6.6. Избыточное наружное давление в нефтяных скважинах

Избыточное наружное давление в общем случае определяет разность между наружным и внутренним давлениями:

(15)

При этом и, определяют для одного и того же момента времени при окончании цементирования, при испытании колонны на герметичность снижением уровня и при окончании эксплуатации.

В момент окончания цементирования:

при (16)

при (17)

При испытании колонн на герметичность снижением уровня, избыточное наружное давление определяют по следующим формулам:

а) в незацементированной зоне: при , (рис. 1.б):

при (18)

при (рис. 1.в):

при (19)

при (20)

б) в зацементированной зоне:

при (рис. 1.б):

при (21)

при (22)

при (рис. 1.в):

при (23)

где: определяют по формулам (7 - 12).

При освоении нефтяных скважин в незацементированной зоне определяют по формулам (18) - (20); в зацементированной зоне определяют по формулам (21) - (23), где вычисляют по формулам (7) - (12) для начального момента эксплуатации.

В момент окончания эксплуатации в незацементированной зоне скважин определяют по формулам (18) - (20), а в зацементированной зоне - по формулам (21) - (23).

Если наружное давление на колонну определяют по давлению столба бурового раствора, то избыточное наружное давление вычисляют по формулам:

при (24)

при (25)

В интервале залегания пород, склонных к текучести, избыточное наружное давление находят по формуле:

(25.а)

принимают минимальным из вычисленных по формулам п.п. 1-3 для того же интервала.

При расчете колонн на избыточное наружное давление принимают наибольшие значения .

6.6.1. Избыточное наружное давление в газовых скважинах

В общем случае избыточное наружное давление определяют как разность между наружным и внутренним давлениями по формулам 15-25.а. При этом и определяют по формулам 3 - 5 и 6 - 14.

Избыточное наружное давление в момент окончания цементирования при испытании колонн на герметичность снижением уровня определяют так же, как для нефтяных скважин, соответственно по формулам 18 и 23.

Избыточное наружное давление в интервалах действия горного давления определяют по формуле 25.а, в которой Р определяют по формулам 3-5.

Избыточное наружное давление в момент окончания эксплуатации определяют по формуле (15), принимая во внимание следующие положения:

- за принимаем максимальное значение из вычисленных по формулам 6 - 12;

- берем равным для газовых скважин (рис. 1 г) по формуле 5;

- вычисляем, для газовых и газонефтяных скважин, в которых при закрытом устье имеется одновременно столб жидкости и газа, при и значении на момент окончания эксплуатации.

6.7. Избыточное внутреннее давление в нефтяных скважинах

Избыточное внутреннее давление в общем случае определяют как разность между внутренним и наружным давлениями, установленными для одного и того же момента, времени:

(26)

где: - внутреннее давление при испытании колонн на герметичность;

- наружное давление о определяют по формулам (6-14) расчет по формуле (12) с учетом горного давления не производится.

Расчет колонны по внутреннему избыточному давлению производят. для двух случаев испытания колонн на герметичность: в один прием без пакера; в два или несколько приемов с установкой пакера.

При испытании колонны в один прием без пакера:

(27)

где: вычисляют с учетом максимальных значений по формулам (1-2) ( при ).

Значение определяют по формулам (6-14).

Расчетные формулы для определения избыточного внутреннего давления приведены ниже.

А. Расчет колонн в незацементированной зоне (0  z  y) производят по формулам:

при (28)

при (29)

где: - минимально допустимое внутреннее давление при испытании на герметичность (табл. 6.2).

Таблица 6.2

Минимально необходимое избыточное внутреннее устьевое давление при испытании на герметичность

Наружный диаметр колонны	Значение Роп, мПа
1I4...I27	15,0
I40...I46	12,5
168	11.5
I78...I94	9.5
2I9...245	9,0
273...351	7,5
377...508	6,5

Б. Расчет колонн в зацементированной зоне производят по формуле (26).

При использовании формулы (10):

(30)

при

где: и определяют по формулам (8) и (9).

При использовании формулы (11):

(31)

при

где: i = 2; 3…

Если значение 1,1 окажется меньше значений , указанных в табл. 1, то расчет проводят по формулам (30) и (31), подставляя вместо 1,1 значение из табл. 6.2.

При испытании колонны с пакером в формуле (26) определяют следующим образом:

(32)

где: берется по наибольшему значению определенному по формулам 1-2. При этом минимально необходимое давление на устье обсадной колонны при испытаний на герметичность любой ее секции с верхней границей на глубине определяют из выражения:

Значение рассчитывают как разность и (по формуле 27).