2 Случай: опрессовка эксплуатационной колонны
На рис. 5 представлена схема расположения жидкостей при опрессовке эксплуатационной колонны (с учетом выхода буферной жидкости до поверхности).
В соответствии с «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности» величина давления опрессовки должна составлять:
Роп = 1,1∙Рму, (14)
где Рму – максимальное ожидаемое давление на устье.
Величина максимального устьевого давления Рму для нефтяной скважины рассчитывается по формуле:
Рму = Рпл – ρн∙g∙Hкр, (15)
где Рпл – пластовое давление в кровле продуктивного пласта, МПа;
ρн – плотность нефти (см. «Нефтеносность по разрезу скважины»), кг/м3;
g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
Hкр – глубина залегания кровли продуктивного пласта, м.
Для газовой скважины величина максимального устьевого давления считается по формуле:
(16)
где Рпл – пластовое давление в кровле продуктивного пласта, МПа;
s – степень основания натурального логарифма, рассчитываемая по формуле:
s = 10-4∙γотн∙H, (17)
где H – глубина залегания кровли продуктивного пласта, м.
В любом случае давление опрессовки Роп не должно быть ниже минимального Ропмин:
Роп ≥ Ропмин. (18)
В соответствии с инструкцией по расчёту обсадных колонн минимальное давление опрессовки находится по табл. 3.
Если условие (18) не выполняется, то за давление опрессовки берется его минимальное значение.
Таблица 3
Минимальные давления опрессовки для обсадных колонн различного диаметра
Диаметр обсадных колонн, мм |
114–127 |
140–146 |
168–174 |
178–194 |
219–251 |
273–351 |
397–508 |
Ропмин, атм (МПа) |
150 (15) |
125 (12,5) |
115 (11,5) |
95 (9,5) |
90 (9) |
75 (7,5) |
65 (6,5) |
Расчет внутреннего избыточного давления производится аналогично расчету 1 случая с учетом рекомендаций по расчету давлений позиций 7–9 (см. п. 2.1).
Рис. 5. Схема расположения жидкостей при опрессовке обсадной колонны:
Pоп – давление опрессовки; ρпрод – плотность продавочной жидкости;
Ρбуф – плотность буферной жидкости; ρтр обл – плотность облегченного тампонажного раствора; ρтр н – плотность тампонажного раствора нормальной плотности; h1 – высота столба буферной жидкости;
h2 – высота столба тампонажного камня нормальной плотности
По данным расчета строится эпюра внутренних избыточных давлений 2-ух самых опасных случаев в координатах «глубина–внутреннее избыточное давление». При построении следует учитывать, что изменение давления по глубине между расчётными точками принимается прямолинейным. Пример эпюры представлен на рис. 6.
Рис. 6. Эпюра внутреннего избыточного давления