1. Давления в скважине и околоствольном пространстве

Давления в скважине являются определяющим фактором устойчивости ствола скважины и флюидопроявления. Практически все осложнения и большинство аварий возникают в результате того, что давление в скважине не соответствует нормативным показателям. Так, например, если давление на забое ниже расчетного, то возможны проявления различной интенсивности и обвалы стенок скважины. При высоком давлении возникает поглощение бурового раствора.

Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях. Единицей давления в международной системе является Паскаль: Па = Н/м². Бар также является величиной, кратной Паскалю:1 бар = 10⁵Па;

1 МПа = 10 бар.

Внесистемная единица 1 кг/см²= 0,981 бар.

Единица psi: 1PSI (pound per square inch) = 1 lbf/in² (фунт-сила на квадратный дюйм) используется в англоязычных странах:

1 psi = 0,06897 бар (1psi  0,07 бар); 1 psi = 6,8897 кПа (1 psi  7 кПа);

1 psi = 0,006897 МПа; 1 бар = 14,4988 psi; 1 кПа = 0,144988 psi;

1 МПа = 144,988 psi.

Горное (геостатическое) давление

Горное давление (иногда употребляется термин литостатическое давление), Р_гор, – это давление, создаваемое весом вышележащих горных пород. Оно может быть определено из выражения МПа,

где Н  глубина залегания пласта, м;

 средневзвешенный удельный вес горных пород вышележащих горизонтов, г/см³.

Плотность отложений зависит от плотности их матрицы, содержащегося в их порах флюида и пористости. Плотность пород, встречающихся при бурении, колеблется в пределах 1,83,1 кг/м³.

В нормальных условиях пористость отложений уменьшается вместе с глубиной, а их плотность повышается. В случае глинистых пород пористость уменьшается по экспоненте. Для других типов отложений она уменьшается почти линейно.

В осадочных горных породах величина геостатического давления линейно растет с глубиной и соответствует равновесному значению напряжений, расчитываемых по данным о средней плотности расположенных выше горных пород.

Исходной точкой геостатического градиента на суше является поверхность земли, а на море – водная поверхность. На море его величина находится в сильной зависимости от глубины моря по причине незначительной плотности морской воды по сравнению с плотностью отложений.

Горное давление формируется давлением вышележащих пород, тектоническим давлением и давлением пластовых вод. Вышележащая толща породы оказывает вертикальное давление на пласт. Результирующее значение горизонтального давления зависит от жесткости скелета породы (с возрастанием жесткости горизонтальное давление уменьшается). Тектоническое напряжение очень высоко в гористой местности, в глинах оно формирует обычно овальный ствол. На площадях с незначительной тектонической активностью градиент горного давления, т. е. величина его повышения с углублением на единицу длины, составляет примерно 22620 Па/м, а в тектонически активных зонах  18100 Па/м.

Индекс геостатического давления, , рассчитывается по формуле