Часть 9
Избыточное давление
Избыточное давление в скважине – это устьевое давление, которое создается в скважине и выходит за пределы баланса «гидростатическое давление – забойное давление». Другими словами, это давление, которое удерживается устьевым оборудованием и если бы последнее было не герметичным, то данное давление было бы стравлено.
Анализируя избыточные давления в скважине, можно выделить две категории:
- Давление, созданное за счет нарушения баланса гидростатического и пластового давлений;
- Давление, созданное за счет нагнетания избыточного количества жидкости или спуска инструмента в закрытую скважину.
Давления, созданные за счет нарушения баланса гидростатического и пластового давлений традиционно определяют, как избыточное давление в трубах (если отсутствует обратный клапан) и избыточное давление в кольцевом пространстве. Эти два давления рассчитываются, как разница между пластовым давлением и столбом гидростатики в одном из каналов (трубы/затруб).
Если в скважине пластовое давление больше гидростатического давления, но при этом в трубах и затрубе однородный буровой раствор, то избыточное давление будет в обоих каналах будет равно.
Если, например, в кольцевом пространстве имеется пачка флюида (газ или жидкость), то избыточное давление в трубах будет меньше, чем в затрубе, поскольку при равенстве пластового давления в кольцевом пространстве гидростатика будет меньше.
Важно понимать, что при наличии в закрытой скважине жидкостного флюида и при его миграции – устьевые давления будут практически неизменны и на них будет влиять только смена сечения кольцевого пространства скважины.
Если в закрытой скважине мигрирует газ, то избыточные давления на устье будут возрастать, поскольку с перемещением газа будет наблюдаться перенос им запасенного давления, а величина гидростатики над ним будет постоянно снижаться.
Давления, создаваемые с поверхности, можно подразделить на две категории:
- Давления за счет закачки в скважину избыточного количества жидкости – такая ситуация характерна для случаев опрессовки, как трубного, так и затрубного пространства. В данном случае возрастание давления (формирование избыточного давления) обеспечивается за счет закачки в емкость с конечным объемом (скважина) дополнительного количества потенциально несжимаемой жидкости.
- Давления в скважине за счет спуска в закрытую скважину инструмента – это технологическая операция, которая может быть реализована в случае возникновения ГНВП в скважине, когда инструмент находится не на забое. В данном случае возрастание давления (формирование избыточного давления) обеспечивается за счет того, что в емкость с конечным объемом (скважина) спускают дополнительный объем металла, который, согласно закону Архимеда, должен вытеснять аналогичный объем жидкости.