Компьютерный контроль за процессами происходящими в скважине. (Лекция 1)

1. КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ПРОЦЕССАМИ ПРОИСХОДЯЩИМИ В СКВАЖИНЕ

2.

К работам на скважинах с возможными
газонефтеводопроявлениями допускаются рабочие
и специалисты, прошедшие подготовку по курсу
«Контроль скважины. Управление скважиной при
нефтегазоводопроявлениях»
в
специализированных учебных центрах. Проверка
знаний и переподготовка этих кадров проводится
не реже одного раза в 3 года
(п 2.7. 7.2 ПБНГП)

3. Литература

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности
624-03). Серия 08. Выпуск 4. М.:-2003.- 312 с.
(ПБ 08-
Шевцов В.Д. Предупреждение газопроявлений и выбросов при бурении
глубоких скважин.- М.: Недра, 1988.-200 с.
Логанов Ю.Д. и др. Открытые фонтаны и борьба с ними: Справочник.- М:
Недра, 1991.-198 с.
Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И. Теория и практика
предупреждения осложнений и ремонта скважин при их строительстве и
эксплуатации: Справочное пособие: В 6 т.-М.: Недра, 2001.-Т.3.-399 с.
Куксов А.К. и др. Предупреждение и ликвидация газонефтепроявлений
при бурении. – М.: Недра, 1992. -251 с

4. Лекция 1

ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ДАВЛЕНИЯХ В СКВАЖИНЕ

5.

1.1 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Газонефтеводопроявления (ГНВП) – поступление
пластового флюида в скважину, непредусмотренное проектом
Перелив – истечение жидкости через бурильные трубы при
отсутствии циркуляции в скважине
Выброс – апериодичное извержение флюида из скважины на
значительную высоту
Фонтан – постоянное, неуправляемое извержение пластового
флюида через устье скважины на значительную высоту
Грифон – проявление пластового флюида вне устья скважины
Флюид – любой вид продукта (газ, нефть, вода…) находящийся
в пласте

6. 1.2 ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ

Гидростатическое
давление (Ргс)
Ргс = Р0 + ρgH , Па
где: Ро – внешнее давление на свободной
поверхности, Па;
- ρ –плотность жидкости, кг/м3;
- g – ускорение свободного
падения, м/с2;
- H – высота столба жидкости, м

7.

Горное (геостатическое) давление (Ргор)
Ргор - давление, оказываемое весом вышележащих пород и
насыщающих их флюидов
n
n
i 1
i 1
Pгор hi 1 i гпi g hi i фi g
где: h – мощность интервала, м;
φ - пористость пород доли общего объема;
ρгп и ρф - плотность горных пород и флюида, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2

8.

Пластовое давление (Рпл)
Пластовое (поровое) давление представляет собой давление, оказываемое
флюидами, содержащимися в горной породе.
Различие между пластовым и поровым давлениями определяется характером
пород, содержащих в порах флюид. В проницаемых породах-коллекторах
давление флюида называют пластовым, в непроницаемых, таких как глина,
- поровым.
Пластовое
давление
называется
нормальным,
если
оно
равно
гидростатическому давлению столба пластовых вод, сообщающихся
через трещины и поры горной породы с атмосферой (рис. а).
Пластовые давления, превышающие гидростатические давления флюидов
определяются как аномально высокие давления, а пластовые давления
меньше гидростатических называются аномально низкими (рис. б, в).
б)
H
h
H
Н
в)
h
а)
Рисунок.- Влияние пьезометрической
высоты на пластовое давление в скважине
а)- устье скважины совпадает с
пьезометрической поверхностью;
б)- устье скважины расположено выше
пьезометрической поверхности;
в) - устье скважины расположено ниже
пьезометрической поверхности
Pпл g H
Pпл g ( H h)
Pпл g ( H h)

9.

Давление гидроразрыва горных пород (Р гр)
Это давление, создаваемое флюидом, при котором а горной породе начинают возникать трещины
Формула Итона
grad Ргр =
Горная порода
Формула Андерсена
Pпп
H 1
grad Ргр =
Pгор Pпл
H
где , - Рпл - пластовое и горное давления, Па; H – глубина пласта, м; - v - коэффициент Пуассона
Формула Сельващука
Глины:
- песчанистые
- плотные
Глинистые сланцы
Известняки
Каменная соль
Песчаники
Коэффициента
Пуассона
0,38-0,45
0,25-0,36
0,10-0,20
0,28-0,33
0,44
0,30-0,35
2 Pгор 1 3 Pпл
пород;
Н Рс–давление,
Н для преодоления сопротивления скелета горных пород разрыву
1 горных
1 необходимое
где - коэффициент бокового распора
Эмпирическая формула
Ргр Рпл ( Рг Рпл ) Рс
Ргр 0,0083Н 0,66 Рпл

10.

РB
х
РA
А
х
х
В
х
х
С
Давление
х
х
2
1
D
VA
VB
Объем закачанной жидкости
Типовая диаграмма испытания горной породы на прочность методом опрессовки:
1- давление нагнетания; 2- статическое давление
А- начало поглощения бурового раствора; В- гидроразрыв пласта; ВС- распространение
трещин в породе; СD- падение давления после прекращения закачки.

11.

Гидродинамическое давление (Ргд)
При промывке скважины
Рн Ро Рбк Рзд Рд Ркп
При цементировании скважин
Рца Рон Рот Ркп
Где: Рон - потери давления в наземной обвязке; Рот
Ркп - в кольцевом пространстве
- в обсадных трубах;
При ликвидации нефтегазоводопроявлений
Рн Ро Рбк Рзд Рд Ркп Рош Рш
где Рош
- потери давления в отводном канале (от задвижки устья скважины до
Рш штуцера);
регулируемого
- потери давления на регулируемом штуцере.
При спуско-подъемных операциях

12.

Забойное давление (Рзаб)
при циркуляции жидкости
Рз Ргс Ркп
При подъеме бурильной колонны
Р з Ргс Рпд Рф Рнд
где
Рдп - гидродинамическое давление под долотом;
Рф
Рнд
-снижение забойного давления в результате
контракции,
седиментации и температурных изменений;
- снижение давления за счет недолива скважины.
фильтрации,
При спуске бурильной колонны
Р з Ргс Ргд Рст
где Рст –температурные изменения гидростатического давления бурового раствора

13.

Состояние статическое:
скважина открыта, циркуляция бурового раствора
отсутствует. Забойное давление равно
гидростатическому давлению
Рз Ргс
Динамическое состояние:
Скважина открыта, идет циркуляция бурового раствора.
Забойное давление равно сумме гидростатического давления
и потерям давления в кольцевом пространстве
Рз Ргс Ркп
Статическое состояние:
Скважина закрыта. Имеется избыточное давление в кольцевом
пространстве при ГНВП.
Забойное давление равно сумме гидростатического давления и
избыточного давления в кольцевом пространстве.
пространстве
Рз Ргс Ри (кп)
Динамическое состояние:
Скважина закрыта. Идет процесс вымывания поступивших в
скважину флюидов.
Забойное давление равно сумме гидростатического,
избыточного и потерям давления в кольцевом
пространстве..
Рз Ргс Р Ри (кп) Ркп