Распределение давления в стволе газовой скважины

1. Общие сведения о газовой скважине

Газовая скважина — служит для вскрытия газового пласта и извлечения из него газа, а также для закачки газа в подземное хранилище и последующего его отбора. Газовые скважины подразделяются на эксплуатационные, нагнетательные, наблюдательные, пьезометрические. Конструкция газовой буровой скважины выбирается исходя из особенностей геологического строения залежи, климатических условий, физико-химических характеристик газа, распределения температур от забоя до устья, условий эксплуатации и бурения, а также технико-экономических показателей. Конструкция газовых скважин зависит от пластового давления и отношения его к гидростатическому, геологических условий бурения, геолого-физических параметров пласта, физических свойств пластового флюида, разности давлений между пластами, технологических условий эксплуатации скважин, режима эксплуатации пласта, экономических соображений и других факторов. Оборудование ствола газовой скважины: ряд обсадных колонн (включая кондуктор, промежуточную, эксплуатационную колонны); фонтанные трубы, спускаемые для подачи газа от забоя до устья; хвостовик, пакеры; забойные и приустьевые штуцеры; клапаны для подачи ингибиторов для борьбы с коррозией и гидратообразованием; клапаны-отсекатели для предупреждения открытого фонтанирования в аварийных ситуациях. Для обеспечения герметичности соединений труб в процессе эксплуатации газовых скважин применяют специальные уплотнительные смазки. Диаметр обсадных колонн газовых скважин (от 114 до 340 мм) выбирается с учётом обеспечения безаварийной работы и свободного спуска фонтанных труб (внутренний диаметр от 33 до 168 мм), клапанов, пакеров, а также производства ремонтных и исследовательских работ.

Месторождения газа и газоконденсата (природная смесь нефтяных углеводородов) имеют различную глубину залегания в земных недрах: от 250 м до 10 км (и более). На поверхности бурят газовые и газоконденсатные скважины, для того, чтобы извлечь углеводородные компоненты пластового флюида.

Газовая скважина используется в следующих случаях:

• для перемещения газа из глубин скважины в поверхностные системы промысла;

• для предохранения горных пород, которые были вскрыты, от обвалов;

• для разделения друг от друга газоносного, нефтеносного и водонасыщенного пласта;

• чтобы исключить подземные утечки газа.

Газовая скважина имеет долгий срок эксплуатации при сложно меняющихся условиях. Например, давление газа в скважине может достигать 100 МПа, температура – 523 ºК. В ходе разработки газового месторождения, исследования, эксплуатации и ремонта скважин значительно варьируются величины давлений, температур и газовый состав, движущийся вверх по скважине.

Конструктивно скважина представляет собой совокупность труб обсадного типа, имеющих различную длину и диаметр, погруженных концентрично (одна размещается внутри другой) в недра скважины. Колонны труб скрепляются с геологическими породами пласта при помощи цементного камня – он поднимается на определенную высоту за трубами.

Пластовое давление и его отношение к гидростатическому давлению, геологические параметры бурения, геолого-физические особенности пласта, условия эксплуатации скважины, экономические факторы – все это определяет конструкцию скважины по добыче газа и газоконденсата и систему внутрипромысловых газопроводов (газлифтные трубы и распределительные установки, соединяющие различные участки месторождения).

Физические особенности газа (вязкость и плотность), которые изменяются в зависимости от действующих давлений и температуры, значительно отличаются от аналогичных параметров нефти.