Рейтинг фильтров для воды

Мы протестировали и выбрали лучшее очистное оборудование и бытовые фильтры

Что собой представляет и чему равно забойное давление при простое скважины?

При бурении водяных скважин специалисты учитывают различные характеристики пласта и воды нем. Одной из таких характеристик является забойное давление скважины.

Далее дано подробное описание, что такое забойное давление водяной скважины, формула расчета этой величины. Дополнительно описаны различные факторы, влияющие на изменение величины забойного давления.

Что это такое?

Забойным давлением является величина давления в пласте у забоя скважины. Измеряется забойное давление в Паскаль (Па).

В эксплуатированных скважинах забойное давление считается динамическим, так как постоянно изменяется. В неработающих источниках данная величина является статической.

Величина

Величина забойного давления зависит от степени эксплуатации скважины:

  1. foto53076-2В эксплуатируемом источнике данная величина динамическая. Она изменяется по мере откачки воды.

    После откачки на устье скважины и жидкость в ней влияет пластовое давление воды.

    Оно способствует восстановлению дебита. Забойное давление в эксплуатируемой скважине может измениться за счет геологических изменений пласта или технический изменений ствола или затрубного пространства.

  2. Для неэксплуатируемых источников характерно статическое давление. Его суть заключается в том, что вода в скважине не откачивается, а со временем происходит уравновешивание пластового и забойного давления. Статический уровень может изменяться за счет увеличения числа скважин или прорыва пластовых газов.
  3. При промывке источника забойное давление становится динамическим, но в обратном направлении. Иными словами, давление у устья скважины сначала увеличивается за счет гидродинамического сопротивления, а затем снижается по причине уравновешивания этих величин (установленного и промывочного давления) по отношению к пластовому.

Все описанные величины могут изменяться в ту или иную сторону. Причина тому кроется во многих факторах:

  • температура воды,
  • положение пласта,
  • количество скважин,
  • их удаленность друг от друга,
  • расход на момент замера.
Также большое значение в определении играет расположение пласта относительно горизонтальной плоскости и направленность ствола.

Какие факторы влияют на параметр?

Забойное давление не является постоянной величиной. Оно изменяется при:

  1. Изменении скорости спуска труб. Часто происходит по причине ошибок в ходе буровых работ.
  2. Ускорение спуска колонны по мере прохождения рыхлых участков пласта.
  3. При заполнении водой колонны на момент прохождения водоносного пласта или заглубления.

Эти факторы увеличивают забойное давление при бурении скважины. При ее эксплуатации, на данную величину может влиять:

  1. foto53076-3Скорость наполнения пласта. Например, разрыв или увеличение давления газов.
  2. Подвижки грунта. Часто возникает после землетрясений. Может измениться не только структура пласта, но и структура потока.
  3. Наличие соседних скважин. Чем меньше скважин осуществляют забор из одного горизонта, тем больше давление в нем.

    Тут также учитывается скважинное и насосное оборудование.

  4. Снижение пластового давления. Часто возникает за счет обмеления пласта или снижения скорости его наполнения.

Также большое влияние оказывает заиливание устья забоя после долгого простоя или эксплуатации источника с погружным насосом.

Как определить?

Рассмотрим, как рассчитать забойное давление скважины.

Формула и алгоритм расчета

Итак, забойное давление не равно для работающей и простаивающей скважины. Обусловлено это тем, что в простаивающем источнике эта величина становится равной пластовому давлению, что приводит к увеличению уровня жидкости в стволе.

Для расчета забойного давления используется следующая формула: Pз=PжgH+Pу.

Уравнение состоит из следующих величин:

  • «Pз» — забойное давление в Па;
  • «Pж» — плотность жидкости (воды) кг/м3;
  • «H» — высота водяного столба в стволе скважины в метрах;
  • «g» — ускорение свободного падения м/с2;
  • «Pу» — устьевое давление Па.

В данной формуле единственным отличием может являться значение «H», так как динамический уровень гораздо ниже статического. Также может учитываться температура воды и внутренний объем ствола. Но эти величины используются при сравнении забойного и пластового давления.

Несколько примеров

Для начала попробуем рассчитать забойное давление действующей скважины.

foto53076-4Пример:

  1. Высота водяного столба 2 метра (динамический уровень).
  2. Устьевое давление 3 Па.
  3. Забойное давление неизвестно.
  4. Ускорение свободного падения 9,8.

Для начала стоит определить плотность воды. Эталонная величина 0,98 кг/м³. Далее делаем расчет давления столба жидкости: P=pgH= 0.98*2*9.8=1,9 Па. Далее проводим расчет забойного давления: 1,9+3=4,9 Па.

Забойное давление простаивающей скважины рассчитывается по статическому уровню.

Пример:

  1. Высота водяного столба 2,4 м.
  2. Устьевое давление 3 Па.
  3. Ускорение свободного падения 9,8 м/с2.
  4. Забойное давление неизвестно.

Для начала определяем давление водяного столба: P=pgH= 0,98(плотность воды)*2,4(статический уровень) *9.8 (свободное падение) = 2,3 Па. Далее нужно прибавить к этому значению устьевое давление 2,3+3=5,3 Па.


Из обеих задач можно сделать вывод, что в скважине разница между забойным и пластовым давлением составляет 0,4 Па.

Расчет отличается от расчета нефтяных или газовых скважин, так как вода в данной скважине является основной жидкостью и не является вредной отработкой.

Причины снижения

Основные причины снижения забойного давления следующие:

  • увеличение числа скважин, источником которых является один пласт;
  • разрыв пласта;
  • сдвиг пласта в результате тектонических движений;
  • неправильное исследование пласта — частое явление при проведении бурения непрофессиональной бригадой;
  • сезонные изменения давления для скважин глубиной до 50 м.

В основном, на снижение забойного давления водяных скважин влияют геологические особенности региона или их изменения.

foto53076-5Также существуют технические факторы снижения:

  1. Упор ствола в грунт.
  2. Снижение давления под долотом.
  3. Увеличение скорости прохода через рыхлый грунт.
  4. Большая длина ствола при увеличенном диаметре.
  5. Перекос ствола или его деформация.

Также на снижение давления может влиять засорение устья ствола, снижение пластового давления, в результате уменьшения пористости пласта.

Изменения дебита при повышении и понижении

Забойное давление сильно влияет на дебит скважины. При снижении давления снижается дебит источника. Главным образом увеличивается время восстановления уровня воды после ее откачки.

Увеличение забойного давления может привести к разбалансировке ствола, осыпанию грунта вокруг него. Очень высокое давление приводит к фонтанированию и выходу воды на поверхность.

Заключение

Забойное давление основная величина, которая влияет на дебит скважинного источника. Данная величина имеет прямую зависимость от различных геологических изменений.

Установить величину забойного давления можно только на стадии разработки скважины. Специалисты должны внести ее в технический паспорт источника.

А какова Ваша оценка данной статье?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...