Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

1.6. РАСПОЗНАВАНИЕ ГАЗОВОГО ВЫБРОСА И ВЫБОР РЕЖИМОВ ЕГО ЛИКВИДАЦИИ

Газ вымывают из скважины циркулирующей промывочной жидкостью, поддерживая на забое давление, равное или несколько большее пластового, чтобы исключить дальнейший приток газа из пласта. При этом максимальные давления на слабый с точки зрения гидроразрыва пласт на глубине Н в незакрепленной части скважины и на обсадную колонну возникают в процессе вымывания забойной пачки газа из кольцевого пространства при выходе ее верхней границы соответственно слабому пласту и устью скважины (рис. 1 . 1 9). Поэтому при поступлении газа в скважину необходимо распознать (предварительно рассчитать) давление рн на слабый пласт и давление рш на устье скважины (на штуцере). Если они не превышают накладываемых ограничений по прочности слабого пласта и обсадной колонны, то происходит выброс, в противном случае - фонтан.

Вид аварий устанавливают на основе следующих соотношений (Е.Г. Леонов и др.):

выброс

фонтан

рк> рг; рш> рк.

(1.193)

(1.194)

Здесь рн - давление в кольцевом пространстве в момент, когда кровля вымываемой газовой пачки достигнет глубины Н; рг - давление гидроразрыва наиболее слабого пласта, не перекрытого колоннами; рш - давление на штуцере в момент, когда кровля газовой пачки достигает устья; рк - давление разрыва последней обсадной колонны от внутреннего давления у устья.

На рис. 1.19 показано распределение давлений в кольцевом пространстве скважины в различные моменты вымывания пачки газа раствором плотностью р3. Прямая 1 характеризует давление в скважине при вскрытии горизонта с пластовым давлением рпл = P3gL, превышающим давление столба

Рис. 1.19. Графики распределения давления (а) и схемы этапов вымывания пачки газа буровым раствором плотностью Рз (б-%)

раствора плотностью Ро, выбранной согласно ожидаемому давлению ргтн, указанному в геолого-техническом наряде; прямые 2, 3, 4, 5 соответствуют распределению давлений в скважине при положениях газовой пачки б, ,„ \.

Формулы для опережающих расчетов рн и р получают, приняв, что на устье скважины работает идеальный регулятор (регулируемый штуцер), обеспечивающий в каждый момент вымывания газовой пачки давление на забое, равное пластовому рпл. Вымывать пачку газа можно двумя способами - закачкой раствора первоначальной плотностью р0 и утяжеленного раствора плотностью рз.

Согласно упрощенной схеме (рис. 1.20) с раздельным учетом силы тяжести и потерь на трение, можно записать следующие соотношения:

APi = - Рк = Родт + рн + р- а - 1т - 1г) +

, 2 2г

(l - H - 1 т - 1 г);

Ар 2 = Р н - рш = Р оgH + Р0-

(1.195)

Рис. 1.20. Схема перемещения газовой пачки в затрубном пространстве скважины:

а - начальный момент; б - спустя некоторое время t

Р н = р ш + р 0g

1 + кн (v / v н)

где к2 = X vH/(2d„g). Очевидно, что

РоЛок = pн1гк,

(1.196)

(1.197)

где Л0 = V/FK; FK - площадь поперечного сечения кольцевого канала; V - объем поступившего на забой газа, рассчитываемый по приросту уровня жидкости в приемных емкостях.

Во втором уравнении системы (1.196) в члене, учитывающем потери давления на трение, примем v = vн. Из (1.197), находя высоту пачки 1г и подставляя в (1.196), получают квадратное уравнение относительно Р н, кор нем кото рого, имеющим физический смысл, является

Р н = 0,5.

Р1 + 4р3g(1 + к ]рплЛ0 + Р1

(1.198)

где Р1 = - Р0д(1 + к2) 1т - рзд(1 - H - 1т)(1 + к2); рпл