Градиенты давления гидроразрыва пласта и тест на приемистость.
При бурении скважины очень важно знать точные параметры давления гидроразрыва пласта. Большинство решений в процессе управления скважиной принимаются на основе этих данных. Градиент давления гидроразрыва пласта можно определить по газокаротажной диаграмме, но это значение определяется после бурения из-под башмака обсадной колонны. Используемый метод называется "Тест на приемистость".
Для проведения теста на приемистость скважина закрывается, и буровой раствор медленно закачивается в скважину. Раствор известной плотности (Wm) закачивается до тех пор, пока не будет достигнуто давления начала приемистости открытого участка ствола скважины и постоянной максимальной величины давления стабилизации (Ps). В процессе проведения теста на приемистость необходимо построить график увеличения давления на устье по отношению к закачиваемому объему бурового раствора. Построение такого графика необходимо для того, чтобы определить момент, когда нужно остановить режим нагнетания раствора.
Ниже приводится примерный график проведения теста на приемистость:
Как только первый прогиб в системе преодолен, увеличение давления для данного объема закачиваемого раствора будет постоянным, т.е. на графике получится прямая линия.
В точке "B" происходит выход пласта и интенсивность увеличения давления при данном объеме закачиваемого раствора начинает понижаться. Точка "B" считается точкой “приемистости” пласта и используется для определения давления гидроразрыва пласта. Обычно давление гидроразрыва пласта несколько повышают, чтобы записать еще несколько точек, с целью определения того, что максимальный предел был достигнут.
В точке "C" насосы выключают и записывают давление в закрытой скважине. В интервале между точками "C" и "D" скважина остается в закрытом состоянии, чтобы давление на устье стабилизировалось.
Давление, записанное в предельной точке "приемистости", используется для расчета эквивалентного веса бурового раствора по следующей формуле:
Эквивалентный вес бурового раствора в слабом месте скважины:
Cлабым местом в скважине считается башмак последней обсадной колонны спущенной в скважину. Эквивалентный вес определяется по уравнению:
АНГЛИЙСКАЯ СИСТЕМА:
EMWcs = (Plot : 0.052 : TVDcs) + MW
Где: EMWcs -эквивалентный вес бурового раствора в башмаке обсадной колонны,
lb/gal;
Plot -предельное давление опрессовки, после которого начинается
приемистость, psi;
TVDcs -истинная вертикальная глубина башмака обсадной колонны, m;
MW -удельный вес бурового раствора при опрессовке, ppg.
СИСТЕМА СИ
EMWcs = (Plot : 0.0981 : TVDcs) + MW
Например:
Удельный вес бурового раствора = 12 lb/gal (1.44 kg/l)
Тест на приемистость пласта = 1700 psi (117 Bars)
Глубина башмака обсадной колонны = 9000 ft (2744 м)
АНГЛИЙСКАЯ СИСТЕМА:
EMWcs = (1700 : 0.052 : 9000) + 12= 3.6+12.0 = 15.6 lb/gal
СИСТЕМА СИ:
EMWcs = (117 : 0.0981 : 2744) +1.44 + = 0.43 + 1.44 = 1.87 kg/l
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ НА УСТЬЕ, ПЛОТНОСТЬЮ ПРИТОКА И ВЫСОТОЙ ПРИТОКА.
Математически это соотношение можно выразить следующей формулой:
GI = GM - (Pa – Pdp)
H
Где: GI - градиент притока
GM - градиент бурового раствора
Pa - давление в кольцевом пространстве
H - высота притока
Например:
Глубина скважины = 14,000 ft (4268 м)
Удельный вес бурового раствора = 14 lb/gal (1.68 kg/l)
Давление в бурильной трубе = 400 psi (27.6 Bars)
Давление в кольцевом пространстве = 500 psi (34.5 Bars)
Увеличение объема раствора в рабочей емкости = 20 bbls (3,18 м3)
Диаметр ствола скважины = 121/4”
УБТ = 8² - 700 FT (213 м)
Глубина башмака обсадной колонны = 10,000 ft (3049 м)
Определите: Градиент притока.
АНГЛИЙСКАЯ СИСТЕМА:
Согласно данным таблицы пропускная способность кольцевого пространства между обсадной колонной 8” и стволом скважины 12-1/4” составляет 0.0836 bbl/ft.
H = Увеличение объема бурового раствора в емкости
Пропускная способность кольцевого пространства
H = 20 bbl = 239 ft
0.0836 bbl/ft
GM = 14 lb/gal x 0.052 = 0.728 psi/ft
GI = 0.728 – (500 – 400) = 0.728 – 0.418 = 0.31 psi/ft
СИСТЕМА СИ:
H = 3.18 м3 = 72.8 м
0.0437 м3/м
GM = 1.68 x 0.0981 = 0.165 Bars/м
GI = 0.165 - 34.5 – 27.6 = 0.165 – 0.095 = 0.08 Bars/м
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ОКАЗЫВАЕМОГО