1.8. Дифференциальное давление

Разница между давлением в скважине в процессе бурения и пластовым давлением называется дифференциальным давлением, ΔР, и рассчитывается по формуле

ΔР=Р_гс+Р_гд-Р_пл .

Уменьшение дифференциального давления приводит к росту механической скорости бурения. Если дифференциальное давление близко к нулю, то такой процесс называется бурением при сбалансированном давлении. Однако в этом случае при остановке процесса бурения давление в скважине становится меньше пластового, так как при отсутствии циркуляции гидродинамическая составляющая равна нулю. Поэтому возможно проявление и необходим тщательный контроль над всеми его признаками.

1.9. Давление поглощения

В процессе бурения при определенном соотношении давлений в скважине, Р_с , и пласте возможно поглощение БР. Для поглощения необходим некоторый перепад давления, ΔР_n , т. е. должно выполняться условие:

Р_с=Р_пл + ΔР_n .

С умма Р_пл+ΔР_n=Р_n и является давлением поглощения. Величина перепада давления ΔР_n зависит от размеров каналов ухода БР, его качества (вязкость, СНС), характеристики глинистой корки, мощности пласта и степени его кольматации, свойств флюида (высоковязкая нефть, газ). Давление поглощения может быть определено так же, как и давление гидроразрыва, т. е. при нагнетании БР в скважину при загерметизированном устье. При этом строится график зависимости давления от объема закачанной жидкости (рис. 1.5). В отличие от такого же графика при гидроразрыве пласта резкого падения давления нет, а стабильное давление при постоянном росте расхода бурового раствора и является давлением поглощения. По виду построенного графика можно определить некоторые характеристики поглощающего горизонта.

Индексом давления поглощения называют отношение давления Р_п на стенки скважины, при котором возникает поглощение БР, к давлению столба воды высотой от рассматриваемого объекта до устья:

.

Под модулем градиента пластового давления и модулем градиента давления поглощения понимают отношение соответствующего давления к глубине залегания рассматриваемого пласта:

; .

Если принять К_г = 2,5 и  = 0,25, то К_п = 0,83 + 0,66К_а. При отсутствии данных о давлениях поглощения для прогнозирования значений К_п можно пользоваться формулами:

• для проницаемых пород –

(эмпирическая формула Б.А. Итона);

;

;

• для глинистых пород –

;

• для непроницаемых пород –

;

• для трещиноватых пород –

.

Коэффициент Пуассона (табл. 1.2) характеризует отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации при растяжении или сжатии. Применяется для вычисления горизонтального сжимающего горного давления.

Боковое давление р_б (в Па) определяется по формуле

; .

При ξ = 1 величина р_б имеет максимальное значение. Величина ξ приближается к 1 в толщах глинистых и других высокопластичных пород на сравнительно небольшой глубине.

При отсутствии таких данных ориентировочно давление поглощения можно определить по формуле

P_an=0,75 P_гр .

Таблица 1.2