Тема 3. Поведение газа в скважине. Как известно, газ может находиться в скважине: n в растворенном состоянии; n в виде пузырьков, находящихся в покое относительно жидкости ( т.е. не всплывает самостоятельно ). Размер этих пузырьков равен : - для жидкости, находящейся в покое ; - для движущейся жидкости. где q - статистическое напряжение сдвига ; t0- динамическое напряжение сдвига ; К - коэффициент пропорциональности n виде пузырьков, размер которых значительно мал относительно общего объема жидкости ( пузырьковый режим); n в виде пузырей, диаметр которых соизмерим с диаметром трубы ( снарядный режим всплытия ) ; n кольцевой режим, где газ занимает все сечение затрубного пространства, что характерно для выброса и фонтана. Первые три положения сильной опасности не представляют, так как забойное давление снижается незначительно. Если предполагать, что в скважину поступила компактная пачка газа ( например при подъеме инструмента ), то для идеальных условий при всплытии этого газа в закрытой скважине давление на забое почти удвоится. Так как в идеальных условиях объем газа не изменится ( в закрытой скважине ), то согласно закону Бойля-Мариотта для идеального газа, давление тоже не меняется ( рис.1 ) Такое повышение давления может разрушить скважину или вызвать катастрофическое поглощение и как следствие - фонтан. Если при тех условиях газ поднимается в скважине с открытым устьем, и ввиду того, что давление под газом и, соответственно, самого газа уменьшается, то, согласно закону Бойля-Мариотта, объем газа будет увеличиваться, что приводит к уменьшению гидростатического столба бурового раствора и, соответственно, к снижению забойного давления. На некоторой глубине произойдет выброс раствора, что приведет к резкому снижению забойного давления. Забойное давление в процессе подъема газа в скважине с открытым устьем, может оказаться ниже пластового, что неизбежно приведет к работе пласта и возможно к фонтану ( рис.2 ) Изменение объема газовой пачки и забойного давления при открытом устье скважины. Как видно из выше изложенного, неконтролируемое всплытие газа в скважине может привести к катастрофическим последствиям. Скорость всплытия газа зависит от режима всплытия. Так для пузырькового режима скорость всплытия колеблется от 300 до 350 м/час, а для снарядного от 600 до 900 м/час. Скорость подъема газа при промывке можно ориентировочно найти по формуле где Vж - скорость движения жидкости, м/час ; Vrст - скорость всплытия газа в статике, м/час. Тема 4. Причины возникновения ГНВП . Основными причинами возникновения газонефтеводопроявлений при ремонте скважин являются: · Недостаточная плотность раствора вследствие ошибки при составлении плана работ или несоблюдения рекомендуемых параметров раствора бригадой текущего, капитального ремонта и освоения скважин. · Недолив скважины при спуско-подъемных операциях. · Поглощение жидкости, находящейся в скважине. · Глушение скважины перед началом работ неполным объемом. · Уменьшение плотности жидкости в скважине при длительных остановках за счет поступления газа из пласта. · Нарушение технологии эксплуатации, освоения и ремонта скважин. · Длительные простои скважины без промывки. · Наличие в разрезе скважины газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивают опасность возникновения газонефтеводопроявлений, даже если пластовое давление ниже гидростатического. Повышенная опасность объясняется следующими свойствами газа: · Способностью газа проникать в интервале перфорации в скважину и образовывать газовые пачки. · Способностью газовых пачек к всплытию в столбе жидкости с одновременным расширением и вытеснением ее из скважины. · Способностью газовой пачки к всплытию в загерметизированной скважине, сохраняя первоначальное (пластовое) давление. |