Факторы, учитываемые при определении внутренних давлений, действующих на обсадные колонны.
Для нефтяных скважин внутреннее давление на глубине z (Pвz) в период ввода в эксплуатацию при закрытом устье определяют по формуле: Pвz= PплL- rнg (L – z) при 0 £z£L. где rн - плотность нефти.
Расчет внутренних давлений в нефтяных скважинах при вызове притока, испытании на герметичность снижением уровня и по окончании эксплуатации производят по формулам:
Pвz = 0 при 0 £z£ Н
Pвz= rн.g (z - Н) при Н £z£L.
Внутреннее давление в колонне на глубине z при выполнении работ, связанных с нагнетанием жидкости в скважину (интенсификация, гидроразрыв, ремонтные работы и др.) определяют по следующим формулам: При отсутствии дополнительно спущенных труб и пакера (нагнетание непосредственно по колонне) Pвz=PплL¢+ DP - rж.g. ( L’ – z) при 0 £z£L. Давление на устье при z = 0
Pвz= Рву = PплL+ DP - rж.g.L
где: DP - дополнительное давление (репрессия), необходимое для обеспечения выхода жидкости из колонны при ее закачке в пласт (определяется опытным путем, выдается геологической службой); rж - плотность жидкости закачиваемой в пласт.
По этим же формулам определяют внутреннее давление на глубине z при нагнетании жидкости через дополнительно спущенную колонну труб с пакером на глубине Lп £L` и Lп £Lд. При расчете колонн для газовых скважин в период ввода их в эксплуатацию внутреннее давление на глубине z (Рвz) определяют по формулам:
Рвz = PплL/еS при 0 £z£L;
где: - коэффициент сжимаемости газа, он зависит от давления и температуры и обычно меняется в пределах 0,8 - 1,1;
rог - относительная плотность газа по воздуху. Для первых двух-трех разведочных скважин rог можно принять равным 0,6.
Распределение внутреннего давления по длине колонны допустимо принимать линейным и рассчитать по формуле:
где: РвL – внутреннее давление на глубине L;
Рву – внутреннее давление на устье при его герметизации.
При L£1000 м и РплL£ 10 МПа, а также при РплL£ 4,0 МПа и любой глубине пласта допустимо считать, что внутреннее давление по всей глубине скважины равно пластовому. В качестве минимального внутреннего давления при окончании эксплуатации скважины принимают наименьшее устьевое и забойное давления. При расчете колонн газонефтяных и газовых скважин, в которых при закрытом устье одновременно имеется столб нефти (жидкости) и газа, на всех стадиях эксплуатации внутреннее давление определяют по формулам
при Н £z£L;
при 0 £z£ Н,
где S определяют по формулам подставляя вместо L значение H. Значение H при Pнас <PплL, т.е. при наличии в пласте только нефти с растворенным газом, определяют по формуле:
где rн принимается по плотности нефти в пластовых условиях.
На участке от устья до глубины Н распределение давления допустимо принимать линейным:
где и определяют по формуле соответственно при z = 0 и z = H. При Н < 1000 и Рвн< 10 МПа, а также при Рвн£ 4 МПа и любых Н давление на участке от устья до глубины Н можно принимать постоянным и равным . При Рнас > РплLпринимают H = L (колонна заполнена газом) и расчет внутреннего давления производят как для газовой скважины.