Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Загрузка...

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Градиент плотности, эквивалентная плотность раствора

Плотность (удельный вес) бурового раствора,

Градиент величин

 

Состояние ствола скважины и проходимых пород характеризуются множеством параметров: различными видами давлений (пластовое, поровое, геостатическое, гидроразрыва и т.д.), температурой, минерализацией, электросопротивлением и другими. Численное значение этих параметров зависит от глубины скважины. Поэтому для удобства и наглядности сравнения характеристик вводится понятие относительного параметра – градиента какой-либо величины. Делается это для удобства проведения расчётов. Все вышеназванные параметры определяются как отношение их численного значения к глубине скважины.

Физический смысл понятия градиента заключается в изменении интересующей нас величины за каждый метр проходки.

Пример 1.

Замерена температура на различных глубинах скважины:

780 м - 12оС;

990 м - 28оС;

1735 м - 35оС.

Вычислим градиенты температуры в интервалах 780 ¸ 990 метров и 990 ¸ 1735 метров.

Первый интервал: (28 – 12) : (990 – 780) = 0,076 оС/метр = 7,6 оС/100 метров.

Второй интервал: (35 – 28) : (1735 – 990) = 0,009 оС/метр = 0,9 оС/100 метров.

 

Пример 2.

Пластовое давление составляет на глубине 550 метров - 5,8 МПа;

1000 метров - 11 МПа;

1350 метров - 16 МПа.

Требуется определить градиент пластового давления в каждом интервале и найти давление пласта на глубине 1280 метров.

Градиент пластового давления составляет:

в интервале 0 ¸ 550 метров

5800 : 550 = 10,55 КПа/м = 0,0106 МПа/м = 0,106 бар/м.

в интервале 550 ¸ 1000 метров

(11 – 5,8) : (1000 – 550) = 0,0116 МПа/м = 0,116 бар/м.

в интервале 1000 ¸ 1350 метров

(16 – 11) : (1350 – 1000) = 0,0143 МПа/м = 0,143 бар/м.

Пластовое давление на глубине 1280 метров:

Р1280 = 11 + (1280 – 1000) ´ 0,0143 = 15 МПа.

 

Плотность (удельный вес)бурового раствора определяется как масса (вес) единицы объёма и вычисляется отношением общей массы (веса) какого-то объёма раствора к этому объёму.

Пожалуй, нигде не существует такой путаницы в определении значения физического параметра, как в определении плотности буровой промывочной жидкости. В США и Канаде она замеряется в фунтах на галлон (PPG), в Иране и Омане в фунтах на кубический фут (PCF), в Алжире в килограммах на кубический дециметр, на месторождениях Северного моря в килограммах на кубический метр. Российские буровики всю жизнь замеряли удельный вес в граммах на кубический сантиметр (г/см3), стремление перейти на единицу плотности системы СИ (кг/м3) пока не особенно результативно.

Какой бы тип единиц не использовался – цель одна: определение гидростатического давления.



Понятие градиента плотности бурового растворакак отношения существующей плотности к единице длины, как было сказано выше, введено для удобства сравнения различных давлений в одной и той же точке ствола скважины и выполнения некоторых расчётов.

Термин эквивалентной плотности бурового раствора вводится для учёта дополнительных давлений, возникающих при циркуляции бурового раствора или при наличии устьевого давления. Виды дополнительных давлений: затрубное и трубное давления в закрытой скважине при полученном на забое притоке, давление гидродинамических сопротивлений в затрубье при циркуляции, давления при перемещении колонны бурильных труб, давление на штуцере при глушении скважины и др.

Суммирование гидростатического давления с дополнительными давлениями сопоставимо с действием бурового раствора повышенной плотности. Эту плотность мы и называем эквивалентной. Отнеся значение эквивалентной плотности раствора к интересующей нас глубине скважины, мы получим эквивалентный градиент плотности на данной глубине. Поясним понятия на примерах.

Пример 1:

Плотность бурового раствора r = 1,21 г/см3,

Глубина башмака технической колонны – Н = 1500 м,

Избыточное давление на устье начала приёмистости под башмаком – Рпр. = 52 атм.

Определить эквивалентную плотность, при которой начинается поглощение под башмаком колонны – rэкв.

При заданных единицах измерений, где К = 0,1 расчёт ведём по формуле:

rэкв. = r + Рпр.:(К ´ Н) = 1,21 + 52: (0,1 х 1500) = 1,56 г/см3

Этот несложный расчёт позволяет сделать важный вывод о необходимости спуска следующей технической колонны перед встречей горизонта с АВПД, если дальнейшее углубление скважины требует повышения плотности бурового раствора до значения близкого к rэкв.

Пример 2:

Плотность бурового раствора r = 1150 кг/м3,

При глубине скважины Н = 2100 метров произошло проявление, скважину закрыли, замерили давление на стояке, оно оказалось равным Риз.т.. = 2,5 МПа.

Определим эквивалентную плотность:

 

rэкв. = r+ Риз.т..:(g ´ H) = 1150 + 2,5 ´ 106:(9,8 ´ 2100) = 1270 кг/м3

Этим расчётом мы определили плотность бурового раствора, давление столба которого уравновешивает пластовое давление.

 

Пример 3:

При промывке скважины на забое Н = 3000 м потери давления в затрубье составляют Рг.с. = 1600 КПа, плотность бурового раствора r = 1350 кг/м3. Какова эквивалентная плотность (удельный вес) промывочной жидкости?

 

rэкв. = r + Рг.с.:(g ´ Н) = 1350 + 1600 ´ 103 : (9,8 ´ 3000) = 1400 кг/м3

 

Теперь вспомним и навсегда запомним требования правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности к плотности бурового раствора.

В интервалах совместимых условий бурения плотность бурового раствора должна создавать гидростатическое давление в скважине, превышающее пластовое на величину:

10 % в интервале 0 ¸ 1200 м, но не более 15 кгс/см2 ( 1,5 МПа );

5 % в интервале от 1200 м до проекта, но не более 25- 30 кгс/см2 ( 2,5- 3,0 МПа);

Применив это правило к рассчитанной в примере 2 эквивалентной плотности, получаем значение плотности бурового раствора для глушения произошедшего проявления:

rк = (1,05 ¸ 1,10) ´1270 = 1330 ¸ 1400 кг/м3

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Градиент плотности, эквивалентная плотность раствора

Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 2161; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.156.92.46
Генерация страницы за: 0.026 сек.