какое избыточное давление в закрытой скважине используют для расчета начального давления циркуляции

Дующим данным при ГНВП, приняв

( dР = 3,0МПа: dР– запас противодавлнния )

— Избыточное Ризб.затр.(к ) — 4,8МПа

Определить пластовое давление – Рпл.

Рпл = q х Н х Y + Ризб.тр.

q— ускорение свободного падения = 0,00981см/с 2

Рпл. = 0.00981 х 4000 х 1,70 + 3,4 = 70,10МПа

Рпл. + dР 70,10 + 3,0

Q х Н 0,00981 х 4000

Определить начальное давление циркуляции

при ликвидации ГНВП для следующих ис –

ходных данных по скважине :

( приняв – dР = 1,0МПа )

— гидравлические сопротивления ( Рг.с.)— 14,1МПа

— избыточное давление ( Ризб. затр.) — 4,5МПа

Рнач. = Ризб.тр. + Р 1 г.с. + dР

ной для глушения подачи, МПа.

1.Определить Р 1 г.с.

Q2 17

Q1 34

14,1 х 0,25 = 3,52МПа

Определить начальное давление.

Рнач = 2,8 + 3,52 + 1.0 = 7,32МПа.

— Определить высоту пачки флюида, поступившего в

Скважину при вынужденном простои, при отсутствии

инструмента в скважине при следующих данных:

-площадь кольцевого пространства (Fк.п.)— 0,024м 2

Vф. 1 1000

Fз. 0,037 37

Оределить высоту пачки флюида поступившего в сква

Жину при простое с НКТ находящемся на забое, при

следующих данных:

Vф – 3.3м 3 ; Fк.п. – 0.024м 3 ; Fв.с. – 0.009м 3 ;

Fз. – 0.037м 3

Vф 3,3 3.3

Fв.с + Fк.п. 0.009 + 0.024 0.033

Определить высоту пачки флюида, поступившего в скважину при бурении по следующим данным:

Vф –1.5м 3 ; Fк.п. – 0.024м 2 ; Fз. – 0.037м 2

Fб.т. – 0.009м 2

Vф. 1.5

Fк.п. 0.024

В разрезе скважины имеются два пласта-

коллектора со следующими параметрами:

1. Первый пласт:

2. Второй пласт:

Рпог 33 33

Q х Н 0,00981 х 1840 18,05

для вскрытия 1-го пласта : dр = 2,6МПа.

Рпл + dР 26,0 + 2,6 28,6

Q х Н 0,00981 х 1840 18,05

1. Определяем эквивалентную плотность давления поглощения для 2-го пласта:

Рпог 30 30

D х Н 0,00981 х 2020 19,82

Определяем верхний предел плотности бурового раствора

для вскрытия 2-го пласта: dр = 2,7МПа.

Рпл + dР 27,0 + 2,7 29,7

Q х Н 0,00981 х 2020 19,82

Сравнивая полученные для двух пластов- коллекторов минималь-

ное значение эквивалентной плотности давления поглощения (Рпог)

и максимальное значение плотности бур.раствора (Yб.р),получаем:

Yпог = 1,51 Yб.р = 1,58г/см 3

Следовательно, данный интнрвал 1840-2020м является несовмести-

мым по условиям бурения и одновременное вскрытие двух пластов

коллекторов – недопустимо.

Первый вариант:

Рпл 70,5 70,5

Q х Н 0,00981 х 4300 42,18

Второй вариант:

Гидростатическое давление в скважине глубиной –

М. составляет – 79,5МПа. Величина плотности

ческой плотности расвора в скважине – допустимой!

Рпл 79,5 79,5

Q х Н 0,00981х 5000 49,05

больше – 0,02г/см 3 ; то является – не допустимой.

Определить конечное давление циркуляции

глубина скважины (Н) – 3300м.

избыточное давление (Ризб.тр) – 2,8МПа

Избыточное давление (Риз.зат.) – 4.5МПа

гидравлические сопротивления (Рг.с) – 10,08МПа.

подача насосов (Q 1 ) – 12л/сек

выбранная подача (Q 2 ) – 6,0л/сек

Определить пластовое давление – Рпл

Рпл. = q х Н х Y + Ризб.тр. = 0,00981 х 3300 х 1,60 + 2,8 =

Определить уд.вес раствора для глушения скважины–Yгл.

Рпл. + dР 54,60 + 2,0 56,6

Q х Н 0,00981 х 3300 32,4

3.Определить гидравлические сопротивления при выбранной подаче – Р 1 г.с.

Q 2 6

Q 1 12

Определить конечное давление циркуляции – Рк.

Yгл. 1,76

Yр-ра 1,60

Определить плотность поступившего в скважину

флюида при следующих исходных данных:

— площадь поперечного сечения ствола скважины в интер-

— избыточное давление в трубном пространстве

— (Риз.тр) – 2,2МПа

— (Ризб.к) – 3,6МПа

( Ризб.тр – Ризб.к)

Q х hф

hф– высота столба флюида в стволе скважины –м.

Определить высоту пачки флюида

Vф 2,3

F 0,0124

Определить плотность поступившего в скважину

Флюида.

(Ризб.к – Ризб.тр.) ( 3,6 – 2,2 )

Q х hф 0,00981 х 186

Обозначения:

q – ускорение свободного падения = 0.00981см/с

допустимые объемы :

— при подъеме= 0.5м 3

— при бурении, спуске и других работах= 1.0м 3

Ропр. – давление опресовки (МПа, атм. кг/см 2 )

Рг.р. – давление гидроразрыва ( МПа, атм. кг/см 2 )

Рпл. – пластовое давление (МПа, атм. кг/см 2 )

Риз.тр. – избыточное давление в трубном пространстве.

Риз.к (затр) – избыточное давление в затрубном пространстве.

Рн. – начальное давление циркуляции.

Рк. – конечное давление циркуляции.

Рг.с. – гидравлические сопротивления при бурении.

Р 1 г.с. – гидравлические сопротивления при выбранной для

Ргс. – гидростатическое давление.

Yн. – плотность ( удельный вес) бур.раствора в скважине (г/см 3 )

Yф. – плотность флюида (г/см 3 )

Yк. – плотность бур.раствора для глушения скважины (г/см 3 )

бого пласта, спуска НКТ и т.д. )

Q 1 – производительность насосов при бурении, л/с.

Q 2 – выбранная подача насоса для глушения, л/с.

Подсчитайте скорость миграции газовой пачки в закры-

Той скважине при ГНВП, при следующих исходных

данных:

— избыточное давление в трубном пространстве (Риз.тр) – 4,5МПа

— избыточное давление в затрубном пространстве (Риз.к) – 6,0МПа

— давление в бурильных трубах (Р 1 из.т) и в обсадной коллоне

Средняя скорость миграции газа в скважине рассчитывается

по формуле:

DРу 8.9 8.9

Q х Y х t 0.00981 х 1.65 х 2 0.0324

DРу – перепад давления на устье закрытой скважины, МПа за время – t (час).

— Скорость миграции газа в трубном пространстве:

Р 1 из.тр – Риз.тр 8,9 – 4,5 4,4

Х 1,65 х 2 0,0324 0,0324

Ответ: Скорость миграции газа в трубах составляет – 136м/час

— Скорость миграции газа в затрубном пространстве:

Р 1 из.к – Риз.к 8,9 – 6,0 2,9

Х 1,65 х 2 0,0324 0,0324

Ответ: Скорость миграции газа в скважине составляет – 89,5м/час

— При бурении скважины (забой-2000м) произошло ГНВП

Из пласта расположенного на глубине–1000м. (пластовое

давление–15МПа). Плотность поступившего флюида-

600 кг/м 3 ). Высота пачки-10м. Плотность бурового раст-

Ны через 5 – 10мин?

В данной ситуации на забой будет давить:

— столб раствора – 1000м

— газовая пачка высотой – 10м; давление в

газовой пачке = пластовому давлению и

Определяем давление столба бур. расвора

Рб.р. = q х Н х Y = 0.00981х 1000 х 1.4 = 13.7МПа

Определяем забойное давление.

Рз. = Рб.р. + Рг.п. = 13.7 + 15 = 28.7МПа

Рг.п. = Рпл.

— Каким будет избыточное давление в затрубном пространстве через 5 – 10мин. после герметизации

Устья скважины?

1. Риз.з. = Рпл. – Yб.р. х q х (Н – hф) –Yф. х q х hф. =

15 – 1.4 х 0.00981х (1000 – 10) – 0.6 х 0.00981 х 10 =

15 – (1.4 х 0.00981х 990) – 0.059 = 15 – 13.6 – 0.059 =

В процессе миграции газовой пачки (объем пач-

Скважины с глубины – 2000м избыточное давле-

ние в затрубном простоанстве возросло на –

МПа за – 1час 30мин.

На сколько увеличится избыточное давление в

Ответ: на устье в трубах и в затрубном пространстве появи-

Лось избыточное давление из-за необходимости ком-

Пенсации недостатка гидростатического давления

Для уравновешивания пластового давления в обоих

Ветвях сообщающихся сосудов (трубном и затрубном

Пространствах).

— избыточные давления в трубах и затрубном простран-

Стве увеличивается одинаково, то есть величина при-

Роста давления за один и тот же промежуток времени

В трубах и затрубном пространстве одна и та-же и

равняется = 6МПа.

Определить допустимый объем (Vдоп.) поступле-

ния флюида в скважину при следующих данных:

Предельный объем (Vпред.):

— для стыка секций обсадных коллон – 12м 3

— для подошвы слабого пласта— 9м 3

— для приустьевой части ОК — 7м 3

— коэффициет «альфа» принять равным – 0.5

Коэффициет « альфа – а » берется согласно

Таблицы.

— Определение допустимого объема:

— Vдоп. = а х Vпред. = 0.5 х 7 = 3.5м 3

— Vдоп. =a х Vпред = 0.5 х 9 = 4.5м 3

Источник

Тема 7. Ликвидация газонефтеводопроявлений при нахождении инструмента на забое скважины

МЕТОДИКА ДВУХСТАДИЙНОГО ГЛУШЕНИЯ СКВАЖИН

Рассмотрим теперь последовательность операций и общие правила их осуществления.

При выявлении наличия ГНВП необходимо как можно скорее закрыть скважину. Существует много способов раннего обнаружения проявлений. Но если возникает вопрос, проявляет скважина или нет, необходимо отключить насос и проверить наличие перелива из скважины. Если перелив есть, но имеется сомнение о его причине, следует закрыть скважину и проверить наличие давления в бурильной колонне.

Следует помнить, что чем больше пластового флюида поступило в скважину, тем труднее при больших давлениях ее будет глушить. Теоретически максимальное давление в колонне при глушении газопроявления повышается на квадратный корень объема проявления. Например, при проявлении в 16 м.куб давление в два раза выше максимального давления в колонне на поверхности при проявлении в 4 м. куб.

Поэтому при получении сигнала о наличии проявления немедленно:

· Остановите работу.

· Поднимите рабочую трубку так, чтобы замковое соединение не находилось в зоне плашек превентора.

· Остановите насос (цементировочный агрегат).

· Откройте задвижки на линии, ведущей к открытым дросселям или в желоб.

· Медленно закройте дроссель или задвижку на выкиде превентора, следя при этом, чтобы давление в обсадной колонне не превышало допустимое давление разрыва труб или гидроразрыва пород.

· Следующей операцией является регистрация давлений.

· Дайте возможность и время избыточным давлениям в бурильных трубах и затрубном пространстве стабилизироваться. Для этого требуется не более 5-10 минут. Затрачивать больше времени на замер избыточных давлений не допускается, так как в случае газопроявлений всплывающая газовая пачка будет вносить значительные погрешности.

· Запишите:

· Избыточное давление в бурильной колонне Риз.т.

· Избыточное давление в затрубном пространстве Риз.к.

Увеличение объема раствора в приемной емкости V_o. V_o является объемом проявления и в дальнейшем используется для расчета максимально ожидаемых давлений в затрубном пространстве при глушении скважин.

Если давление в бурильных трубах при закрытой скважине медленно, но непрерывно растет, это может вызываться или низкой проницаемостью проявляющих горизонтов, или поднимающимися по стволу газом.

При закрытой скважине индикаторами забойных условий являются манометры давления в бурильных трубах и затрубном пространстве. Избыточное давление в затрубном пространстве Риз.к обычно больше Риз.т, так как плотность пластовых флюидов обычно легче бурового раствора ; поэтому столб загрязненного раствора создает меньшее противодавление на пласт.

Выбор подачи насосов и давления глушения скважины.

После замера и регистрации Р_из.к, Риз.т необходимо немедленно приступить к циркуляции бурового раствора. При этом возникают два вопроса: с какой подачей и какое поддерживать давление в бурильных трубах, прямо связанное с величиной создаваемого противодавления.

Во время глушения скважины обычно используется пониженная подача насоса (насосов), равная половине подачи при углублении скважины.

“Половинная скорость” подачи обычно приемлема, поскольку создает пониженные нагрузки на насосы (повышается вероятность их безотказной работы), дизеля, снижает гидравлические потери. Она также позволяет иметь значительный запас по давлению в бурильных трубах, реализация которого может потребоваться в процессе глушения. Низкая подача насосов позволяет более точно регулировать плотность бурового раствора и дает так же время на принятие решения при использовании регулируемого дросселя.

Однако следует заметить, что правило использования половинной подачи насосов не является абсолютным. В принципе можно использовать любую подачу, но при этом нужно знать гидравлические сопротивления в скважине при циркуляции в период предшествующий проявлению.

Значение гидравлических сопротивлений Рг.c берется по данным углубления скважины, которую необходимо ежедневно регистрировать в специальной карточке.

Если при глушении скважины выбрана другая подача насоса (насосов), то давление

n- отношение выбранной подачи насосов Q2 к имевшей место при бурении

Стадия 1. Начальное давление в бурильных трубах при глушении скважины Рн устанавливается двумя путями.

Рн определяют расчетным путем. Оно равно давлению в бурильных трубах при закрытой скважине (Риз.т) плюс гидравлические сопротивления в системе Рг.с при выбранной подаче насосов плюс 5-:10 кгс\см.кв. для поддержания некоторого превышения забойного давления над пластовым.

Рн = Риз.т + Рr.с + 5 ÷ 10 кгс/см.кв.

Практически устанавливают начальное давление циркуляции Рн следующим образом. Одновременно с пуском насоса (с выбранной подачей) приоткрывают дроссель. Затем степень его открытия регулируют таким образом, чтобы давление в бурильных трубах стало равным расчётному.

Начальное давление циркуляции Рн устанавливается опытным путем. Этот метод обычно используется, когда точно неизвестны ни подача насоса, ни соответствующие ей гидравлические потери в системе.

После регистрации давлений Риз.т Риз.к начинают закачивать в трубы буровой раствор с подачей, при которой решено глушить скважину ( обычно 1/2 подачи при бурении).

Одновременно с пуском насоса по мере роста вызванного этим давления в затрубном пространстве открывают регулируемый дроссель, чтобы противодавление превышало имевшееся в нем давление Риз.к на 5-10 кгс/см.кв.

Регистрируют давление в бурильных трубах при установившейся постоянной подаче насоса (насосов). Это и есть начальное давление глушения скважины Рн.

З а п о м н и т е! При двухстадийном способе глушения скважины начальное давление в бурильных трубах Рн поддерживается п о с т о я н н ы м при п о с т о я н н о й подаче насоса ( насосов) в течение всей первой стадии- вымыва флюида. Противодавление в колонне Риз.к свободно меняют с помощью дросселя так, чтобы обеспечить это условие. Риз.к может быть любым, но не должно превышать максимально допустимого давления [Риз.к].

Теоретически одного цикла циркуляции достаточно для вымыва пластового флюида. Однако вполне возможно, что циркуляцию будет необходимо продолжить в течение 2-3 циклов. Контролем успешно законченных работ первой стадии глушения скважины является равенство избыточных давлений в трубах и затрубном пространстве при остановленной циркуляции и закрытой скважине.

С т а д и я 2. Подготовка к осуществлению II стадии глушения (кроме работ 1 стадии) заключается в повышении плотности бурового раствора до значения, необходимого для восстановления равновесия в скважине.

При циркуляции бурового раствора во время, предшествующее началу проявления, плотность раствора известна, поэтому, зная Риз.т, можно рассчитать пластовое давление проявляющего горизонта.

Теперь легко определить и необходимую плотность раствора для восстановления равновесия в скважине

В целях обеспечения некоторого превышения забойного давления над пластовым плотность раствора увеличивают на значение уp. Величина yp выбирается согласно “Единым техническим правилам ведения работ при бурении нефтяных и газовых скважин.”

Источник

Основные понятия о давлениях в скважине

Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях.

Давление, P – Мпа; кгс/см.кв.

Гидростатическим давлением принято называть давление, определяемое весом столба раствора выше рассматриваемого сечения, приходящегося на единицу площади.

В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола.

Гидравлические потери определяются как давление, которое необходимо 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.

Гидравлические потери (сопротивление) Pr. c, Мпа; кгс/см.кв..

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, Pиз — кгс/см.кв..

Избыточное давление в бурильных трубах — 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 бурильных трубах, Pиз. т. — кгс/см.кв..

Избыточное давление в обсадной колонне — это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутствии циркуляции. Pиз. к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве.

Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз. к. — кгс/см.кв.

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.

Пластовое давление, P пл — кгс/см.кв.

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.

Забойное давление, Рзаб — кгс/см.кв.

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=10-15% Р пл, но не более 1,5 МПа
для скважин с глубиной до 2500м Р=5-10% Р пл, но не более 2,5 Мпа
для скважин с глубиной свыше 2500м Р=4-7% Рпл, но не более 3,5 Мпа

При известном пластовом давлении горизонта необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт определяют:

Определение забойных давлений ( Р заб )

Забойное давление при механическом бурении и промывке

Ргск — гидравлическое сопротивление кольцевого пространства.

Ориентировочно, для неглубоких скважин оно составляет :

Ргс — полное гидравлическое сопротивление без учета перепада давления на турбобуре.

При промывке скважины после спуска труб или длительных простоях без промывки забойное давление может снижаться за счет подъема по стволу газированных пачек бурового раствора и резкого увеличения их объема к устью.

Забойное давление после остановки циркуляции первое время равняется гидростатическому

Забойное давление при отсутствии циркуляции длительное время снижается за счет явлений седиментации, фильтрации, контракции, а так же температурных изменений бурового раствора на величину D Рст

При спуске каждой свечи бурильного инструмента под долото возникают знакопеременные гидродинамические давления. В начале спуска свечи с ростом скорости спуска нарастает и репрессия под долотом. После того, как скорость выровнялась — репрессия достигает максимума и остается постоянной до момента начала торможения. При резком торможении репрессия снижается до «О» и переходит в депрессию.
Величина репрессии + DРдс — определяют по формуле ( X ).
Величина депрессии — DРдс при скорости спуска меньшей Iм/с составляет 0,01qgL при скорости спуска большей I м/с.

DРдс = ( 0,02 — 0,05 ) rgL

Для того, чтобы не возникало ГНВП при наличии вскрытого продуктивного горизонта необходимо, чтобы во всех случаях забойное давление превышало пластовое Рзаб > Рпл.

Допустимое давление, — кгс/см. кв. Допустимое давление — это давление, при котором не происходит разрушения скелетной решетки пласта или поглощения бурового раствора . Обычно <Рr. p>>Pпл.

Основные принципы анализа давлений

Давлениями, которые мы можем регулировать и контролировать при промывке скважины во время ликвидации проявления, являются:
— гидростатическое давление — Рr;
— гидростатические потери — Pr. c;
— избыточное давление — Pиз.

Общее давление в любой точке скважины будет складываться из этих трех давлений Pобщ=Рr+Рr. c+Pиз, поэтому представляет интерес рассмотреть вопрос, как рассчитать каждое из этих давлений, а также четко уяснить, как и где эти давления будут способствовать или отрицательно влиять на процесс ликвидации проявлений.

Источник