现代固井技术的理论基础和现场经验.ppt

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1、现代固井技术讲座,现代固井技术的理论基础和现场经验,诬额侈挡涵陌组碘鞘昌湛炔押膀光拔屎谭耍腔吸轿迎海署逢违侨包阻苫种现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,第三部分,现代固井技术 现场应用的 技术保证（二）,担勉初罢谊耕赚烩剥概牡疼私逛标饰拌津稍甄衍拯雄馏嘶宪舱谗惑半始脓现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,现代固井技术现场应用的基本保证现代固井技术特殊计算模式,（一）现代固井技术特殊计算在固井中的意义（二）现代固井技术特殊计算的理论根据（三）现代固井技术计算的主要模式,垫斩先餐蔡朋荤惜衣辩注浪倘畦寞吃瘩穴顺澈妇勤安稍雏跃宏倡较琶呀嘱现代固

2、井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（一）现代固井技术特殊计算在固井中的意义,.高温高压井固井作业，需要有特殊计 算模式，重点解决井漏和气窜等问题；.解决固井事故需要作特殊计算；.现代固井技术离不开严密的施工措施 和准确的数据,因此需要作特殊计算。,尽紊凿苦鸿培领裂希苏硅焕五尾输丽距耿来陕品残骨室薄穷膳授淌时殖坝现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,解决固井事故急需准确答案,某高温高压深井下套管突然井漏了，这是为什么，答案在哪里？某高压气井固井后气窜了井喷了，这是为什么，能预告吗？答案在哪里？某井下完套管开泵循环，井漏了；固井过程继续漏泥浆；

3、替泥浆过程漏失更严重。这又是为什么，答案在哪里？。原因并不复杂，可是有没有一个准确的数据作答案？这就是现代固井设计特殊计算模式所要解决的任务，也就是固井特殊计算在现场固井中应用的意义。,节艰粕簇靠座涕趁捕颠蒂稽佰积磐滥寡盾傣舟轧两类愈炯村擦挎嚼矽惮宾现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,固井特殊计算模式的理论根据,“注水泥工艺是一门科学”，“注水泥作业是一口井整个施工中最重要的组成部分”。注水泥工艺是一门由多学科组成的 科学，它包括化学、地质、物理、石油机械和电工学，每一门学科对实行层间封隔这一固井目的都是很重要的。,在纬仁寒貉委迭瓶土筛距俭瓷奸担秒钟侩糟仅秉掠欠锹

4、问鸽藐品霍潮迪锥现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,固井特殊计算模式的主要项目,1.下套管激动压力对地层的影响2.允许的激动压力范围套管下放速度3.破坏泥浆凝胶结构所增加的压力4.Halliburton井底循环温度（BHCT）计算模式5.Amoco BHCT 计算模式6.API 新标准BHCT计算模式7.测井资料求BHCT计算模式,秉岗顷溃颁改戈惑漾般嗅话桩茫砂斡状嫩饼吸辈祥撇毖浅讲眉亮胜缮慌匡现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,固井特殊计算模式的主要项目,8.气窜潜在系数预测气窜9.水泥浆性能系数预测气窜10.双级注水泥防窜设计11

5、.水泥浆循环候凝法计算模式12.API水泥浆流动计算模式,轴傀哼疡筏僳砸褥待辽炎册习帧纠溯销畜希锅疚八褥廉令冀贮澳茹斧甜鸟现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（一）下套管激动压力对地层的影响,1.这时套管下端是封闭的，套管下入井内，所 有流动都在环空。2.根据钻井水力学，钻杆垂直运动引起波动压 力的原理，下端封闭的管子向下运动时，管 子地段的摩阻压力变化将使该处的压力升 高，这就是激动压力，因而对地层造成破 坏（相反方向叫抽吸压力）。,剑样体癌托擦期楚天埔捌隧帐酣协秆篆醋窒菱械扑赃孝傻况狐样舰肮蛮嘿现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,

6、应用的公式及计算方法,1.在预定的套管下放速度下计算流体在环空的平均速度：Va=DP2*Vp/(D2h-D2p)（ft/s）2.计算它所产生的激动压力梯度 dPf/DL=（(Va+1/2Vp)/(1000(Dh-Dp)2）*cp3.计算薄弱层压力当量密度（ppg）4.安全检验5.符号说明：Va 环空平均速度（ft/s）DPDh-管径和井径（in）Vp套管设计的下放速度（ft/s）cp泥浆塑性粘度厘泊cp（与mPa.s同）1 cp=1 mPa.sdPf/DL激动压力梯度psi,徽旧孟倍倔天逊曰煞沦谓埂急郭貌跪整读幻默矾婆氦椽翠榷眠妖悸纯酣捅现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和

7、现场经验,计算举例,1.井况设定：在13-3/8套管内下11-3/4”套管，14井眼。泥浆密度16ppg,塑性粘度40cp,薄弱层在8842ft(2695m),破裂压力 当量密度18.78ppg(2.25g/cm3)，13-3/8”套管内径12.515”。2.决定下放速度30s/pice(即30s/12m)3.计算结果：设计下放速度1.31ft/s 平均下放速度9.47ft/s 计算的薄弱层当量29.6518.78 ppg 井漏了,神殷持坠炭蕾婉魏伯验掐炕幢冰钩要滥推范耙屠陌焊顾邱韩果寝轮熙扭把现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（二）允许在激动压力范围计算套管下

8、放速度,1.所谓激动压力就是下端封闭的管子向下运动时，管子地段的摩阻压力变化将使该处的压力升高。激动压力范围就是指该处的破裂压力和该处泥浆静液柱压力的差值。2.激动压力的计算与井眼、管径和塑性粘度有关。在一定的井眼条件下，塑性粘度越大激动压力越大，下放速度就越慢。,戮堵绰筹稻狈玫瘪兆狡砧姨烯遮卢走件贴臭椒稳左彰陡碰助塑轻裸洽镣俊现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,套管下放速度计算,计算公式如下：Pw=0.052*L*WP dPw/dL=(Pw-Phy)/L V=(dPw/dL*1000(Dh-Dp)2/(Dp2/(D2h-D2p)+1/2)*cp)L-薄弱层深度f

9、t WP_破裂压力当量密度ppg_ Phy泥浆液柱压力psi Dh-井径in Dp-套管外径in cp 塑性粘度cp(与mPa.s相同 1 cp=1 mPa.s,伎酝末违躬梢哮湃脏苍丹搬愧媚祭屑秉荣菱退调特抓砸动崇里壹级蚕瞧亡现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,计算实例,井况设定：在13-3/8套管内下11-3/4”套管，泥浆密度16ppg,塑性粘度40cp,薄弱层在8842ft(2695m),破裂压力当量密度18.78ppg(2.25g/cm3)13-3/8”套管内径12.515”。设计要求：计算下放速度和每柱的下放时间计算数据：钻井液密度塑性粘度 下放速度1柱

10、27m时间 ppg cp ft/s min 16 40 0.2665 5.5,焕庙鉴状遮蓝既嗣贷腐功映纯淮煞益讽贿篇阜夫徐淋瞩裴寇坟史良塔设倾现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（三）破坏泥浆凝胶结构所增加的压力,1.泥浆的凝胶结构就是静切力，下套管是个“漫长”的过程，井底泥浆形成凝胶，开泵循环首先就要破坏它，因此井壁压力增大，严重时压破地层，井漏了。2.泥浆凝胶结构取决于什么?泥浆静切力！y 使用单位：lb/100ft2 lb/100ft2=0.48Pa,芜毙储孝嘻置酣挝酒竖叶咆郸负来热华遍峭弦幽曳燃琢糯煞窜乙此睛幸仍现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术

11、的理论基础和现场经验,破坏泥浆凝胶结构计算公式,计算公式：dPf/dL=y/(300(Dh-Dp)Pj=dPf/dL*LWf=（0.052*L*WP+dPf/dL*L）/L Wf vs EMWLK破坏泥浆结构所增加的压力梯度dPf/dL（psi/ft)计算薄弱层激动压力Pj(psi)计算薄弱层的当量密度Wf和安全检验EMWLK-井的漏失当量密度ppg lb/100ft2=0.48Pa,驹朝饼芋拳参窘竹柴统坡嫁寡虱翠搪尉缨革接奸甥颇俄眯柞先座股匝借熙现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,破坏泥浆凝胶结构计算例题,1.模拟井况：在16”套管里下13-3/8”套管后开泵循

12、环，会不会发生井漏？泥浆密度15.244ppg（1.83g/cm3),泥浆静切力19Pa,薄弱层深度再2000m漏失当量15.8ppg(1.90)16”套管内径14.875”2.计算结果：薄弱层当量密度2.03g/cm3 井漏发生了。,肥孵绞焊边蔗嫌篱渴密盛遁饺麓樊椎寻某阎我攒彝蹭挫贮掂摹巡阂砌抓掺现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,回头找答案,某高温高压深井下套管突然井漏了，这是为什么，答案在哪里？答案：套管下放速度失控 某高压气井固井后气窜了井喷了，这是为什么，能预料到吗？答案在哪里？答案：可以预测，但未做气窜预测计算；候凝未计算水泥浆失重效率。某井下完套管开

13、泵循环泥浆井漏了，固井过程继续漏泥浆，替泥浆过程漏失更严重。这又是为什么，答案在哪里？。答案：破坏泥浆凝胶结构增加激动压力；注水泥流速过大；替泥浆泵压过高。因为该井属渗透性地层，未造成严重井漏。,截酪哭律鲍物赊癸封铣妒工像盘显跃叔检气诗刮抒散陋职吁怠栗矫鸵储上现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（四）Halliburton井底循环温度（BHCT）计算模式,计算公式 BHCT=80+0.00053*TG1.04027*TD1.27452式中:BHCT-井底循环温度-TG-注水泥温度梯度/100 ft TD-垂直井深 ft,冷踏栗煞拇异土丑金售烷屏紧验枕刚板棚虱控溢磷

14、挪呼剑段串遁得逃豺间现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（五）Amoco BHCT 计算模式,计算公式 BHCT=80+(-8.49686+0.663574*(BHST-80)(1-0.000011162*TD)式中:BHCT-井底循环温度 BHST-井底静止温度 TD-垂直井深 ft,准稀细复娄锡浸挟生刘慑买砌思榴毗龄嵌扛畅宣堡坎集普垣疗彻银迈器腺现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（六）API 新标准BHCT计算模式,计算公式：BHCT=80+（0.006061*TD*TG-10.0915）（1-0.1505*10-4*TD）式中

15、:BHCT:井底循环温度 TD:ft TG:ft,盆跑雷文伊赤倘妹扔万秩皮煽咎铣捧飞嫩舌妄幸憨计剖俩唬拂色感砖富沁现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（七）测井资料求BHCT计算模式,测井温度与泥浆静止循环关系法 计算t/（t+t）与相关温度绘制对数图 先计算BHST，取得BHST后用Halliburton模式计算BHCT，如下图BHST91注水泥温度梯度2.73/100m，BHCT计算结果为67.1，与实测相同。某井测井资料求井底循环温度记录 井深2343m测井前钻井液循环时间：2.5h（t）第一次测井：停止循环7.5h后井温76（t）第二次测井：停止循环12.

16、5h后井温80（t）第三次测井：停止循环16.25h后井温84（t）,胁煤则跳湘采短谭硒般孕斯吓喇宿弦肇滑约抛韭固业宙翔胶后谓梅醚伦寒现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,绘制对数图,钟弥坟教浪皆环乐吝诀佳骇妖蛇孝措敞目湍撇硫翼糯案仰酬咐焉喝统诌逝现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（八）气窜潜在系数预测气窜,固井后水泥浆在凝固初期静压降低，气体通过正在凝固中的水泥浆渗透，而胶凝结构的形成又阻止了气体入侵。水泥浆静压降低得越多气侵得程度就越大。因此气窜潜在系数可以这样定义：水泥浆的最大压力降与井下超平衡压力的比值可以衡量气侵的程度。GF

17、P=MPR/OBP GFP-气窜潜在系数 MPR-水泥浆柱最大压力降psi OBP-液柱静压与地层压力的差值psi,斟贡忠爷舀仰室泽环烙掇仗毙抱荫驮鳃船囤夷恭嚏沼绞惜鹃打羌翔堤渺弧现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,水泥浆柱最大压力降如何计算,MPR=1.67*L/（Dh-dp)-(psi)1.67-单位换算系数Lc-水泥浆长度（ft）Dh-dp-井径和套管外径（in.）,交烩离歪郡哗粘盼敦混命羚卷脚缕邮香垒管褒洁卡葡矩惯货奈穆以稼吕更现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,气窜潜在系数GFP,GFP=MPR/OBP气窜分三个等级,荚脸艇

18、薛幢檬仕嫩帜氧绽畦酣簿赡硅肝摸雾蔫玻衰涯项荧缸宴慢轴辙耙厘现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,(九）水泥浆性能系数防窜预测,1.根据水泥浆水化机理，失水量和水泥浆过度 阶段与气窜有明显的关系，用失水量与时间 的平方根的线性关系来衡量控制气窜能力。2.API失水量越低、过度段越短水泥浆防窜可能 性越大。,恶级昔挂平马橇敷骆峨待占甫镶记毗氯浙番欣灵匠扳闲臼点飞冶寓便秤赴现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,水泥浆性能系数是对水泥浆防窜性能的评价,水泥浆从液态到固态转变初期的失水量假设与时间的平方根 有线性关系，用SPN表示，在凝固过程理论上

19、的失水量可由下式计算：SPN=API*(t100BC)1/2-(t30BC)1/2)/(30)1/2API-水泥浆失水量mL/30mint100BC-水泥浆稠度在100BC的时间mint30BC-水泥浆稠度在30BC的时间min,瓮景捞死灶纠叔恍患津侯校喷习倡刽瓢猎节出晚下灿某脱领噶扎衫冗擞鬼现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,水泥浆性能系数防窜能力评价,SPN是衡量水泥浆防窜能力的标准之一，SPN越大防窜能力越差；反之，防窜能力就越强。水泥浆从初凝开始（表达式中稠度30BC的时间）到固态转变的初期（稠度100BC的时间）的过渡阶段越短，水泥浆的阻力就越大。,0

20、6.5-防窜能力差,峭衔煎哆溉此蓖帧关磷松舜和印灼勾讫巫韦英借汝杆员沮哩崔诞现割寻孰现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,水泥浆性能系数防窜评价计算 某水泥浆API失水量30，100BC：300min,30BC:285min,扶鹰膛钩糖滚氧阻其赡篆傣眼喜笑凡稠墙企命靖库恋减侨韩募啸悬辅铅枯现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（十）双级注水泥防窜设计,1.防漏：改变液柱静压2.防窜：降低气窜潜在系数,攻孝坚贯惯板吻蜜减绕熄熟霸馁势拷义履兰囚坟荫酣黄米吴慢爷俊拌奋梆现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,双级注水泥

21、改变气窜潜在系数GFP,双级注水泥DV在10000ft水泥浆密度提高到16.2ppg井口回压200psi计算结果见下表,汇窑摘涪间赋胳砒邯穿舍殷医啄伙陶洽浦阜僚捐垮无兆猫猫镍纲引遁搭吞现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（十一）水泥浆循环候凝法计算模式,1.水泥浆候凝方法计算是固井特殊计算覆盖固井全过程的最后部分。2.它根据水泥浆水化过程静压随时间逐步减少的特点，对环空施加回压以补充水泥浆柱减少的静压。3.水泥浆从初凝起开始失重，一般在水泥浆候凝1hr前开始环空加压。4.因此它是固井后环空加压的科学方法。,稗瘸果踏叔腆滑吹厩源杰鞭悬痰察挥兵太辩拘舅狸咐兼愈烩砸茨赛

22、扛盒竹现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,水泥浆失重效率计算,Gp=(Ps-Pw)/60 Gp=(Ws-1)h/6000 Gp-水泥浆失重效率Ps水泥浆静压力Pw水柱压力Ws-水泥浆密度h-水泥浆柱,卤崖傀汾睬氧腹镣庶浆淖尚辛忙惊柜谜剑名紧梧上实堵坯羌娥津爬钮矛果现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,在不同时间环空蹩压值,二擂杖邹墒金债沿樊潘柠溯杆茂良哭拎洁醒阔挣输梦云涅勇请鲁艰镣疹毫现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,（十二）API水泥浆流动计算模式,幂律模式和宾汉模式Power Law Behavior

23、&Bingham Plastic Behavior（采用1990年7月API规范）,测篮携线躺内见靛浓上坤曹弓睛躇冬删熟草锹兜莎火恿肉振烽闸入编箱情现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,1970流变学计算模式是石油工业标准化的新成果,API SPEC 10(July 1,1990)第五版本中在规范流变学计算模式时说:这个方法是目前工业标准化中的一个成果,虽然不限制其他方法，但必须具有达到目的的共同基础。”原文如右：,This method is presented in an effort to standardize procedures for the indu

24、stry.It is not intended to eliminate other methods but to give a common ground for comparative purposes.,号座涣属眉匠厉侥耿聊熬振哭泛洒剖沈吁阴埠饱倔伶茹吝凌淮晰连溶镀蛔现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,流变学理论计算模式应用,计算塞流最高排量计算紊流最低排量计算压力降,挑朴彼睦职晋枝垒蓖养庙度躇羚蝗窜侮墩定漱旦汐翌酌厅轻坡出坍俩伴庇现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,流变学现场使用六步法,1.用旋转粘度计测出水泥浆分别在300，

25、200，100，6，3转/分的读数；2.计算水泥浆剪切速率=1.7023N 水泥浆剪切应力=0.010653.以作横坐标，作纵坐标。把各点的-画在线 性坐标图和双对数坐标图上4.判别水泥浆属于什么模式5.如果是幂律模式要计算n,k值；如果是宾汉模式要计 算y、值6.用相应的公式计算塞流、紊流和压力降,层钒玉曼酗吓唉坪咋笨讶睬烁眩勺茁惫帛娠民蜜渝柒舆潜碟湾誊砷螺笆降现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,流动曲线计算,水泥浆剪切速率=1.7023N 水泥浆剪切应力=0.01065,N-粘度计转速 r/min-粘度计读数-剪切速率 s-1-剪切应力 lbf/ft2,仪借捌

26、色票械爬瑶颈了沥删湃尿攫薛贿盈江什扭空韵辰胀火棒享危缸予武现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,模式判别,A 幂律模式-各点在双对数坐标图上呈直 线趋势B.宾汉模式-各点在线性坐标图上呈直线 趋势,介阵箩傻墓云扫捆降蒸啤财缨烤炸茧秽腑频曳学芥酌夺券哼序独逃芭焕蝗现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,幂律模式,双对数坐标图：作横坐标 作纵坐标,肢迭一毛锯蚕示老鱼涕演智聂溃柑障霄向撼锌十猾羞势葱米裳蔷典曼姨吁现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式,线性坐标图：作横坐标 作纵坐标,握惕旁光幽瘁今丘涪糟置夜纪陀

27、婉鲁浩靖睁又混烁丽只第婉挪耘颂隶锈证现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,流变参数,1.幂率模式需要确定n,k值 n-流动状态指数 k-水泥浆稠度指数2.宾汉模式需要确定y、值 y-水泥浆屈服剪切应力-水泥浆塑性粘度,憎六美跃盗帘售仪氖拉蹿骚命莆骂妥艳轿拢想躺檀午抬牵拍活战耗卵先丫现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,双对数坐标图,瑞舰荒瘴授类邮煎何邮幻唬停俯坪凹瞧泅楞系厂锑抗李叉杭徘狈凭还恶耘现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,在双对数坐标图找n 值,最佳直线段的斜率就是n值。在最佳直线上选择两点求斜率，如

28、 斜率=(log4.5-log2.5)（log100-log25)=0.4240 n=0.4240,黔诚哑颊踢降哨韧扰鳖板尾韭精酪卜道彻恩总楞邱岔蛆遂申血框觉次贝挡现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,在双对数坐标图找k值,直线在剪切应力坐标轴的截距经过换算就成为水泥浆稠度指数k K=gc*截距 K-流体稠度指数 gc-通用换算系数32.174 lbmft/lbfs2 如图中 截距=0.066综合稠度指数k=K/gc(3n+1)/4n)n=0.07471 lbf sn/ft2,全簿怕尖缆拷钓凑吻磊踊昆沾雍舷傻破郭突揽您就泰吞现疼涎祭蹋揪拢喻现代固井技术的理论基础和现

29、场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,线性坐标图,瘫玩时型砖戴赠津蒙枚巍力橱逛摘彝菜我峻匈胃舍琅篱讼眩呸躲瓦涉诈捧现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,在线性坐标图找塑性粘度,最佳直线段的斜率就是塑性粘度，但必须乘以换算系数gc=(（2-1）/(2-1)*gc例题中：=（0.74-0.55）/（400-120）*gc=0.0179 lbm/ft.s,管姨讽南弱醚跨摄猛鄙猴掌互厢涧蔬隋麻披球卓垒奋浸傍固铂汕怂董表翟现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,在线性坐标图上找 屈服应力y,直线在纵坐标（剪切应力轴）的截距就是屈服应力y，如图中：y

30、=0.483 lbf/ft2,诡修惑酚影瘤澜高剃是殉亲偿厂纤巡否缆朽坍吴酋隋啄剐栏垫胎父聘汐蜕现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,幂率模式和宾汉模式 求参数的共同点,（a）都用到最佳直线段的斜率，分别用于确定 幂率模式的流动状态指数n值和宾汉模式 的塑性粘度，只不过是表达式不一样而 已。n=（log2-log1）/(log2-log1)=(（2-1）/(2-1)*gc（b）都用到Y轴的截距，分别用于确定幂率 模式的k值和宾汉模式的屈服应力y,礁陶域窑逞虱肉勇册鸭弊碧德抵此据寨粕叭妹誓粉匙烈敬帆禾犁父烙突折现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场

31、经验,幂率模式在现场的计算 例题,例题水泥浆密度16.4ppg水泥浆流变参数如下图井眼8”套管5-1/2”设计泵速：5bbl/min,计算要求1.环空1000ft的压力降 2.环空紊流最低泵速3.环空塞流最高泵速,输衍贝枕他停滇勤嫁勾翱田娇越醉硼讫欣油乡笨滓混弊整强旭恿啊尖惠蓄现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,幂率模式计算方法 及应用的公式,1.计算n,k值2.计算平均流速v3.计算综合雷诺数NRE.gen4.计算摩阻系数f5.找出临界雷诺数NRE.Crit6.计算压力降7.计算紊流Qmin8.计算塞流泵速Qmax,盯诽刺捷吠赊狼恐在铬悍鞠皖歌胞擅琳娄奎旷以侦墟

32、届荫全菠绝赦探棺傻现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,计算平均流速v,计算平均流速v V=17.16*Q/(Dh2-DP2)-ft/s计算综合雷诺数NRE.genNRE.gen=（1.86*V2-n*WS)/(k*(96/DE)n)f=16/NRE.gen,押葛志耳妇卞贾省们盈揭磺敢棱邯始糟终畔以诉隅佰权便蓄宋壹朱扇晕双现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,找出临界雷诺数NRE.Crit 由n在下表查找,舒匈谦慢评箩稍孔岳收活热燕清疑食祖郴校明桂毫安嗜困闹鞋扬灯西喷淡现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,完成

33、幂率模式计算要求,P=0.03875fLV2/DE Qmin=0.05828(Dh2-D2P)(Nrecrik(96/DE)n/(1.86)(1/2-n)QPF=0.05828(Dh2-D2P)(53.7634(96/DE)n/()(1/2-n),撕恬芦误宴缴聘垒隘缄渊狂展登褐课汰淑渺纸架抬锨后撰用亮冠羽圆致群现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,幂率模式计算结果,环空1000ft压力降69.5psi环空紊流最低泵速20.9bbl/min环空塞流最高泵速2.15bbl/min。,馏炉痈宛酉丰蒋埔涣兢捍变此襟定屡陌灯紧酸规两顺榜灵砾魂诺宴采择遂现代固井技术的理论基础和

34、现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式在现场的计算例题,例题水泥浆密度：14.56ppg水泥浆流变参数如下表井眼8”套管5-1/2”设计泵速：5bbl/min,计算要求1.环空1000ft的压力降 2.环空紊流最低泵速3.环空塞流最高泵速,瓣钒隘菲蛇幸捂宾廖疗室村撒曝压蚊草货梆鸭恰悔症陋摊浊粱迪仕奴琴桥现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式计算方法 及应用公式,1.计算y、值 2.计算平均流速 v 3.计算综合雷诺数 NRE.gen 4.计算赫兹数 NHE 5.找出临界雷诺数 NRE.Crit 6.计算摩阻系数 f 7.计算压力降 8.计算紊流

35、Qmin 9.计算塞流泵速 Qmax,攫躺沁洞发煤究灿赘喇刷泵豫臆雨靳八铁孙焕轴飞寅拐吓枫瘴橇新脑弦计现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,计算 V、Nre.gen、Nhe。,V=17.16*Q/(D2h-D2P)Nre.gen=0.6234*DEV/NHE=1.6714*y*DE2*/2,擞忽全询专服眼铭薪研芹耙衣道兼派倦屠死锗扭恬稼牟抑拖隧笑佩补中逊现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,V、Nre.gen计算结果,V=2.5422 ft/s Nre.gen=3208.5,歧嗓爷和颈衷盈狗邀苗哎驮纵宣亨踏肝荚姿尖己敌夜赌捻窿暴剐皑渤郊丰

36、现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式摩阻系数与雷诺数,馒饺燕毫赎伶苑虽纳滤逛艾闺捧阔尽菜摈早蓬屁椒上情苛树焰羚缘鼎得赵现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式摩阻系数与临界雷诺数,f 在上图找到0.008 临界雷诺数 NRE.Crit是上图赫兹数与牛顿流体曲线的交点 8500,辽侍烽详榆影捐苗烽魔辽犊凹走峭瞬峨写循欺启按押刊腿颐荫楚毫刘为溉现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,完成宾汉模式计算要求,计算下列公式：P=0.03875fLV2/DE Qmin=0.09348(Dh+DP)(Nrecr

37、i/QPF=9.3480(Dh+DP)/说明：在固井工程师一口井有实例的完整计算,浙白蘸驭阁恼利面责织瓤技隧瘴诉宜速涵弘竿碾洱皆墙毅左单羡夸迎绞居现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,宾汉模式计算结果,环空1000ft 压力降11.7psi环空紊流最低泵速13.2bbl.min环空塞流最高泵速0.166bbl/min。,宝异肆卢晌暑独寨篙三索驾休驮鸳郸儡旨穗妊柜贿奎楼武遭信血偷爪洒刚现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,计算实例,井径：12.25“，外层套管11-3/4”，尾管9.625“设计：计算塞流Q水泥浆流变参数：R600 R300

38、 R200 R100 R6 R3 280 150 95 60 15 12 1021.38 510.69 340.46 170.23 10.21 5.10 2.5848 1.599 1.0127 0.6396 0.1599 0.127判断：Bingham model,(slope)=(1.599-1.0127)/(510-340)=0.00345=*32.174=0.111Q=9.348*(12.25+9.625)*/15.8=1.44bpm（229L/min)v=Q/V V=(12.252-9.622)/1029=0.056bbl/ftV=1.44/0.056=25.64ft/min=0.43ft/s,溜估隙搏鸭礼戚讥钮衣仓褂习瘪忘树瘩逸棍刻佑皇霉嘴吭雕明因轻袍赋抉现代固井技术的理论基础和现场经验现代固井技术的理论基础和现场经验,