环空水力损耗计算2.doc

实用标准文案 精彩文档 环空流动压力损耗水力学计算 1 流动压力损失计算 1.1 流动压力损失的计算公式 1）环空中的流动压力损失梯度： 2）环空中的流动压力损失： 式中：Ga—环空中的流动压力损失梯度，psi/ft； fa—环空范宁摩擦系数，无因次； va——钻井液在环空中的流动速度，ft/s； D—井径，in； ρ—钻井液密度，lb/gal； Dpo—钻具外径，in； Pa—环空中的流动压力损失，psi； La—环空长度，ft。 1.2 环空流动压力损失计算步骤 1）计算环空流动速度 环空中的流动速度： 式中：va—钻井液在环空中的流动速度，ft/s； Q—钻井液流量，gal/min； D—井径，in； Dpo—钻具外径，in。 2）计算幂律模式流变参数 式中：na—钻井液在环空中的流性指数，无因次； θ300—范式旋转粘度计300r/min读数； θ3—范式旋转粘度计3r/min读数； Ka—钻井液在环空中的稠度系数，Pa.sn。 3）计算钻井液有效粘度 环空中： 式中： μea—钻井液在环空中的有效粘度，cP； Ka—钻井液在环空中的稠度系数，Pa.sn； va—钻井液在环空中的流动速度，ft/s； D—井径，in； Dpo—钻具外径，in； na—钻井液在环空中的流动指数，无因次。 4）雷诺数的计算 环空中： 当Re（3470－1370n）时，为层流； 当Re（4270－1370n）时，为紊流； 当（4270－1370n）Re（3470－1370n）时，为过渡流。 式中： Rea—钻井液在环空中的雷诺数，无因次； va—钻井液在环空中的流动速度，ft/s； D—井径，in； Dpo—钻具外径，in； μea—钻井液在环空中的有效粘度，cP； na—钻井液在环空中的流动指数，无因次。 5）计算环空中的临界流速 式中： vc—环空临界流速，ft/s； Ka—钻井液在环空中的稠度系数，Pa.sn； ca—3470－1370na； na—钻井液在环空中的流动指数，无因次； ρ—钻井液密度，lb/gal； D—井径，in； Dpo—钻具外径，in。 6）计算环空中的临界流量 7）计算范宁摩擦系数 环空中： 层流 紊流 过渡流 式中： fa—钻井液在环空中的范宁摩擦系数，无因次； Rea—钻井液在环空中的雷诺数，无因次。 8）计算当量循环密度 式中： ECD—当量循环密度，lb/gal； ∑pa—环空中各段流动压力损失之和，psi； HTVD—垂直深度，ft； ρ—钻井液密度，lb/gal。 2 计算实例 井径：9 7/8 in；实测井深：10500 ft；垂直井深： 井径：9 7/8 in； 实测井深：10500 ft； 垂直井深：9600 ft； 钻杆：4 1/2 in，ID=3.826 in； 钻铤：7 1/4 in，300ft，ID=2.8125in； 最内层技术套管： 13 3/8 in，ID=12.515 in； 钻井液密度：15.3 lb/gal； 实测井深9360ft 垂直井深8750ft 实测井深1015ft 垂直井深1015ft 实测井深3100ft 垂直井深3100ft 裸眼井深10500ft 垂直井深9600ft PV＝32 cP； YP＝19 lb/100 ft2； Gelmin＝5 lb/100 ft2； Gel10min＝12 lb/100 ft2