Какое должно быть избыточное давление на устье скважины
Содержание статьи
Что такое допустимое давление для устья скважины
Давление в нефтяном пласте при бурении скважины
Представляете, доросла до того, что пишу статью в раздел «По просьбам трудящихся», сама в приятном шоке. И еще под одной из моих прошлых статей чуть не началась драка на тему пластового давления, было весело)
А некоторые меня ругают за слишком длинные вступления, в корне с этим не согласна. Мои собственные мысли и отделяют блог от учебника, поэтому люблю немного с вами поговорить в начале
Сегодня поговорим о пластовом давлении
Нефть, газ и вода находятся в пласте под давлением, которое называется пластовым . До того, как человек воздействует на пласт, вся система находится под начальным пластовым давлением
Величину начального пластового давления ориентировочно принимают равной давлению столба воды высотой равной глубине залегания пласта, т.е. гидростатическому давлению
В жизни и в природе ничего идеального нет, и из-за давления вышележащих горных толщ и тектоники пластовое давление отличается от гидростатического на практике
Пластовое давление, превышающее гидростатическое, называют аномально высоким пластовым давлением (АВПД)
Пластовое давление меньшее гидростатического называют аномально низким пластовым давлением (АНПД)
С терминологией разобрались. Теперь представим, что пришел человек и начал техногенно вмешиваться в жизнь пласта — бурить скважину
В процессе бурения на вскрываемые пласты действует давления столба бурового раствора, и здесь очень важно балансировать с пластовым давлением — с помощью плотности бурового раствора
В случае, когда давление столба бурового раствора превышает пластовое давление, мы бурим на репрессии
Если давление столба бурового раствора меньше пластового давления, мы бурим на депрессии
Знаете, когда я защищала свой первый диплом (это происходило на кафедре и плюс под камерами в режиме онлайн) я очень нервничала, и в своей речи перепутала два этих понятия. Мне стало так стыдно, но я не растерялась, исправилась, зато на всю жизнь запомнила
Теперь, когда говорю о репрессии и депрессии, в голове всплывают картинки, как я стою перед камерами, дядьками-буровиками и ладошки потеют)
Изменяя плотность бурового раствора буровик использует совмещенный график давлений, где отмечен «коридор», в пределах которого возможно регулировать плотность
Если давление бурового раствора меньше пластового давления, то буровой раствор не будет качественно выполнять своей функции, говоря «на пальца» — будет недостаточно давить на стенки скважины
Если давление бурового раствора больше давления поглощения — раствор просто уйдет в пласт, а это серьезное осложнение в процессе бурения, которое так и называется поглощение
Статья про осложнения и аварии будет. И про фонтан тоже
На графике для простоты используют не давления, а коэффициенты
Коэффициент аномальности — отношение пластового давления к гидростатическому (синий график)
Относительная плотность бурового раствора — отношение его плотности к плотности воды
Коэффициент поглощения — отношение давления, при котором возможно поглощение, к гидростатическому (красный график)
Также используя этот график, определяют конструкцию скважины, т.е. количество обсадных колонн и глубину их спуска
Касательно ППД — друзья, это относится к разработке нефтяного месторождения, когда уже ведется добыча, об этом расскажу в следующих статьях. Все будет
Буду рада конструктивной беседе в комментариях, а также лайку за статью и подписке на канал!
Источник
Максимально допустимые давления на устье скважины.
Гидростатическое давление, Pr — Мпа; кгс/см.кв.. . Гидростатическим давлением принято называть давление, определеяемое весом столба раствора выше рассматриваемого сечения, приходящегося на единицу площади.
где r — плотность флюида, г/см 3 ;
H — глубина скважины, м.
В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола.
Избыточное давление, Pиз -кгс/см. 2 . Избыточное давление (противодавление) есть давление, действующее на закрытую или открытую (в динамике) систему, определяемое иными, чем гидростатическое давление, источниками. В нашем случае избыточным давлением в закрытой при ГНВП скважине будет давление в бурильных трубах Pиз.т. и колонне Pиз.к. Избыточным давлением в динамических условиях будут гидравлические потери в дросселе +Pr.c.
Избыточное давление добавляется к давлению, действующему в рассматриваемой точке в статических и динамических условиях. Это положение является основополагающим в понимании методики глушения скважины.
Избыточное давление в бурильных трубах. Pиз.т. — кгс/см. 2 Pиз.т. — это давление на стоянке при закрытой скважине без циркуляции. Pиз.т. равно разнице между пластовым давлением Pпл и гидростатическим давлением столба бурового раствора в бурильных трубах.
Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз.к. — кгс/см. 2 Pиз.к. — это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутвии циркуляции. Pиз.к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве.
Забойное давление, Рзаб — кгс/см. 2 Забойное давление есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях. Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз.
Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его:
— в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;
— приГНВП , когда скважина закрыта , Рзаб=Рпл.
Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 41 ; Нарушение авторских прав
Источник
МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ГЛУШЕНИИ СКВАЖИН
Все операции по глушению скважин любым способпм должны обеспечивать безопасность работ и исключать
появление дополнительных осложнений, связанных с разрушением устьевого оборудования, порывом обсадных труб,
гидроразрыв’ом пород в необсаженной части ствола скважины, грифонообразованием и потерей циркуляции.
Давление в затрубном пространстве при глушениискважин СРИз. i-Jtd не должны превышать 80%. давления
последней опрессовки обсадной колонны и устья скважины ОПР
3.3. Допустимое давление на устье с точки зрения обеспечения безопасности гидроразрыва пород UРиз. к!г. р не должно превышать допустимую прочность пород в наиболее слабом участке ствола скважины.
где Pr _- давление гидрораэрыва наименее прочных пород.
К — глубина залегания наименее прочных пород, м; р — плотность бурового раствора в затрубном пространстве, г/смз.
Значение Р , как правило, известно из проекта на бурение скважины или устанавливается опытным путем в процессе её углубления.
Плотность бурового раствора (или флюида) в эатрубном пространстве р берется фактическая.
3.4. В случае, если давление гидроразрыва пластов неизвестно, то допустимое давление [Риз. к1г. р устанавли -веется из следующих зависимостей:
ГР 1 =0,23 h — если в затрубном пространстве
Гр 1 =0, 115fr — если в затрубном пространстве
L из.к-lr.p — *
буровой раствор плотностью менее 1, 15 г/см 3 или вода.
В случае, если плотность бурового раствора в эатрубном пространстве выше 1, 15 г/см 3 , то следует пользо -ваться зависимостью
Допускаемое давление на устье скважины Ризк прини мается меньшее по [Р]13.к] т. р » [ р из.к1г.р
3. 5. Это общее правило полностью и однозначно рас -пространяется на всо случаи флюлдопроявлений в момент закрытия скьажгны. В этот период в колонне, по крайней мере, в р.ерхнон её части находится буровой раствор плотностью рн . поэтому зависимость
[Р ] -Р -РнЬ О, 1 — верна.
L нз.кт.р г.р ‘ н v
Это выражение Dcpno и во всех случаях жидкостных проявлении, так как максимальные давления при их ликвидалии создаются в момент закрытия скважины. В случае глушения газопроявлений, в период, когда пачка газа подходит к устью, давление в колонне резко растёт. Но затрубное пространство (выше башмака колонны или самого слабого горизонта) заполнено в это время газом, давление столба которого мало. Проведенные исследования и практика работ показывают, что давление на пласты при этом практически не меняется по сравнению с давлением по сравнению с давлением при закрытии скважины.
В этом случае I Риз.к! принимается равным допустимому давлению [Риз.к)тр-
Устье скважины, оборудованное превенторной установ -кой, испытывалось вместе со спущенной на глубину 500 м 324-мм обсадной колонной давлением в 120 кгс/см^.
При дальнейшем, углублении скважины в интервале 700-850 м были встречены отложения, имеющие градиент гидроразрыва, равный 0,18 кгс/см^/м, т. е. давление гидроразрыва на глубине 700 м равно 126 кгс/см^. Ниже вновь залегают более консолидированные породы с большим градиентом гидроразрыва.
На глубине 2000 м, когда плотность раствора составляла 1,3 г/см 3 , началось проявление.
Определить максимально допустимое давление в колон -не при ее глушении.
* °’ 8 * Р опр Рг.р-Р* 0 — 1 ‘
Значит, максимально допустимое давление в колонке при закрытии скважины не должно превышать 35кгс/смЯ
Давление на устье имеет два ограничения :
· рабочее давление блока превенторов и устьевого оборудования или прочность последней обсадной колонны ;
· давление гидроразрыва пласта ниже башмака последней обсадной колонны (в случае негерметичности обсадной колонны).
Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 21 ; Нарушение авторских прав
Источник
Источник
Каким должно быть давление в скважине?
Давление в скважине
Красивое понятие «артезианские скважины» не редко упоминается в разных источниках. Сегодня это красивое явление может стать реальностью для всех желающих. Под ним понимаются подземные воды, которые заключены водоупорными слоями в горных породах. Сохраняется определённое гидравлическое давление в скважине. Использование воды в качестве питьевой, считается престижным, надёжным и популярным. На участках проводят автономные системы водоснабжения и пользуются чистейшей водой для своих нужд.
Залегание происходит в областях мощных древних геологических структур. Образуются артезианские бассейны. Когда совершают бурение отверстия до водоносного пласта, давление в скважине позволяет поднять воду на верх и заставить фонтанировать. Малая часть жидкости находит себе выход через горные ручьи, тихие ключи или бурные гейзеры. Остальная жидкость тысячелетиями накапливается в глубинах земли в стеснении водоупорных слоёв пока не образуется свободный выход или человек не пробурит его самостоятельно. Верхние подземные воды проходят на разной глубине. Она может достигать десятки или сотни метров. В воде мало микроорганизмов, а болезнетворные бактерии почти исключены.
Процесс получения
Бурение происходит с помощью мобильных буровых установок на базе автомобилей большой грузоподъёмности. Иногда операция выполняется передвижными мобильными установками. Процесс предусматривает использование шарошечных долотов разного диаметра. Главным преимуществом является высокая водоотдача. Артезианские варианты способны обеспечить водой посёлки или несколько домов. Не редко соседи заказывают совместные проекты (правда, стоит хорошенько подумать, стоит ли решаться на такой шаг). Если работы будут проводить профессионалы, то система прослужит не меньше 50-ти лет. Всё зависит от грунта, из которого выходит вода, качества бурения и обустройства.
Глубина
Не всегда понятны основные преимущества собственной водяной точки. Причин много и все они имеют смысл. В подземных водах нет лишних вкраплений, давление в скважине оптимальное. Водопроводная или бутилированная вода может содержать вредные для организма элементы. Артезианская надёжно защищена скальными и другими твёрдыми породами грунта. Туда не могут попасть кислотные дожди, токсины, бактерии, грязь. Загрязнение исключено. Эта жидкость наделена только минералами. При этом важно, чтобы в момент бурения компания придерживалась санитарных норм. Иначе изначально чистейшее место станет опасным для человеческого здоровья.
Глубокие залежи максимально защищены от промышленных и бактериальных загрязнений. Не смотря на давление в скважине, добыча не обходится без специальных бурильных установок и некоторых мероприятий. В глубину сначала погружают трубы, а следом за ними насос. На земле формируется стандартный трубопровод. Первым препятствием с залеганием встречается песок (15-40 метров). Дальше идёт известковый (30-230 метров). Артезианская вода содержит множество минералов. Все они несут огромную пользу здоровью.
Обустройство может иметь несколько исполнений:
Классическое
Если давление в скважине оптимальное, то подойдёт классическая конструкция. Также в известняке не должны присутствовать песчаные линзы или глиняные прослойки. Верхние в порядке. Тогда обсадная должна доходит до верхних границ водоносного пласта. Проделывают открытый ствол диаметром меньше, чем у обсадной трубы. Через отверстие начинается наполнение. Глубинный насос опускают в устье на 10 метров, но не за пределы обсадной.
Двойная обсадка
Будет необходима при следующих условиях:
- Отсутствует давление в скважине.
- Есть песчаные и глиняные вкрапления в известняковых слоях.
Начальная обсадная проводится до краёв известняка. Ещё одну (меньшую) монтируют в самом известняке (до границ водоносного). Иногда система проводится до конечной точки. Чтобы заставить поступать жидкость, выполняют перфорацию. При двойной обсадке насос устанавливают внизу.
С кондуктором
Вариант уместен, когда грунты препятствуют бурению, водоносный слой создаёт хороший напор, а в известняке нет глины с песком. Исполнение отличается от классического присутствием кондуктора (большая труба, чем обсадная). Располагается в верхних слоях.
Переход на меньший диаметр
Нормальные верхние слои с наличием валунов и сыпучих песков допускают такую конструкцию. Водоносный горизонт должен обеспечить подходящий напор, а известняк не иметь песка и глины. Сначала проводится основная труба. Следом за ней поступает аналог меньший до границ. Туда погружают глубинный насос и следуют этапам обустройства, как предусматривает классический вариант. Если присутствуют глина с песком, должны быть три вида обсадных:
- Основная.
- Второстепенная (подходит к известняку).
- Меньшего диаметра (до отверстия).
Насос опускают в последнюю трубу.
Достоинства
- Производительность. Пластовый горизонт даёт высокий показатель водоотдачи.
- Беспрерывная подача. Не важно, где расположена точка. Постоянно обеспечивается бесперебойная подача. При этом допускается несколько источников потребления.
- Качество. В глубинах нет загрязнения грунтовыми водами или канализационными стоками. Не допустимо попадание органических соединений.
- Срок эксплуатации. Часто зависит от материала обсадных. Пластик способен простоять не меньше 50-ти лет.
Недостатки
- Высокая на первый взгляд цена.
- Содержание минерализованного железа, кальция и магния. В этом случае придётся дополнительно подбирать систему фильтров.
Стоимость
Цену проекта предопределяют несколько факторов:
- Глубина.
- Конструкция (используемые трубы).
- Обустройство.
- Удаленность участка.
Не всегда проектная стоимость совпадает с действительностью. Особенно это актуально если работой занимаются плохо подготовленные люди. Учитывая разные условия, общую стоимость могут формировать следующие затраты:
- Проезд спецтехники на объект.
- Обслуживание и работа буровой установки.
- Стоимость труб и их монтаж.
- Прокачка системы до получения чистого водоснабжения.
- Предварительный визит выездного инженера.
Эти «допы» входят в стоимость услуг Кимберии «под ключ» и дополнительно не оплачиваются заказчиком.
Источник
1.1.
Тема 1. Основные понятия о ГНВП и фонтанах.
Лекций по программе
Курс
«Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях».
Открытые фонтаны всегда были и остаются в настоящее время самыми тяжелыми авариями при бурении и ремонте скважин. Как правило, открытые фонтаны сопровождаются многими последствиями. Такими как:
n потеря бурового и другого оборудования
n непроизводственные материалы и трудовые затраты;
n загрязнение окружающей среды (разливы нефти или минерализованной воды, загазованность и др. ) ;
n перетоки внутри скважины, вызывающие истощение месторождения и загрязнение вышележащих горизонтов;
n случаи человеческих жертв.
Несмотря на совершенствование противовыбросового оборудования и технологию проводки, освоения и ремонта скважин количество открытых фонтанов и убытки от них сокращаются медленно. Чаще всего причиной этого является отсутствие должного контроля за поведением скважины, при которой невозможно определить начало ГНБП и своевременно принять меры по его ликвидации, а так же неграмотные работы по глушению проявления. Каждый открытый фонтан проходит стадии:
· Начала ГНВП, когда в ствол скважины только начинает поступать флюид из пласта.
· Подъем флюида по стволу скважины и выброс, если устье оказалось незагерметизированным.
Нормальная ликвидация проявления может быть только в том случае, если его обнаружение и герметизация произошли на первом этапе — начале поступления флюида из пласта т.е. произвести раннее обнаружение начала ГНВП.
ГНВП- это поступление пластового флюида ( газ, нефть, вода, или их смесь ) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении , ремонте и эксплуатации.
Выброс — кратковременное, интенсивное вытеснение из скважины порции бурового раствора энергией расширяющегося газа.
Открытый фонтан — неуправляемое истечение пластового флюида через устье скважины в результате отсутствия, разрушения, или негерметичности запорного оборудования, или грифонообразования.
Давление, P — Мпа; кгс/см.2. Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях.
Гидростатическое давление, Pr — Мпа; кгс/см.кв.. . Гидростатическим давлением принято называть давление, определеяемое весом столба раствора выше рассматриваемого сечения, приходящегося на единицу площади.
где r — плотность флюида, г/см3;
H — глубина скважины, м.
В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола.
Гидравлические потери (сопротивление) Pr.c, Мпа; кгс/см.2. Гидравлические потери определяются как давление, которое необъодимо создать, чтобы прокачать данный флюид с данной скоростью через данную систему. Гидравлические потери возникают только при прокачивании флюидов и суммируются со всеми другими давлениями, действующими в интересующей нас точке.
Значение гидравлических потерь определяется по существующим методикам.
Избыточное давление, Pиз-кгс/см.2.Избыточное давление (противодавление) есть давление, действующее на закрытую или открытую (в динамике) систему, определяемое иными, чем гидростатическое давление, источниками. В нашем случае избыточным давлением в закрытой при ГНВП скважине будет давление в бурильных трубах Pиз.т. и колонне Pиз.к. Избыточным давлением в динамических условиях будут гидравлические потери в дросселе +Pr.c.
Избыточное давление добавляется к давлению, действующему в рассматриваемой точке в статических и динамических условиях. Это положение является основополагающим в понимании методики глушения скважины.
Избыточное давление в бурильных трубах. Pиз.т. — кгс/см.2 Pиз.т. — это давление на стоянке при закрытой скважине без циркуляции. Pиз.т. равно разнице между пластовым давлением Pпл и гидростатическим давлением столба бурового раствора в бурильных трубах.
Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз.к. — кгс/см.2Pиз.к. — это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутвии циркуляции. Pиз.к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве.
Пластовое давление, P пл — кгс/см.2. Пластовое давление есть давление флюида в рассматриваемом пласте. Пластовое давление равно гидростатическому давлению столба бурового раствора в бурильных трубах плюс Риз.т. при закрытой скважине. Нормальным пластовым давлением считается давление равное гидростатическому давлению столба воды на глубине залегания пласта. Пластовое давление выше давления столба воды называется аномально высоким пластовым давлением. Пластовое давление ниже давления столба воды называется аномально низким пластовым давлением.
Забойное давление, Рзаб — кгс/см.2 Забойное давление есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях. Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз.
Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его:
— в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;
— при ГНВП , когда скважина закрыта , Рзаб=Рпл.
Основным условием начала ГНВП является превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением.
Забойное давление в скважине во всех случаях зависит от величины гидростатического давления бурового раствора заполняющего скважину и дополнительных репрессий вызванных проводимыми на скважине работами ( или простоями ).
ЕТПБ требуют, чтобы гидростатическое давление ( Р г ) превышало пластовое ( Р пл ) в следующих размерах :
для скважин с глубиной до 1200м Р=10% Р пл, но не более 1,5 МПа
для скважин с глубиной более 1200м Р=5% Р пл, но не более 3,0 Мпа
При известном пластовом давлении горизонта необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт определяют:
Источник