Причины возникновения динамических изменений давления
Забойное давление в процессе циркуляции может быть выражено следующим образом:
В вышеприведенном уравнении Ph представляет собой компонент гидростатического давления, который является функцией плотности газа, жидкости и фракции свободного газа в растворе. Плотность газа в большой степени зависит от давления и температуры. Фракция свободного газа зависит от расхода потока газа и жидкости. Компонент Р представляет собой потери давления на трение. Компонент Расс является давлением ускорения, возникающим в результате ускорения потока жидкости. Компонент Ри представляет собой противодавление на устье скважины, которое зависит от положения штуцера при его регулировании, расхода жидкости и газа и обвязки труб на поверхности. Поэтому все четыре рассмотренных компонента носят динамический характер и зависят от времени и состояния системы в целом. При каком-либо нарушении системы, т.е. при изменении расхода газа или жидкости, все четыре компонента соответствующим образом изменятся. В зависимости от состава и состояния системы это нарушение может быть устранено очень быстро, или же, напротив, оно может привести к нестабильному состоянию системы. При проведении работ по методу депрессии на пласт, в ходе которых осуществляется закачка газа в скважину, на забойное давление также влияют некоторые составные элементы в скважине, такие, как линия закачки газа (вспомогательная колонна НКТ или бурильная колонна), сам ствол скважины и продуктивный горизонт. В связи с характером нелинейного двухфазового потока, взаимодействием и взаимосвязью элементов циркуляции потока и различными нарушениями, возникающими в ходе операций, давление в стволе скважины в процессе работ по методу депрессии на пласт будет носить динамический характер, что подтверждается практическими примерами. При неправильном проектировании и контроле за такой динамической системой заданное забойное давление достичь не удается. Основными факторами, которые влияют на забойное давление, являются:
• Нелинейный двухфазовый поток
• Соединения бурильной колонны
• Буровые работы и СПО
• Вес столба бурового раствора в скважине при использовании телеметрической забойной
системы (MWD)
• Прекращение циркуляции и выход из строя оборудования
• Начальный этап добычи с очисткой ствола скважины