Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2764.Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин..pdf
Скачиваний:
103
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
28.33 Mб
Скачать

1.6. РАСПОЗНАВАНИЕ ГАЗОВОГО ВЫБРОСА И ВЫБОР РЕЖИМОВ ЕГО ЛИКВИДАЦИИ

Газ вымывают из скважины циркулирующей промывочной жидкостью, поддерживая на забое давление, равное или несколько большее пластового, чтобы исключить дальнейший приток газа из пласта. При этом максимальные давления на слабый с точки зрения гидроразрыва пласт на глубине Я в незакрепленной части скважины и на обсадную колонну возникают в процессе вымывания забойной пачки газа из кольцевого пространства при выходе ее верхней гра­ ницы соответственно слабому пласту и устью скважины (рис. 1.19). Поэтому при поступлении газа в скважину необходимо распознать (предварительно рассчитать) давление рн на сла­ бый пласт и давление рш на устье скважины (на штуцере). Если они не превышают накладываемых ограничений по прочности слабого пласта и обсадной колонны, то происхо­ дит выброс, в противном случае — фонтан.

Вид аварий устанавливают на основе следующих соотно­ шений (Е.Г. Леонов и др.):

выброс

 

Рн " Рг:

(1.193)

Рш ^ р к;

 

фонтан

 

Р« > Рг!

(1.194)

Рш > Рк

 

Здесь р н — давление в кольцевом пространстве в момент, когда кровля вымываемой газовой пачки достигнет глубины Я; рг — давление гидроразрыва наиболее слабого пласта, не перекрытого колоннами; рш — давление на штуцере в мо­ мент, когда кровля газовой пачки достигает устья;. рк — дав­ ление разрыва последней обсадной колонны от внутреннего

давления у устья.

На рис. 1.19 показано распределение давлений в кольцевом пространстве скважины в различные моменты вымывания

пачки газа раствором

плотностью р3. Прямая 1 характеризует

давление в

скважине

при вскрытии горизонта с пластовым

давлением

= р3gL, превышающим давление столба

оз

раствора плотностью р0, выбранной согласно ожидаемому давлению р„„, указанному в геолого-техническом наряде; прямые 2, 3, 4, 5 соответствуют распределению давлений в скважине при положениях газовой пачки б, в, г, д.

Формулы для опережающих расчетов р н и рш получают, приняв, что на устье скважины работает идеальный регулятор (регулируемый штуцер), обеспечивающий в каждый момент вымывания газовой пачки давление на забое, равное пласто­ вому рПА. Вымывать пачку газа можно двумя способами — за­ качкой раствора первоначальной плотностью р0 и утяжелен­ ного раствора плотностью р3.

Согласно упрощенной схеме (рис. 1.20) с раздельным уче­ том силы тяжести и потерь на трение, можно записать сле­ дующие соотношения:

Ар, = Рпл - Рк = ро^т + - ^ р Ч + РзР(£ - н - 1Г - 1Г) +*

+*РзУ, ( L - H - I r - 1Г);

2dг

Арг = Р„ - Р ш - Ро№ + ч

(1.195)

ИЛИ

Рис. 1.20. Схема пере­ мещения газовой пачки в затрубном простран­ стве скважины:

а - начальный момент; б - спустя некоторое время t

Рпл = Ри + PoP(l -

+ p3ff(l - н - Ф

+ к 2) - p3g(l + 1с2)/г;

Р» =

Рш + Poflj^ +

* H(v / v - ) ] И,

(1.196)

где к2 ~

X v2/[2dtg).

 

Очевидно, что

 

 

А Л Л

-

А Л Л .

 

(1-197)

где ha =

V/FK; FK — площадь поперечного сечения кольцевого

канала; V — объем поступившего на забой газа, рассчитыва­

емый по приросту уровня жидкости в приемных емкостях. Во втором уравнении системы (1.196) в члене, учитываю­

щем потери давления на трение, примем v = vB. Из (1.197), находя высоту пачки и подставляя в (1.196), получают квад­

ратное уравнение относительно рн, корнем которого,

имею­

щим физический смысл, является

 

Рн = о .б ^ р ,2 + 4p3gr(l + * 2)р „Л + Pi}.

(u 9 0 )

где р, = Рпд - р0д(1 + к2) 1т~ Рзg( L- И - 4)(1 + 1с2);

-