Расчет пластового давления в добывающей скважине

Теоретическая часть

Под пластовым давлением будем понимать давление на забое оста­новленной на определенный период времени скважины. Методы расчета пластового давления различны для различных категорий скважин по обводненности и базируются на использовании ряда показателей скважины, получаемых в процессе ее эксплуатации.

По обводненности скважины делятся на безводные и обводнен­ные. К безводным будем относить только те скважины, в продукции

которых полностью отсутствует вода, и скважины при проведении под­земного ремонта не были заглушены водой (или вся вода глушения вынесена на поверхность).

К обводненным будем относить все скважины, в продукции которых содержится вода при стационарном режиме их работы независимо от места рассмотрения продукции (на поверхности, в подъемнике, в интервале "забой − прием"). Таким образом, скважину, в продукции которой на поверхности вода отсутствует, но которая была заглушена водой и в интервале "забой − прием" имеется вода при стационарной ее работе, будем считать обводненной.

Для безводной скважины пластовое давление р_пл рассчитывают по формуле:

р_пл=h_н (4.1)

где h _н − высота столба нефти в скважине, отсчитываемая от забоя, м; − средняя плотность нефти в остановленной скважине, кг/м³.

Высота столба нефти

h_н=L_с−H_ст, (4.2)

где L_c − глубина скважины, м; H_cn − статический уровень жидкости, м. Если при остановке скважины давление на устье больше атмосферного, то пластовое давление

р_пл=L_с (4.3)

где р_у − давление на устье остановленной скважины, МПа.

Среднюю плотность нефти можно рассчитывать, принимая линейный закон ее распределения в функции давления:

(4.4)

В обводненной скважине, которая не глушилась водой (или другой жидкостью глушения) при эксплуатации, возможны следующие условия: вся вода, поступающая из пласта с продукцией, выносится на дневную поверхность и не накапливается в интервале «забой − прием»; поступающая из пласта с нефтью вода частично выносится на дневную поверхность, а частично накапливается в интервале «забой − прием».

В этих условиях проверяется возможность накопления воды в интервале «забой − прием» в процессе эксплуатации скважины.

Условия полного выноса накопленной в интервале «забой − прием» воды, поступающей с продукцией из пласта, следующие:

Re_н >Re_нпр = 1600 (4.5)

или

Re_н < Re_нпр = 1600

Н_сп>H (4.6)

где Re_н − приведенное число Рейнольдса по нефти; Re_нnр − предельное приведенное число Рейнольдса по нефти, равное 1600, и при котором вся вода, поступающая из пласта, выносится с интервала «забой − прием»(накопления воды в этом интервале при эксплуатации скважины не происходит); Н_сп − глубина спуска подъемника или насоса, м;

D _эк − внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м; d_вн — внутренний диаметр НКТ, м.

Приведенное число Рейнольдса по нефти

Re_н = 1,274 Q_нд b_н /(86400 D_эк v_н ), - (4.7)

где Q_нд − дебит скважины по дегазированной нефти, м³/сут; b_н − объемный коэффициент нефти; v_н − кинематическая вязкость нефти в пластовых условиях, м²/с.

При соблюдении условий (4.5) или (4.6) плотность водонефтяной смеси _вн' в интервале «забой − прием» рассчитывают по формуле

_вн' = (4.8)

где − плотность воды, кг/м³; В − обводненность продукции.

В данном случае пластовое давление

, (4.9)

где Н_дин − динамический уровень в скважине, м.

Условие неполного выноса накопленной в интервале «забой – прием» воды следующее:

Rе_н < Rе_{н пр}= 1600,

Н_сп < Н _сп⁼ L_cD²_эк/(D²_эк+d²_вн) (4.10)

В условиях неполного выноса поступающей из пласта воды (вода накапливается в интервале «забой – приём») плотность водонефтяной смеси

_вн= _в − (4.11)

где − плотность водонефтяной смеси при условии полного выноса

воды, рассчитываемая по (4.8), кг/м³.

Если скважина в процессе эксплуатации дает безводную продукцию, но при текущем ремонте она была заглушена водой, то возможны также два условия:

в процессе эксплуатации происходит полный вынос воды глушения;

в процессе эксплуатации воды глушения частично остается в интервале «забой − прием».

Условия полного выноса воды глушения следующие:

Re_н > Re_нпр=850 (4.12)

или

Re_н < Re_нпр=850

H_сп >H^/_сп (4.13)

где H^/_сп − глубина спуска подъемника (насоса), при которой возможен пол-ный вынос воды, рассчитываемая по (4.6), м.

При соблюдении условий (4.12) или (4.13) пластовое давление опреде-ляют по формуле (4.1) или (4.3).

Условие неполного выноса воды глушения следующее:

Re_н < Re_нпр=850

Н_сп < H^/_сп (4.14)

При соблюдении условий (4.14) плотность водонефтяной смеси

в интервале «забой − прием»

(4.15)

где _в − плотность воды глушения, кг/м³; _нп − плотность пластовой нефти, кг/м³; − истинное нефтесодержание в интервале «забой − прием».

Истинное нефтесодержание зависит от Re_H и может быть рассчитано по следующим формулам:

при 0 < Re_н < 400 = 0,0024 Re_н ; (4.16)

при 400 < Re_н < 850 = 0,915 + 10^-4 Re_н (4.17)