Расчет забойного давления в скважине

Забойное давление в нефтяной артезианской скважине

 

Р_заб = Р_у + r_ж^.g^.Н, (7.4.1)

 

где Р_у – избыточное давление на устье скважины; r_ж – плотность жидкости в стволе скважины.

Забойное давление в нефтяной фонтанной скважине

 

Р_заб = Р_у + r_ж (H)^.g^.Н, (7.4.2)

 

где r_ж (H) – средневзвешенная плотность газожидкостной смеси в скважине.

 

 

Забойное давление в нефтяной простаивающей скважине

 

Р_заб = r_ж (H)^.g^.(Н – h_ст), (7.4.3)

 

где h_ст – статический уровень жидкости в скважине (определяется методом эхолотирования).

Забойное давление в нефтяной скважине с механизированными способами добычи

Р_заб = r_ж (H)^.g^.(Н – h_дин), (7.4.4)

 

где h_дин – динамический уровень жидкости в скважине (определяется методом эхолотирования).

Давление на забое простаивающей газовой скважины

, (7.4.5)

где z – коэффициент сверхсжимаемости газа; Т – средняя температура в скважине; r_г – средневзвешенная плотность газа в стволе скважины.

Давление на забое газовой скважины при ее эксплуатации

 

, Ь (7.4.6)

 

где ; ; R – газовая постоянная; l - коэффициент гидравлического сопротивления; d – внутренний диаметр фонтанных труб.

Приближенный расчет забойного давления в скважине обычно проводится путем пересчета высоты столба динамического (статического) уровня жидкости (Н_дин) на давление. Для этого целесообразно принять следующую схему (см. рис. 6.2.1), при которой ствол скважины делится на три участка: 1 - от устья до динамического (статического) уровня жидкости; 2 – от динамического (статического) уровня жидкости до глубины спуска НКТ или насоса; 3 – от насоса до забоя скважины.

Рис. 7.4.1. – Схема ствола скважины

 

На первом участке находится свободный газ, поэтому давление столба газа (Р₁) у уровня жидкости можно определить по формуле

, (7.4.7)

где Р_затр – давление газа в затрубном пространстве; S – показатель степени

. (7.4.8)

В формуле (7.3.8) приняты следующие обозначения: - относительная (по воздуху) плотность попутного газа; Z _cp - коэффициент сжимаемости газа при среднем давлении;Т_ср – средняя температура газа, К; Н_дин – динамический (статический) уровень жидкости.

На втором участке при длительной эксплуатации скважины находится чистая нефть. Потому давление у башмака НКТ или у приема насоса рассчитывают по формуле

, (7.4.9)

где - средняя плотность нефти на участке 2. Величину можно приближенно определить, как

, (7.4.10)

r_н.пл и r_н.дег – соответственно плотности пластовой и дегазированной нефти.

На третьем участке при отсутствии в работающей скважине «хвостовика» находится вода. Поэтому вся нефть, которая поступает в скважину из пласта барбатируется через этот слой воды. Давление столба жидкости третьего участка приближенно оценивается как

, (7.4.11)

где r_ж – плотность жидкости на третьем участке. Величина r_жрассчитывается по правилу аддитивности

, (7.4.12)

где b – обводненность продукции скважины, доли ед. При высоких значениях обводненности продукции вместо величины r_жможно использовать плотность воды.

Таким образом, суммарная величина забойного давления скважины определится как сумма давлений всех интервалов ствола скважины

. (7.4.13)