Основные теоретические положения. Нефтяная (газовая) скважина в процессе сооружения (бурения), эксплуатации (добычи УВ) и капитального ремонта (КРС) всегда заполнена жидкостью до устья или на

Нефтяная (газовая) скважина в процессе сооружения (бурения), эксплуатации (добычи УВ) и капитального ремонта (КРС) всегда заполнена жидкостью до устья или на какую-то высоту от забоя (рис. 1.1):

– при бурении – циркулирующим или покоящимся промывочным (буровым) раствором определенной плотности ρ_ж и свойств (параметров);

– при цементировании (креплении) – циркулирующим или покоящимся тампонажным (цементным), буровым, буферным, продавочным растворами;

– при испытании на продуктивность пластов (вызове притока) и освоении скважины – циркулирующими или находящимся в покое технологическими жидкостями, глинистым или аэрированными растворами, водой, нефтью или газовым конденсатом;

– при КРС – циркулирующими или покоящимися технологическими жидкостями различной плотности ρ_ж и других параметров (жидкости глушения и освоения). Поэтому технологу – нефтянику всегда необходимо знать, какое по величине гидростатическое (гидромеханическое) давление создается на забое скважины при выполнении вышеперечисленных работ.

Рис. 1.1

Для этого применяется основное уравнение гидростатики:

, (1.1)

где Р_г.ст – гидростатическое давление столба жидкости на забой, Па;

– плотность жидкости, кг/м³;

- сила тяжести, Н/кг;

– высота столба жидкости, м;

– давление на свободной поверхности (атмосферное давление), Па.

В случае покоящейся жидкости (когда к ней приложена только сила тяжести) давление во всех точках одной и той же горизонтальной плоскости будет одинаковым (зависит только от глубины погружения Н или вертикальной координаты точки).

Давление Р_г.ст., Па _. – пропорционально глубине погружения Н.

Выражение (1.1) получается особенно простым для манометрического (избыточного) давления внутри жидкости со свободной поверхностью без учета атмосферного давления :

,

Уровни жидкости в скважине бывают статические h_ст и динамические h_дин, м.

Статический уровень – уровень столба жидкости, при котором пластовое давление Р_ст уравновешивается гидростатическим Р_г.ст давлением столба жидкости в скважине (Р_пл = Р_г.ст, скважина в покое), м;

– понижение (расстояние между статическим и динамическим уровнями), м.

Динамическим уровнем – называется уровень жидкости, который устанавливается в скважине при откачке жидкости из нее или при подливе жидкости в нее.

Задача № 1. Определить гидростатическое давление на забой нефтяной скважины глубиной Н, заполненной жидкостью, имеющей плотность ρ_ж до устья (необходимые данные принять по вариантам, табл. 1.1)

Таблица 1.1

Варианты заданий

№ п/п

Параметры скважины

Варианты

Глубина Н, м.

Вид жидкости

Глинистый раствор

Полимербентонитовый раствор

Нефть

Вода

Аэрированный раствор

Утяжеленный раствор

Глинистый раствор

Глинистый раствор

Нефть

Утяжеленный раствор

Утяжеленный раствор

Утяжеленный раствор

Плотность жидкости ρж ,(кг/м3)