4.5.3 Приемы управления флюидопроявлением

Рассмотрим три базовые ситуации методов управления при циркуляции :

а возобновление циркуляции

б циркуляция при установившемся режиме работы насоса

в остановка циркуляции

А. Возобновление циркуляции

Примечание: Для легкости изложения мы вначале рассмотрим случай, когда нужно уравновесить пластовое давление р_пласт забойным давлением р_заб, то есть случай нулевого запаса безопасности, а затем укажем отличия, если понадобится создание избыточного давления р_репрес по формуле р_заб = р_пласт + р_репрес.

Ситуация с закрытой скважиной обычно дает нам два гидростатических по происхождению давления, считываемых на поверхности: р_бк1, р_кп1; при известном р_бк1 из него выводится р_пласт.

Для получения на забое скважины р_заб = р_пласт достаточно получения в динамических условиях при помощи штуцера одного и того же давления р_кп1 (это предполагает р_кп = 0 и р_штуц = 0).

При этом давление нагнетания, установившееся ранее на уровне p_{бк1 ,} начинает расти на величину давления прокачки до тех пор, пока не установится производительность прокачки.

В этот момент: р_нач = р_бк1 + р₁ (теоретически).

Если принимается решение о применении запаса безопасности р_репрес, или избыточного давления относительно р_пласт , необходимо начинать с более значительного давления в КП, увеличенного на р_репрес, то есть : р_кп1 + р_репрес.

Этот запас безопасности (см. рисунок 4.9.) отражается на р_заб и на давлении нагнетания, которое принимает значение: р_нач = р₁ + р_бк1 + р_репрес (в теории)

Рис. 4.8

Рис. 4.9

При более детальном ознакомлении с гидродинамической системой и с базовыми теоретическими формулами следует отметить три обстоятельства.

• Как мы уже видели, точная формула забойного давления при циркуляции с применением дросселя будет: р_заб=р_{гдст кп}+р_кп + р_{штуц лин} + р_кп. Таким образом, мы располагаем в качестве естественного запаса безопасности по р_пласт величинами р_кп и р_{штуц лин.}

Из разных соображений, в том числе для уменьшения р_кп, которое может вызвать проблемы в слабой зоне, решено вести циркуляцию с пониженным расходом (см. главу ниже), и это позволяет считать в расчете, что потери давления в кольцевом пространстве ничтожны.

• Формула р_нач = р_бк1 + р_бр получается при помощи базовой формулы гидродинамики P_ref = р_бр + р_заб - р_{гдст I}, прямо связывающей давление нагнетания и забойное давление.

В теории р_заб = р_пласт + р_{штуц лин} + р_кп ; следовательно, разность р_заб - р_{гдст I} равняется р_бк1 + р_кп + р_{штуц лин} и формула принимает вид :

р_нач = р_бр + р_кп + р_{штуц лин} + р_бк1

Поскольку полные потери давления в системе обозначаются р₁, получим:

р_нач = р_бр + р_бк1

 Считывание давления в бурильных трубах на устье при закрытой скважине p_бк1, необходимого для расчета плотности утяжеленного бурового раствора _{ут бр}, может оказаться невозможным в случае присутствия обратного клапана в колонне труб. Приблизительную величину этого давления можно определить за счет считывания р_нач (установленного при стабильном расходе после начала циркуляции при р_кп1 + р_репрес на устье в кольцевом пространстве) и благодаря предварительному знанию потерь давления p_нач при используемом пониженном расходе.

Действительно:

р_бк1 = р_нач (зарегистрировано) - р_бр (известно) - р_репрес (выбрано)

Примечание: Напомним, что р_бк1 можно установить при закрытой скважине, осуществляя нагнетание в очень медленном режиме с поэтапным изменением давления до появления отклонения давления на устье в кольцевом пространстве, указывающего на открытие клапана. В этом случае следует считывать давление в бурильных трубах на устье, представляющее величину р_бк1 .