钻井液固相的数学分析_钻井液固相分析计算

2020-02-27 其他范文下载本文

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钻井液固相的数学分析

非加重钻井液的固相分析

1．连续相全部是水时，有Vl = 0.625（ρm－1）【Vx(某种固相的百分数%)=(ρm-1)/(ρx-1)】

2．连续相中混有部分油时，有Vl = 0.625（ρm－1－ρoVo）

3．特殊情况下，当体系中的固相全部为重晶石时，有Vh = 0.3125（ρm－1）式中：Vl—低密度固相的体积百分数，%；

Vh—高密度固相的体积百分数，%；

ρm—钻井液密度，g/cm3；【ρx—某种固相或加重剂的密度】

ρo—油的密度，一般取0.84 g/cm3；

Vo—液相中油的体积百分数，%。

加重钻井液的固相分析

1．在非含油的淡水体系中，各固相组份有如下关系：

Vl水(1Vs)hVsm

hlmlVs水(1Vs)

Vh

hlVs = Vl + Vh

式中：Vs—体系中总固相的体积分数，%；

ρ水—水的密度，取1g/cm3；

ρl—低密度固相的密度，一般取2.6g/cm3； ρh—加重材料的密度，g/cm3；其余同上。2．加重钻井液体系中含有部分油相时的固相分析

Vl水(1VsVo)hVsoVom

hlmlVsoVo水(1VsVo)Vhhl式中符号意义同上。

3．含有可溶性盐的加重钻井液体系固相分析

VlwVwhVsoVom

hlVhmlVsoVowVw

hl式中：ρw—含有可溶性盐的钻井液体系中液相（滤液）的比重，g/cm3；一般采用下式计算：

ρw = ρ水（1 + 1.94×106×〔Cl〕0.95）

－

－〔Cl〕—滤液中Cl的浓度，mg/l；

Vw—含有可溶性盐的钻井液体系中水相的体积分数，%；可由下式确定：

Vw = V水（1 + 5.88×108×〔Cl〕1.2）

－

－－－V水—纯水的体积分数，现场采用蒸馏方式得到，%。

Vs = 1－Vw－Vo 注意：实际计算时，VS、VO、VW均应采用小数；计算VW时，V水采用百分数时，计算得出的VW相应的也是百分数，采用小数计算时，得出的VW相应的也是小数。

钻井液体系中含有多种无机盐时固相含量的精确计算

1．含有多种无机盐时非加重体系的固相含量确定

fs = 1－Cf·fw－fo

2．含有多种无机盐时加重体系的固相含量确定

Cffw(1foCffw)Bofom fgBgfBfsfg

式中：fs—体系中固相体积分数，亦可作为总固相含量，%；

Cf—校正系数，CfwWw

ρw—纯水的密度，取1.0 g/cm3；

ρ—含有多种无机盐时水相的密度，可由实验或手册得到，g/cm3； Ww—含盐滤液中纯水的重量分数，%； fw—体系中纯水的体积分数，%； fo—体系中油的体积分数，%； fg—体系中低密度固相的体积分数，%； ρB—加重材料的密度，g/cm3；

ρo—体系中油（一般按柴油计）的密度，g/cm3； ρm—钻井液体系的密度，g/cm3；

ρg—低密度固相(钻屑)的密度，一般取2.6g/cm3； fB—体系中加重剂的体积分数，%；

保持或降低钻井液体系中的固相含量时所需冲稀液的体积

Vd式中：Vd—所需的冲稀液量，m3；

Vm—参加循环的钻井液量，m3；

Sa—欲得到的低密度固相体积分数，%；

Sd—所用冲稀液中的低密度固相体积分数，%；

Sl—体系中的低密度固相体积分数，%；

Vm(SlSa)

SaSd现场置换泥浆时所配新浆密度的计算

deViV(ei)c(1)(ce)VdVd式中：ρd—稀释液的密度，g/cm3；

ρe—欲达到的循环钻井液密度，g/cm3；

ρi—未稀释前的循环钻井液密度，g/cm3；

ρc—钻屑的密度，g/cm3；

Vi—未处理前的循环钻井液体积，m3；

Vc—某一井段所产生的钻屑体积，m3；

Vd—稀释（或置换）液的体积，m3；

η—固控设备的分离效率，一般取0.6～0.8。

钻井液中固相含量可以用“体积分数（%）”或“单位体积重量（g/l）”表示，二者之间进行换算的关系式如下：

Gs50Ws

式中：Ws—利用固相含量测定仪测定钻井液固含时（按标准取20ml泥浆），烧灼后剩余固相的重量。可由天平称得，单位“克”。

Gs—换算后的固相含量，g/l。

如果量取任意体积的泥浆测定固相含量，则可由下式进行换算：

Gs1000Ws VP式中：VP—测定时所量取钻井液的体积，ml。

1．对于非加重钻井液，如果测得其固相的体积分数为m(v/v)，则可采用下式换算为“g/l”：

LGsml

式中：ρl—低密度固相(钻屑)的密度，一般取2.5～2.7g/cm3(即2500～2700g/l)。计算时，用测得的固相体积分数m直接乘以2500～2700g/l即为单位体积固相含量（g/l）。2．对于加重钻井液，HGs1000Ws，符号意义同上。VP注意上面所提及的“固相”为不可蒸发固相，含有可溶性盐类。

膨润土浆稀释公式

V水1C稀后V总； V浆V总V水 C稀前

式中：V水—所需的加水量，ml，l，m3；V浆—稀释前膨润土浆体积，ml，l，m3；

C稀前—稀释前浆体浓度，%，g/l；C稀后—稀释后浆体浓度，%，g/l；V总—稀释后浆体的总体积，ml，l，m3。

超高密度钻井液现场转换计算

1．配制前首先测定井浆全性能，并进行井浆固相成分的分析。测定亚甲基蓝坂土含量时，为了得到尽可能准确的数据，建议由两个不同点取样后同时进行测定，测定数据供稀释井浆时参考。

2．放大配制前各项数据的计算

（1）所需井浆数量的确定，计算公式如下：

V井浆3

CB2V总

（1）CB1式中：V井浆—所需井浆体积，m CB1—井浆坂含，g/l；

CB2—加重浆设计坂含，g/l V总—加重浆配制总量，m