Определение внутренних давлений

При определении внутренних давлений (Рв), действующих на обсадную колонну, руководствуются следующими соображениями.

Для нефтяных скважин внутреннее давление на глубине z (Pв_z) в период ввода в эксплуатацию при закрытом устье определяют по формуле:

Pв_z= Pпл_L - r_н g (L – z) при 0 £ z £ L. (6.6)

где r_н - плотность нефти.

Рис. 6.1 Эпюра наружных давлений

Расчет внутренних давлений в нефтяных скважинах при вызове притока, испытании на герметичность снижением уровня и по окончании эксплуатации (схемы б, в на рис. 6.2) производят по формулам:

Pв_z = 0 при 0 £ z £ Н

Pв_z = r_н^. g (z - Н) при Н £ z £ L. (6.7)

Внутреннее давление в колонне на глубине z при выполнении работ, связанных с нагнетанием жидкости в скважину (интенсификация, гидроразрыв, ремонтные работы и др.) определяют по следующим формулам:

При отсутствии дополнительно спущенных труб и пакера (нагнетание непосредственно по колонне) (рис. 6.3а):

Pв_z=Pпл_L^¢ + DP - r_ж ^. g ^. (L^’ – z) при 0 £ z £ L. (6.8)

Давление на устье при z = 0

Pв_z= Рв_у = Pпл_L + DP - r_ж ^.g ^. L (6.9)

где: DP - дополнительное давление (репрессия), необходимое для обеспечения выхода жидкости из колонны при ее закачке в пласт (определяется опытным путем, выдается геологической службой);

r_ж - плотность жидкости закачиваемой в пласт.

По этим же формулам определяют внутреннее давление на глубине z при нагнетании жидкости через дополнительно спущенную колонну труб с пакером на глубине Lп £ L` и Lп £ Lд (рис. 6.3б).

При расчете колонн для газовых скважин в период ввода их в эксплуатацию (рис. 6.2г) внутреннее давление на глубине z (Рв_z) определяют по формулам:

Рв_z = Pпл_L/е^S при0 £ z £ L; (6.10)

(6.11)

где: - коэффициент сжимаемости газа, он зависит от давления и температуры и обычно меняется в пределах 0,8 - 1,1;

- средняя температура по стволу скважины, ⁰К;

Рис6.2 Схема уровней в нефтяных (а, б, в), газовых (г) и газожидкостных (д) скважинах

а б в

Рис 6.3 Расчетные схемы при нагнетании жидкости в скважину по

обсадной колонне (а) и нагнетании через дополнительную

колонну труб с пакером (б, в).

r_ог - относительная плотность газа по воздуху. Для первых двух-трех разведочных скважин r_ог можно принять равным 0,6.

Распределение внутреннего давления по длине колонны допустимо принимать линейным и рассчитать по формуле:

(6.12)

где: Рв_L – внутреннее давление на глубине L;

Рв_у – внутреннее давление на устье при его герметизации.

При L £ 1000 м и Рпл_L £ 10 МПа, а также при Рпл_L £ 4,0 МПа и любой глубине пласта допустимо считать, что внутреннее давление по всей глубине скважины равно пластовому.

В качестве минимального внутреннего давленияпри окончании эксплуатации скважины принимают наименьшее устьевое и забойное давления (рис.6.2г).

При расчете колонн газонефтяных и газовых скважин, в которых при закрытом устье одновременно имеется столб нефти (жидкости) и газа (рис. 6.2д), на всех стадиях эксплуатации внутреннее давление определяют по формулам

при Н £ z £ L; (6.13)

при 0 £ z £ Н, (6.14)

где S определяют по формулам (6.10,6.11), подставляя вместо L значение H.

Значение H при Pнас < Pпл_L, т.е. при наличии в пласте только нефти с растворенным газом, определяют по формуле:

, (6.15)

где r_н принимается по плотности нефти в пластовых условиях.

На участке от устья до глубины Н распределение давления допустимо принимать линейным:

(6.16)

где и определяют по формуле соответственно при z = 0 и z = H.

При Н < 1000 и Рв_н < 10 МПа, а также при Рв_н £ 4 МПа и любых Н давление на участке от устья до глубины Н можно принимать постоянным и равным .

При Рнас > Рпл_L принимают H = L (колонна заполнена газом) и расчет внутреннего давления производят как для газовой скважины.

Дата добавления: 2015-07-13