.小分子各需多少 计算： 一．大分子量=40m3×％(吨)﹦(吨) 二．小分子量﹦40 m3×％=(吨) ※压井时泥浆密度的计算： 1.地层压力，MPa=关井立管压力,MPa+(重力加速度,×泥浆密度,g/cm3×井 深,m) 2. 压井时的泥浆密度,g/cm3=(原泥浆密度+ 安全附加泥浆密 度,g/cm3 )+( 100×关井立管压力/MPa÷井深/m) 例:某井用密度的泥浆钻至1000米时发生井喷, 关井后观察, 立管压力=,Ｐ套=,若取安全附加泥浆密度=1.67 g/cm3 问:关井时应采用泥浆密度为多大合适 解：+{100×（+）}÷1000=1.56 g/cm3的泥浆密度合适
钻井液常用计算公式
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 土W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中： 水V ---所需水量，米3（m3）； 土ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加原 重加原加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W
式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
钻井液污染物及处理
钻井液污染物及处理 Ca2+/Mg2+的污染淡水粘土型泥浆受Ca2+/Mg2+的污染后粘 度和失水增加，Ca2+/Mg2+来源于配浆水层水 1. 硬石膏/石膏的污染(CaSO4/CaSO4. H2O) 石膏地层从只有几英寸到几千英尺厚不等，钻这种地层会引起泥浆絮凝和失水失控等问题，这是因为Ca2+浓度增大所引起的。如果石膏层不太厚，就用纯碱处理：CaSO4 + Na2CO3 CaCO3↓+ Na2SO4 可能需要添加抗高温淀粉或聚阴离子纤维素来控制失水，用铁络盐降粘度，若是巨厚的石膏层，可能要转换成与石膏相容的泥浆体系，这可以通过增加铁络盐、烧碱和降失水剂转换成石膏泥浆体系来达到。 1. Mg2+的污染若用海水作为配浆水便会遇到Mg2+的污染问题，污染的影响与Ca2+污染相似，Mg2+污染常用烧碱处理，体系中大部分的Mg2+在pH值大于10.5时沉淀下来：Mg2+ + 2NaOH Mg(OH)2↓+ 2Na+ (1. 0mg/lMg2+需0.00116 lb/bbl的NaOH) 水泥/石灰的污染 当固井作业或钻开水泥塞时便造成水泥污染，污染的严重性与污染时泥浆状态和水泥状态有关，泥浆状态包括固相含量、抗絮凝剂的浓度等，水泥状态指水泥的胶结程度，胶结差的水泥(有时叫绿水泥)比胶结好的水泥造成更严重的污染，水泥由几种复杂的钙化合物组成，这些化合物与水反应都会生成Ca(OH)2，100当量的水泥会生成79当量的Ca(OH)2，石灰会使淡水粘土型泥浆絮凝，引起粘度和失水的上升，处理Ca(OH)2的污染涉及到降低pH值和控制Ca2+的浓度。 1. 处理方法可用下述一种或几种方法结合来处理水泥污染： a. 废弃如果污染严重，处理不实际时，把污染最严重的那部分泥浆废弃不要或按石灰泥浆来处理。 b. 小苏打(NaHCO3)处理： 小苏打与Ca2+反应生成不溶的CaCO3，由于在钻水泥时pH值较高，Ca2+的浓度一般不超过200～400mg/l：Ca(OH)2 + NaHCO3 CaCO3↓+ NaOH + H2O (1.0mg/lCa2+需0.00074 lb/bbl的NaHCO3) 这反应只中和了一半的OH- ，另一半转变为NaOH，这会导致PH值升高，可通过有机酸(铁络盐或腐植酸)与小苏打一起加入来解决。c. 焦磷酸钠(SAPP)处理SAPP与Ca(OH)2反应生成不溶的CaP2O7：Ca(OH)2 + Na2P2O7 CaP2O7↓+ 2NaOH + H2O (1.0mg/lCa2+需0.00097 lb/bbl的SAPP) SAPP与Ca(OH)2的反应不够彻底，所以往往要加过量的SAPP，反应的结果同样也会造成PH值升高，如果井底温度大于175℃，SAPP会变成一种絮凝剂。 d. 有机酸(铁络盐或腐植酸)处理大约1 lb/bbl的Ca(OH)2可中和7～8 lb/bbl的有机酸。2. 处理方法的评价a. 纯碱除非能小心监测pH值的升高，否则不推荐用纯碱来处理水泥污染，因为纯碱与水泥反应没有OH-被中和会导致过高的pH值：Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2NaOH b. 高温当温度大于250℃时，水泥污染的泥浆可能会固化，这时加入1～3lb/bbl的抗高温降絮凝剂(MIL-TEMP或MELANEX-T)便能稳定被污染泥浆的稳定性。 3 预处理用小苏打预处理泥浆能造成CO32-污染，所以一般预处理量不应超过0.5~0.75 lb/bbl。用有机酸铁络盐或腐植酸预处理会有助于缓冲pH值的升高。 氯化钠污染 盐污染可来源于配浆水、盐水侵、盐层或挥发盐层，从化学上讲可以是钠盐、钾盐、镁盐或钙盐或是这些盐的混合物，最普遍的是氯化钠。盐会絮凝淡水泥浆造成粘度和失水出现问题，如果盐污染更加严重或受二价离子(Ca2+、Mg2+)污染严重时，粘土颗粒的聚沉会导致粘度降低和失水量的进一步加大。处理方法：a. 由于盐无法用化学方法来使其沉淀，盐浓度的降低只能靠加清水稀释的方法解决，除了稀释外，还要添加降絮凝剂和降失水剂，可加铁络盐和烧碱来降絮凝，
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定 一.密度的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将钻井液加热到所需温度。 3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。 4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。 5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。 6、将密度计冼净擦干备用。 二.测定马氏漏斗粘度 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。 3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。 4、使用完毕，将仪器洗净擦干。 三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。 3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。 4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。 5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。 四.钻井液失水的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。 3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。 4、调节气源压力至0.7MPa，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。 5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。 6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。 五.钻井液泥饼粘滞系数的测定（NZ-3A型泥饼粘滞系数测定仪） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、打开机盖，调节滑板及平衡脚，使水平泡居中；接通电源，按下“清零”键。 3、将泥饼平放在滑板上，滑块纵向轻轻地放在泥饼上，静置1min。 4、按一下“电机”键，使滑板转动，当滑块开始滑动时，再按一下“电机”键，滑板停止转动，此时，显示窗中的数值即为泥饼摩擦角，单位为o，查其显示角度值的正切值,正切值为泥饼的摩擦系数。 5、使用完毕，切断电源，取下滑块和泥饼，擦净仪器，盖上机盖。 六.含砂量的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将待测钻井液注入含水量砂量管中至“钻井液”刻度线处，再注入水至“水”刻度线处，用手指堵住含砂量管口，剧烈摇动。
最常用钻井液计算公式
钻井液有关计算公式 一、加重：W=γ0（γ2-γ1）/γ0-γ2 W：需要加重1方泥浆的数量（吨） γ0：加重料密度 γ1：泥浆加重前密度 γ2：泥浆加重后密度 二、降比重：V=（γ原-γ稀）γ水/γ稀-γ水 V：水量（方） γ原：泥浆原比重 γ稀：稀释后比重 γ水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W=γ土（γ泥-γ水）/γ土-γ水 γ水：水的比重 γ泥：泥浆的比重 γ土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W土/γ土 γ土：土的比重 W土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4πD2H D：井眼直径（m） H：井深（m） 六、环空上返速度：V返=12.7Q/D2-d2 Q: 排量（l/S） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒） 八、岩屑产出量：W=πD2*Z/4
W: 产出量（立方米/小时） Z: 钻时（机械钻速）（米/小时） D: 井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 粒度≥2000μ 中粗 粒度2000-250μ 中细 粒度250-74μ 细 粒度74-44μ 超细 粒度44-2μ 胶体 粒度≤2μ 粘土级颗粒 粒度≤2μ 砂粒级颗粒 粒度≥74μ 十、API 筛网规格： 目数 孔径（μ） 20 838 30 541 40 381 50 279 60 234 80 178 100 140 120 117 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12″） 处理量（28-115立方米/小时） 范围（除74μ以上） 除砂器：尺寸（2-5″） 处理量（6-17立方米/小时） 范围（除44μ以上） 十二、极限剪切粘度：η∞=1.1952*(600θ-100θ)2 十三、卡森动切力： τc =1.512*(1006θ-600θ)2 十四、流变参数
钻井废弃物的污染危害及方案对比
苏丹钻井废弃物的污染危害 及方案对比 1 污染物及危害 钻井废弃物是钻井污水、钻井液（钻井泥浆）、钻井岩屑和污油的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染源之一。油气田每钻完一口井，都要在原地丢下一个废弃的泥浆池。一个油气田有成千上万口井，就有成千上万个废弃泥浆池，每个泥浆池中的钻井废弃物少则有几百方，多则有几千方。这些废弃物具有的可溶性的无机盐类污染、重金属污染、有机烃（油类物质）污染，若在井场堆放或掩埋，一旦被雨水浸泡、河流冲刷，就会对周围的土壤、水源、农田和空气造成严重的环境风险。 钻井废弃物通过一系列的化学生物和物理作用后，将对土壤、水质、生物等环境生态造成影响。 （1）其主要超标的指标有化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、油类、悬浮物（SS）以及金属盐类（如Pb、Cb、Hg、Cr盐等）。它们主要来自钻井液配制中各种钻井液添加剂的加入以及在钻井过程中钻井液的携带物。其中化学需氧量COD的值常常高达几千甚至几万
毫克每升。 (2)每口井废弃钻井液按300m3计算，其中金属污染物的总量达到13.2kg，重金属淋洗量达4.3kg，表明废弃钻井液中重金属是潜在的污染源。 （3）通过对废弃钻井液进行模拟雨水淋洗分析，废弃钻井液中油的浸出率最高达90%，其次是总铬，浸出率为50%。淋洗顺序为：油>TCr>COD Cr>As>Pb>F-1>Hg。对于重金属来说，尽管其浸出液除总铬外，大都达标，但其浸出率相对较大。浸出液中主要污染物为COD Cr、总铬和油。由此进一步说明，废弃钻井液不可直接排放。 (4)钻井废弃物的环境可生化性较差，不适宜用生化方法进行处理. (5)钻井废弃物中有毒、有害物质会经过自然降雨淋洗而溢流或渗入地下，对地表水、地下水以及土壤造成影响。并且有可能在土壤中富集，不仅会对土壤中的大量微生物产生不良影响，而且会使土壤碱化或中毒，如果被植被吸收，将会对其产生毒害作用，甚至危害人畜等。 (6)废弃钻井液本身是一种极为复杂都分散体系，它以粘土、水为基础，使粘土分散在水中形成一种较为稳定的分散体系，其颗粒粒径一般在10-2~2μm之间，具有胶体和悬浮体的性质，因此具有相当的稳定性。 (7)由于其特殊的组分使其具有相当都稳定性，这种稳定性使废弃钻井液能够在长时间内保持稳定的状态，ζ电位值很高。因此，要
钻井液污染物及处理
钻井液污染物及处理 钻井过程中，常有来自地层的各种污染物进入钻井液中，使其性能发生不符合施工要求的变化，这种现象称为钻井液污染。有的污染物严重影响到钻井液的流变性和滤失性能，有的加剧对钻具的损坏和腐蚀。当污染严重时，只有及时的对钻井液性能进行调整，或则用化学方法清除它们，才能保证钻进的正常进行，下面对钻井液污染问题进行了详细讨论 1.Ca2+/Mg2+的污染 淡水粘土型钻井液受Ca2+/Mg2+的污染后粘度和失水增加，Ca2+/Mg2+来源于配浆水、地层水或挥发岩中。处理方法如下： 1.1 从地层或配浆水溶解出来的Ca2+一般用纯碱处理： Ca2+ + Na2CO3 CaCO3↓+ 2Na+ (1.0 mg/l Ca2+需0.00265kg/m3的Na2CO3) pH值升高有助于减少钙的溶解。 1.2 硬石膏/石膏的污染(CaSO4/CaSO4. H2O) 石膏地层从只有几厘米到几千米厚不等，钻这种地层会引起钻井液絮凝和失水失控等问题，这是因为Ca2+浓度增大所引起的。如果石膏层不太厚，就用纯碱处理： CaSO4 + Na2CO3 CaCO3↓+ Na2SO4 可能需要添加抗高温淀粉或聚阴离子纤维素来控制失水，用铁络盐降粘度，若是巨厚的石膏层，可能要转换成与石膏相容的钻井液体系，这可以通过增加铁络盐、烧碱和降失水剂转换成石膏钻井液体系来达到。 1.3 Mg2+的污染 若用海水和高含镁地层水作为配浆水便会遇到Mg2+的污染问题，污染的影响与Ca2+
污染相似，Mg2+污染常用烧碱处理，体系中大部分的Mg2+在pH值大于10.5时沉淀下来：Mg2+ + 2NaOH Mg(OH)2↓+ 2Na+ （1.0mg/lMg2+需0.00331kg/m3的NaOH) 应用举例：6月份我公司马厂区块马19-19井水源井化学水分析结果：Ca2+ 7.62mg/l、Mg2+ 1118.49mg/l和Cl- 4290mg/l，其它SO42-、HCO3-和CO3-为零。配浆水Mg2+的污染导致钻井液中压滤失量和pH值指标恶化，耗费了大量降滤失剂依然无法稳定钻井液性能。井队根据泥浆技术管理部要求更换配浆水和使用纯碱和烧碱处理污染物后，只加入少量降失水剂和稀释剂便稳定了钻井液性能。 2 水泥/石灰的污染 当固井作业或钻开水泥塞时便造成水泥污染，污染的严重性与污染时钻井液状态和水泥状态有关，钻井液状态包括固相含量、抗絮凝剂的浓度等，水泥状态指水泥的胶结程度，胶结差的水泥(有时叫绿水泥)比胶结好的水泥造成更严重的污染，水泥由几种复杂的钙化合物组成，这些化合物与水反应都会生成Ca(OH)2，100当量的水泥会生成79当量的Ca(OH)2，石灰会使淡水粘土型钻井液絮凝，引起粘度和失水的上升，处理Ca(OH)2的污染涉及到降低pH值和控制Ca2+的浓度。 2.1 处理方法 可用下述一种或几种方法结合来处理水泥污染： a. 废弃 如果污染严重，处理不实际时，把污染最严重的那部分钻井液废弃不要或按石灰钻井液来处理。 b. 小苏打(NaHCO3)处理： 小苏打与Ca2+反应生成不溶的CaCO3，由于在钻水泥时pH值较高，Ca2+的浓度一
泥浆各类计算公式
※各重压力的计算 注:1MPa(兆帕)=10.194Kgf（千克力）/厘米2 =1000Kpa(千帕) 粗略计算时可认为0.1 Map = 1Kgf/厘米 2 = 100 Kpa 一.地层·井筒内·地层孔隙, （千克力）Kgf/厘米2 =重力加速度,0.00981×地层(井筒内) 液体密度, g/cm3×井深/m (1～2)举例:某井深2000米, 所用泥浆密度为1．20；求井底的静液 柱压力·地层 静液柱压力·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力 解:1. 井底静液柱压力,MPa =1.20×0.00981×2000=23.5 MPa 2．地层·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力, 千克力Kgf /厘米2 =0.00981×1.20×2000=235千克力/厘米2 二.压力梯度－地层的各种随压力地层所处的垂直深度的增加而升高，垂 直深度每增加1米（或其他长度单位）压力增加的数值称为压 力梯度;通常以千克力/厘米2·米（Kg/cm2·m）作单位; 计算： a．压力梯度, 千克力(Kgf) /厘米2·米=压力, 千克/厘米2÷深(高)度/米; b1．压力梯度, KPa/米=静液压力KPa÷液柱高度/m b2．压力梯度, KPa/米=液体密度×9.81 ※泥浆加重剂用量的计算 泥浆加重剂用量/吨={原浆体积/m3×重晶石密度× (欲加重泥浆密度-原浆密度)} ÷(加重剂密度-欲加重泥浆密度) ※混浆密度计算 混浆密度g/cm3 =(原浆密度×原浆体积m3 +混浆密度×混浆体积m3)÷（原浆体积m3+混浆体积m3）
※聚合物胶液的配制 列：欲配制水：大分子：中（小）分子：=100 m3：0.5t：0.2t的聚合物胶液40m3, 大.小分子各需多少? 计算： 一．大分子量=40m3×0.5％(吨)﹦0.2(吨) 二．小分子量﹦40 m3×0.2％=0.08(吨) ※压井时泥浆密度的计算： 1.地层压力，MPa=关井立管压力,MPa+(重力加速度,0.00981×泥浆密度,g/cm3 ×井深,m) 2. 压井时的泥浆密度,g/cm3=(原泥浆密度+ 安全附加泥浆密 度,g/cm3 )+( 100×关井立管压力/MPa÷井深/m) 例:某井用密度1.20的泥浆钻至1000米时发生井喷, 关井后观察, 立管压力=1.96MPa,Ｐ套=2.94MPa,若取安全附加泥浆密度=1.67 g/cm3 问:关井时应采用泥浆密度为多大合适? 解：1.20+{100×（1.96+1.67）}÷1000=1.56 g/cm3的泥浆密度合适 ※泥浆降低密度所需加水量/m3 ={原桨体积/m3×(原浆密度-加水稀释后的泥浆密度)}÷(加水稀释后的泥浆密度-水的密度)
钻井液流变参数的计算及应用
钻井液流变参数(塑性粘度,动切力,静切力,n,k)的测量与计算 钻井液的流变参数与钻井工程有着密切的关系，是钻井液重要性能之一。因此，在钻井过程中必须对其流变性进行测量和调整，以满足钻井的需要。钻井液的流变参数主要包括塑性粘度、漏斗粘度、表观粘度、动切力和静切力、流性指数、稠度系数等。 一、旋转粘度计的构造及工作原理 旋转粘度计是目前现场中广泛使用的测量钻井液流变性的仪器。它由电动机、恒速装置、变速装置、测量装置和支架箱体等五部分组成。恒速装置和变速装置合称旋转部分。在旋转部件上固定一个能旋转的外筒。测量装置由测量弹簧、刻度盘和内筒组成。内筒通过扭簧固定在机体上、扭簧上附有刻度盘，如图4—1所示。通常将外筒称为转子，内筒称为悬锤。 测定时，内筒和外筒同时浸没在钻井液中，它们是同心圆筒，环隙1mm左右。当外筒以某一恒速旋转时，它就带动环隙里的钻井液旋转。由于钻井液的粘滞性，使与扭簧连接在一起的内筒转动一个角度。根据牛顿内摩擦定律，转动角度的大小与钻井液的粘度成正比，于是，钻井液粘度的测量就转变为内筒转角的测量。转角的大小可从刻度盘上直接读出，所以这种粘度计又称为直读式旋转粘度计。 转子和悬锤的特定几何结构决定了旋转粘度计转子的剪切速率与其转速之间的关系。按照范氏仪器公司设计的转子、悬锤组合(两者的间隙为1．17mm)，转子转速与剪切速率的关系为： 1 r/min＝1.703s-1（4－1） 旋转粘度计的刻度盘读数θ (θ为圆周上的度数，不考虑单位)与剪切应力τ(单位为Pa) 成正比。当设计的扭簧系数为3.87×10-5时，两者之间的关系可表示为： τ＝0.511θ (４-2) 旋转粘度计有两速型和多速型两种。两速型旋转粘度计用600 r／min和300 r／min这两种固定的转速测量钻井液的剪切应力，它们分别相当于1022s-1和511s-1的剪切速率(由式 4-1计算而得)。但是，仅在以上两个剪切速率下测量剪切应力具有一定的局限性，因为所测得的参数不能反映钻井液在环形空间剪切速率范围内的流变性能。因此，目前国内外已普遍使用多速型旋转粘度计。 六速粘度计是目前最常用的多速型粘度计，该粘度计的六种转速和与之相对应的剪切速率见表4-1 表４-1 转速与剪切速率的对应关系