4.3.4.6 Формулы утяжеления раствора

Положим:

V - исходный объем бурового раствора,

_бр - исходная плотность бурового раствора,

_{ут бр} - требуемая плотность раствора после утяжеления,

_утяж - плотность утяжелителя,

V_утяж - необходимый объем утяжелителя,

m_ут - необходимая масса утяжелителя,

V_{ут бр} - конечный объем раствора после утяжеления.

а) Без отвода излишка раствора

Рис. 4.3

б) С отводом излишка раствора

Рис. 4.4

4.4 Управление гидроразрывом

В главе “Закрытие скважины” мы видели, что сопоставление р_кпl с [р]_{кп гдрз} позволяет определить наличие риска гидроразрыва в слабой зоне. Это же сопоставление дает возможность оценить изменение давления в слабой зоне в момент возможной циркуляции с использованием штуцера и, с учетом результата, подобрать метод управления проявлением флюида.

4.4.1 Изменение давления в слабой зоне

В слабой зоне давление:

 увеличивается на р_репрес при восстановлении циркуляции с использованием штуцера и на потери давления в КП р_кп выше слабой зоны,

 увеличивается пропорционально увеличению высоты газа в кольцевом пространстве до достижения газом этой зоны (случай притока газа при постоянной геометрии открытого ствола),

 снижается при прохождении газа в этой зоне,

 остается неизменным при подъеме пластового флюида выше этой зоны (при постоянной плотности бурового раствора).

Если есть возможность подачи утяжеленного раствора в нижнюю часть кольцевого пространства до достижения слабой зоны газовым пузырем, давление в этой точке оказывается меньше на величину:

р = h(_{ут бр} -_бр) / 10,2

где h представляет высоту утяжеленного бурового раствора _{ут бр} в кольцевом пространстве в момент достижения газом слабой зоны.

Примечания:

1) Если пластовый флюид представлен жидкостью, давление в слабой зоне увеличивается только на р_репрес и р_кп выше слабой зоны.

2) В той мере, в какой основной приток газа происходит на забое скважины, присутствие утяжеленных бурильных труб в нижней части колонны труб представляет собой сдерживающий элемент явления увеличения давления в слабой зоне во время вымывания пузыря. Действительно, объем кольцевого пространства в зоне бурильных труб часто в 1,5-2 раза больше, чем в зоне утяжеленных труб.

Газ мигрирует из зоны УБТ в зону над УБТ и высота его столба уменьшается. Буровой раствор заполняет кольцевое пространство в зоне УБТ, и высота его столба увеличивается. Благодаря этому давление в слабой зоне уменьшается (см. рис. 4.5.). Уменьшение давления в слабой зоне будет и по мере миграции и расширения газа, сопровождающегося снижением его давления. Такое расширение редко происходит до достижения газом слабой зоны (обычно у башмака) и оно, вероятно, может иметь место в обсаженной части скважины.

На практике этот эффект сглаживания наблюдается редко; см. параграф 4.4 о его последствиях.

Рис. 4.5. Изменение давления у башмака (или в слабой зоне)

во время вымывания газового пузыря

Примечания:

Если предположить циркуляцию с использованием дросселя, случай пластового флюида в виде жидкости потребует учета разницы между р_кпl и [р]_{кп гдрз} и определения р_репрес с учетом этой разницы.

В случае газа следует управлять давлением в слабой зоне р_{сл з}, исходя из показания манометра кольцевого пространства, чтобы быть уверенным, что давление не превышает [р]_{кп гдрз} до момента прохождения газом слабой зоны. Как только пластовый флюид окажется над слабой зоной, между последней и забоем остается лишь столб бурового раствора с постоянной плотностью (или одна часть раствора с плотностью _бр и другая часть с плотностью _{ут бр}), а это значит, что при постоянном р_заб давление в слабой зоне остается постоянным (или уменьшается):

р_{сл з} = р_заб - гидростатическое давление столба бурового раствора под слабой зоной

Обычно для хорошо разработанной конструкции скважины считается, что, если при закрытии скважины или в начале циркуляции нет гидроразрыва, во время циркуляции его также не будет.