Начальное давление циркуляции при глушении скважины

Начальное давление циркуляции на стояке буровых насосов это важный контрольный параметр режима глушения. Оно может быть определено опытным путём  при реализации “Способа бурильщика” или путём несложного расчёта.

Нам известно избыточное давление на устье бурильных труб (Р_из.т.) и заранее практически определено давление гидросопротивлений скважины (давление прокачки) на режимах малой производительности буровых насосов (Р_г.с.). Значит, давление, создаваемое буровым насосом, должно складываться из этих двух давлений. Дополнительно к этому надо иметь  добавочное давление для гарантированного превышения забойного давления над пластовым (DР). В практике достаточно иметь запас давления равный 5 ¸ 10 кгс/см².

    

 

Получаем:           Р_нач. = Р_из.т. + Р_г.с. + (5 ¸ 10)

 

2.6. Конечное давление циркуляции

Второй важный параметр – конечное давление циркуляции (Р_к) в тот момент, когда скважина заглушена, т.е. она полностью заполнена буровым раствором увеличенной плотности, а избыточные давления отсутствуют. Выбранная для глушения производительность буровых насосов остаётся неизменной на протяжении всего процесса глушения, а давление гидравлических сопротивлений при этой производительности (Р_г.с.) замерено ранее (давление прокачки). Тогда, в соответствие с законами гидродинамики:

 

 

                                                     Р_к = Р_г.с. ´ r_к / r_н

 

2.7. Максимальное давление в кольцевом пространстве,  возникающее в процессе глушения

Имеются три критерия, ограничивающие максимально допустимую величину устьевого давления в кольцевом пространстве:

- паспортное давление применяемого противовыбросового оборудования;

- прочность последней спущенной обсадной колонны, допустимое давление не должно быть более 80% от давления опрессовки обсадной колонны, т.е.

     [ Р_у ] £ 0,8 ´ Р_опр.

- проектная или определённая опытным путём величина давления гидроразрыва наи-менее слабого пласта.

Обычно используется третий критерий, поскольку прочностные характеристики применяемых в настоящее время обсадных труб и устьевого оборудования достаточно высоки.

Значение максимального возникающего давления в кольцевом пространстве при глу-шении скважины зависит от расширившегося объёма поступившего газа (V_max)  и применяемого способа глушения. 

При вымыве газа раствором существующей плотности максимальный объём расширя-ющейся пачки газа на устье(V_max) составит:

                                          ______________________        

     V_max = 0,5 ´ V_к.п. ´ ( Ö a² + 4 ´ (a + 1) ´ V_о/ V_к.п.  - a ), где:

 

V_о - объём проявления, замеренный приростом объёма раствора в мерниках;

V_к.п. - объём кольцевого пространства скважины;

a = Р_из.т./(0,1 ´ r _н ´ Н)_. - отношение избыточного трубного давления к начальному гидростатическому давлению.

Максимальное давление в кольцевом пространстве составит:

 

                              Р_max = Р_из.т. + (Р_пл - Р_из.т.) ´ V_max/ V_к.п.

 

При непрерывном способе глушения, когда вымыв флюида происходит с одновременной закачкой утяжелённого до необходимой плотности бурового раствора, максимальное давление в кольцевом пространстве будет ниже и определяется следующим образом:                                       _______

                              Р_max = Р_пл.´ Ö  V_о/ V_к.п

Максимальное расширение пачки газа в этом случае будет:

                                              _________

                                 V_max = Ö V_о ´ V_к.п                       
Сопоставив рассчитанное максимальное давление в кольцевом пространстве с допустимым, можно определиться в выборе метода и способа глушения скважины.

Проведение быстрых и точных расчётов по этим формулам в стрессовой ситуации полученного проявления для нормального буровика является непосильной задачей.   Имеющиеся номограммы для определения    Р_max  и  V_max также не очень просты.

Наиболее оптимальным способом можно считать создание компьютерной программы расчёта режима глушения. Эти программы не сложны и возможно создание одной универсальной программы для каждой нефтегазоносной провинции. Корректировка занесённых в программу данных по скважине ведётся ежесменно. При возникновении проявления после закрытия скважины в программу вводятся значения избыточных давлений, объём притока и текущая вертикальная глубина скважины. Результат выдаётся в виде таблицы и графика значений трубного и затрубного давлений в зависимости от объёмов прокачки.