Меню

Как строится график совмещенных давлений

График совмещённых давлений

График совмещённых давлений совмещает в себе графики тех давлений (в зависимости от глубины), которые могут оказывать существенное влияние на процесс бурения скважины сквозь горные породы.

Основной движущей силой в горной породе является горное давление РГ, которое для произвольной точки в массиве горных пород (Рисунок 15) рассчитывается по известной формуле

где: РГ ‒ горное давление;

ρГ.П. ‒ средняя по глубине плотность горной породы;

g ‒ ускорение свободного падения;

Часть этого РГ, за счёт некоторой сжимаемости горной породы от воздействия РГ, передаётся на пластовые флюиды, которые находятся в открытом поровом пространстве горной породы. В результате возникает пластовое давление РПЛ, которое, после вскрытия пласта скважиной, может устроить на поверхности открытый неуправляемый нефтегазовый фонтан. Здесь нефтегазовый фонтан возникает за счёт того, что плотность осадочных горных пород приблизительно в 2,5 раза больше пластового флюида, в результате чего горная порода выдавливает его из себя, пока соответствующим образом работают упругие и пластические деформации горной породы, существующие из-за действия горного давления.

Рисунок 15. Исходная схема для определения давления

в заданной точке горной породы

Современная теория этого процесса ведёт своё начало с артезианских скважин, то есть, с фонтанирующих водой колодцев. Поэтому, в настоящее время считается, что если величина РПЛ достаточна для того, чтобы выталкивать воду из скважины на поверхность, то это давление есть аномально высокое. Если уровень воды в скважине остаётся на уровне устья, ‒ то это значит, что пластовое давление является нормальным. А если уровень воды в скважине ниже уровня её устья, то тогда пластовое давление считают аномально низким.

Такое положение вещей определяют коэффициентом аномальности КА по формуле:

где: ‒ давление столба воды на расчётной для КА глубине.

где: ‒ плотность воды.

Таким образом, если у продуктивного пласта

КА 1, то его давление есть аномально высокое.

По коэффициенту аномальности легко определить величину давления в пласте по формуле

Понятно, что все нефтяники мечтают о продуктивных пластах с аномально высокими пластовыми давлениями, чтобы нефть сама бы прыгала в карманы. Однако, если пробурить дырку до такого пласта, то возникнет неуправляемый фонтан.

Читайте также:  Датчик регулировки давления топлива форд транзит

Следует отметить, что в начале прошлого века метод добычи нефти посредством неуправляемого фонтана был основным. Например, в Азербайджане, под руководством основателя Нобелевской премии. Возможно, в честь результатов этого метода посёлок городского типа, в Каспийском море построенный на эстакадах, в 42 километрах к востоку от Апшеронского полуострова носит название «Нефтяные Камни». А в середине прошлого века в СССР даже появилась песня «Мечта геолога» с припевом:

Ох, братцы, искупаться в Черном море ‒ красота!
Да что там море, душ сойдет и ванна.
Но только у геолога заветная мечта:
Умыться черной нефтью,
Умыться теплой нефтью,
Умыться первой нефтью из фонтана.

Конечно, в настоящее время этот метод добычи назвали бы методом «экологической катастрофы». Но этот метод был очень дёшев, так как предусматривал, например, только обваловку вокруг земельного отвода и строительство котлована под накопление фонтанирующей нефти. Или строительство забора из эстакад с боковым брезентовым покрытием вокруг морского отвода. А уж из этого морского отвода нефть черпали в бочки и увозили на продажу или переработку. Нефтяные скважины тогда были неглубокие, давление в них было небольшое и нефтяные фонтаны были относительно безопасные, особенно в море, где легко было затушить случайно загоревшуюся нефть большим количеством воды.

Строительство таких скважин обеспечивало сравнительно дешёвое ударно-канатное и ударно-штанговое бурение.

В современных условиях, когда бурение стало глубоким и сверхглубоким, а экологические требования ужесточились, то уже вращательный способ с промывкой стал основным в нефтегазовом бурении, так как теоретически только он способен предотвращать неуправляемые нефтегазовые выбросы. При бурении с промывкой давление промывочной жидкости РП.Ж. создаёт противодавление на пластовое давление РПЛ, и не позволяет пластовым флюидам поступать в скважину. Тем не менее, в истории глубокого бурения были случаи, когда противодавление оказывалось недостаточным, и на месте устья скважины возникали даже огненные гейзеры, высотой в десятки метров, иногда действующие годами. Поэтому буровики стараются увеличивать давление промывочной жидкости за счёт увеличения её плотности, в соответствии с общеизвестной формулой

Читайте также:  Ацетилхолин повышает артериальное давление

Для увеличения плотности в буровой раствор добавляют измельчённые в прах твёрдые вещества с большой плотностью. Например известняковый или баритовый порошок.

По правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности (ПБГНП от 2013г) давление в скважине РП.Ж. должно быть больше РПЛ на глубине до 1200 м не менее чем на 10%, а на глубине более 1200 м ‒ не менее чем на 5%.

Однако, чрезмерное увеличение плотности может сыграть злую шутку. Давление в скважине РСКВ может стать таким большим, что стены скважины растрескаются, и промывочная жидкость устремится в растрескавшийся пласт горной породы. Такое явление получило название «гидроразрыв пласта», который сопровождается катастрофическим поглощением промывочной жидкости, которая, в результате, быстро на буровой заканчивается. Исключением являются реальные случаи, когда бурили на воде, качая её из естественных водоёмов.

Таким образом, для обеспечения нормального бурения, на всём протяжении открытого ствола скважины необходимо поддерживать такое давление промывочной жидкости, которое было бы больше пластового, но меньше давления гидроразрыва РГР. То есть, РПЛ и РГР для РСКВ являются граничными условиями, что традиционно записывается в виде

РПЛ 3 и градиенты давлений grad Р в МПа/100 м численно эквивалентны (Рисунок 19)

Рисунок 16. График пластовых давлений

Рисунок 17. График пластовых давлений и давлений гидроразрыва, ограничивающие рабочее поле скважинных давлений

Источник

Построение совмещенного графика давлений. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ

К.М. Минаев, А.В. Ковалев

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ

Методические указания к выполнению курсового проекта для

студентов, обучающихся понаправлению «Нефтегазовое дело» профиля «Бурение нефтяных и газовых скважин».

Заочная форма обучения

Томского политехнического университета

Содержание расчетно-пояснительной записки

2. Геолого-технические условия бурения скважины.. 3

2.1. Геологическая характеристика разреза скважины.. 3

2.2. Построение совмещенного графика давлений. 3

2.3. Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска. 5

2.4. Выбор интервалов цементирования. 6

2.5. Расчет диаметров скважины и обсадных колонн. 6

3. Выбор типа и рецептуры промывочной жидкости. 9

3.1. Бентонитовый буровой раствор. 10

3.2. Полимер – глинистый буровой раствор. 11

3.3. Ингибирующий буровой раствор. 12

3.4. Полимерный (инкапсулированный) буровой раствор. 14

3.5. KCL/полимерный (биополимерный) буровой раствор. 15

Читайте также:  Может ли давление вызывать боли в сердце

4. Обоснование параметров и свойств бурового раствора. 17

5. Расчёт потребного количества бурового раствора. 18

6. Расчёт потребного количества химических реагентов. 20

7. Контроль параметров бурового раствора. 21

8. Заключение. 21

9. Список литературы.. 22

Приложение 1. Общие требования к оформлению работы.. 23

Приложение 2.Вопросы на защиту. 24

Введение

Во введении отразить значение бурового раствора при бурении скважины, основные функции и ограничения процесса промывки скважины. Указать значение дисциплины в курсе обучения. Максимальный объём введения – не более двух страниц.

Геолого-технические условия бурения скважины

Геологическая характеристика разреза скважины

В данном разделе необходимо представитьгеолого-технические условия бурения скважины для данного проекта в виде таблиц с исходными данными:

· стратиграфический разрез скважины с указанием типа горных пород;

· физико-механические свойства горных пород по разрезу;

· температура и давление по разрезу скважины

· характеристика нефтегазоводоносных пластов;

· возможные осложнения при бурении скважины.

Для проектирования конструкции скважины (совокупность числа колонн;глубин спуска колонн;интервалов затрубного цементирования;диаметров обсадных колонн;диаметров скважин под каждую колонну) необходимо произвести нижеизложенные действия для расчета.

Построение совмещенного графика давлений

Совмещенный график давлений иллюстрирует изменение по глубине скважи­ны градиентов пластовых давлений, градиентов давлений гидроразрыва пород и градиентов давлений столба буро­вого раствора. На рис. 2.1 представлен пример совмещенного графика давлений, который строится в следующем порядке:

1. На совмещенный график давлений в соответствии с данными, представленными в табл. «Давление и температура по разрезу скважины», наносятся точки градиентов пластового давления gradРпл и давления гидроразрыва gradРгр, строятся кривые градиентов давлений.

2. Рассчитываются значения градиента давления столба бурового раствора для каждого интервала с разными значениями градиента пластового давления, который рассчитывается по следующей формуле:

,(2.1)

гдеk – коэффициент, учитывающий превышение гидростатического давления над пластовым(на глубине 0–1200 метров на 10%, на глубине более 1200 м на 5%).

На график накладывается область граничных значений промывочной жидкости и выделяется штриховкой.

3. Проводится анализ совмещенного графика давления. При наличии несовместимых условий бурения необходимо включить в предварительный вариант конструкции скважины промежуточные колонны.

Рисунок 2.1 – Пример оформления совмещенного графика давлений

Источник

Adblock
detector