Движение и расширение газа

1. Движение и расширение газа

2. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом пачки при изменении её глубины?
Закон Бойля – Мариотта:
P1 x V1
= V2
P2
Плотность раствора = 1,2 кг/л
P1 = 3000 m x 1,2 кg/l x 0.0981 = 353,16 bar
3000 m
V1 = 500 л
353,16
bar
Для условий забоя:
P2 = Р1 и V2 = V1
500 л
200 м

3. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом пачки при изменении её глубины?
Плотность раствора = 1.2 кг/л
Закон Бойля – Мариотта: P1 x V1 = V2
P2
P2 = 2000 м x 1.2 кг/л x 0.0981 = 235,44 бар
353.16 bar x 500 л
235.44 bar
= 750 л
Забойное давление = ?
2000 м
235,44
bar
300 м
750 л

4. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом выброса при изменении его глубины?
Плотность раствора = 1,2 кг/л
176,58
bar
Закон Бойля – Мариотта: P1 x V1 = V2
P2
P2 = 1500 м x 1,2кг/л x 0.0981 = 176,58 bar
353.16 bar x 500 л
176.58 bar
= 1000 л
1500 м
400 м
Забойное давление = ?
Примечание: Выброс газа, прошедший половину пути
по скважине, имеет не только двойной объем, но и
потерял половину первоначального давления (Pпл).
1000 л

5. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом пачки при изменении её глубины?
Плотность раствора = 1.2 кг/л
117,72
bar
Закон Бойля – Мариотта: P1 x V1 = V2
P2
P2 = 1000 м x 1,2 кг/л x 0.0981 = 117,72 bar
1000 м
600 м
353,16 bar x 500 л
= 1500 л
117,72 bar
Забойное давление = ?
1500 л

6. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом пачки при изменении её глубины?
Плотность раствора = 1,2 кг/л
Закон Бойля – Мариотта: P1 x V1 = V2
P2
P2 = 500 м x 1,2 кг/л x 0.0981 = 58,86 bar
353.16 bar x 500 л
58.86 bar
= 3000 л
Забойное давление = ?
58,86
bar
500 м
3000 л
800 м

7. Движение и расширение газа

С глубины в 3000 м. внутрь скважины при свабировании
получена пачка газа. После этого, при циркуляции, она
беспрепятственно вымывается на поверхность.
Что будет с объемом пачки при изменении её глубины?
Плотность раствора = 1,2 кг/л
Закон Бойля - Мариотта P1 x V1 = V2
P2
P2 = 1 бар (атмосферное давление)
353.16 x 500 л
1 bar
= 176580 л
Устье
1 bar
176580
л

8. Динамика газа в кольцевом пространстве

На 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина
закрыта. Приток при циркуляции выносится на поверхность.
Каково будет расчетное давление на башмаке обсадной
колонны при разрешенном расширении газа и поддержании
постоянного давления на забое скважины?
Вынос на поверхность закрытого
газового притока при удержании
постоянного забойного давления

9. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина закрыта.
Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково будет
расчетное давление на башмаке обсадной колонны при расширении газа
во время движения его по кольцевому пространству и постоянном
давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1350 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 160.25 bar
Башмак
ОК
1500 м
185.7 bar
150 м x 0.027 bar/m = 4.05 bar
160.25
bar
1350 м
4.05 bar
150 м
160.25 bar + 4.05 bar = 164.3 bar
(Гидростатическое)
350 bar – 164.3 = 185.7 bar (на башмаке)
3000 м
ГСВ
350 bar

10. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина закрыта.
Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково будет
расчетное давление на башмаке обсадной колонны при расширении газа
во время движения его по кольцевому пространству и постоянном
давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
700 м x 1,21 кг/л x 0.0981 = 83.09 bar
Башмак ОК
1500 м
191.6 bar
71.2 bar
600 м
гидростатическое давление газа (200 м) = 4.05 bar
600 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 71.22 bar
71.22 bar + 4.05 bar + 83.09 bar = 158.36 bar
(гидростатическое давление)
4,05 bar
200 м
83.1 bar
700 м
350
bar – 158.36 ~ 191.6 bar на башмаке
2,340
3000 м
psi
350 bar

11. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина закрыта.
Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково будет
расчетное давление на башмаке обсадной колонны при расширении
газа во время движения его по кольцевому пространству и
постоянном давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1200 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 142.44 bar
Башмак ОК
1500 м
203.5 bar
4.05 bar
300 м
гидростатическое давление газа (300 м) = 4.05 bar
142.44 + 4.05 bar = 146.5 bar
(гидростатика)
142.44
bar
1200 м
350 bar – 146.5 = 203.5 bar на башмаке ОК
2,340
psi
3000 м
350 bar

12. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина закрыта.
Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково будет
расчетное давление на башмаке обсадной колонны при расширении
газа во время движения его по кольцевому пространству и
постоянном давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1250 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 148.38 bar
Башмак ОК
1500 м
1.16 bar
100 м
2.89 bar
250 м
148.38
bar
1250 м
198.7 bar
Гидростатическое давление газа (250 м)= 2,89 бар
148.38 bar + 2.89 bar = 151.3 bar
(Гидростатика)
350 bar – 151,3 = 198,7 bar на башмаке ОК
2,340
psi
3000 м
350 bar

13. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м внутрь скважины свабирован приток газа и скважина закрыта.
Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково будет
расчетное давление на башмаке обсадной колонны при расширении
газа во время движения его по кольцевому пространству и
постоянном давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1500 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 178,05 bar
178 bar (Гидростатика)
131 bar
Башмак ОК
4.05 bar
1500 м
400 м
172 bar
178 bar
1500 м
350 bar – 178 bar = 172 bar на башмаке ОК
Давление на башмаке остается постоянным,
равным 172 bar
Устьевое
затрубное давление при этом
2,340
psi
должно
быть равно 37 bar
3000 м
350 bar

14. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м. внутрь скважины свабирован приток газа и скважина
закрыта. Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково
будет расчетное давление на башмаке обсадной колонны при
расширении газа во время движения его по кольцевому
пространству и постоянном давлении на забое скважины?
53 bar
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
4.05 bar
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1500 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 178 bar
450 м
600 м
Башмак ОК
1500 м
53 bar
450 м
172 bar
178 bar (Гидростатика)
178 bar
1500 м
350 bar – 178 bar = 172 bar на башмаке ОК
Давление на башмаке остается постоянным,
равным 172 bar
Устьевое затрубное давление при этом должно быть
равно
2,34062 bar
3000 м
psi
350 bar

15. Динамика газа в кольцевом пространстве

С 3000 м. внутрь скважины свабирован приток газа и скважина
закрыта. Приток при циркуляции выносится на поверхность. Каково
будет расчетное давление на башмаке обсадной колонны при
расширении газа во время движения его по кольцевому
пространству и постоянном давлении на забое скважины?
Плотность
раствора = 1.21 кг/л
Начальная высота
газа = 150 м
Градиент газа = 0.027 bar/м
Pпл = 350 bar
Р баш. мах. = 210 bar
Р затр. мах. = 32 bar
1500 м x 1.21 кг/л x 0.0981 = 178,05 bar
178 bar (Гидростатика)
Башмак ОК
4.05
bar
700 м
60 psi
95 bar
800 м
1500 м
172 bar
178 bar
1500 м
350 bar – 178 bar = 172 bar на башмаке ОК
Давление на башмаке остается постоянным,
равным 172 bar
Устьевое затрубное давление при этом должно
2,340равно 73 bar
быть
3000 м
psi
350 bar

16. МИГРАЦИЯ ГАЗА в ЗАКРЫТОЙ СКВАЖИНЕ

17.

Ртр
Миграция газа
37
49
Рзтр
Скважина закрыта после притока 800 л
Pпл = (1,2 кг/л x 3000 м x 0.0981) + 37 бар
Pпл = 353 бар + 37 бар
ρбр=1,2кг/л
Pпл = 390 бар
Приток газа в скважине имеет пластовое
давление и это давление удерживается,
если нет разрешенного расширения газа.
Приток = 800 л
В закрытой скважине во время миграции газа
объем притока остается равным 800 л!
3000 м ГСВ
800 л
При 390 бар
Pпл = 390 бар
Насосы не работают !!

18.

Ртр
Миграция газа
37
49
Рзтр
Гидростатика затрубного
пространства
Высота притока = 105 м (пренебрегая
изменением)
ρбр=1,2кг/л
2895 м
3000 м – 105 м = 2895 м (высота бурового
раствора)
2895 м x 1,2 кг/л x 0.0981 psi = 341 бар
390 бар (Pпл) – 341 бар (гст) = 49 бар (Рзтр)
3000 м ГСВ
800 л
при 390 бар 105 м
Pпл = 390 бар
Газ начал перемещаться !

19.

Р тр
37
49
Р зтр
Миграция газа
Давления на обоих манометрах (трубном и
затрубном) будут подниматься в следствии
того, что в притоке удерживается пластовое
давление такое же, как в первоначальном
объеме выброса
800 л
при 390 бар
105 м
Pпл = 390 бар

20.

Р тр
Трубное и затрубное давления
поднялись на 14 бар
51
63
Р зтр
Причина возрастания давления (Рзтр):
Затрубное давление будет возрастать
вследствие уменьшения столба раствора
(гидростатическое давление) над притоком
1,2 кг/л x 2780 м x 0.0981 = 327 бар
Приток с действующим пластовым давлением
давит вверх и вниз внутри скважины
Р гст = 327 бар
390 бар – 327 бар = 63 бар (Р зтр)
2780 м
800 л
при 390 бар
115 м
Pпл = 390 бар
Величина потери гидростатики над притоком
показывается на устье как прирост на
затрубном манометре

21.

Р тр
51
63
Р зтр
Оба давления увеличивается на
одну величину (14 бар).
Причина повышения трубного давления (Р тр)
Трубное давление будет подниматься в
следствии увеличения гидростатического
давления ниже притока на:
1,2 кг/л x 115 м x 0.0981 = 14 бар
Приток с действующим пластовым давлением
давит вверх и вниз внутри скважины.
800 л
при 390 бар
14 бар
115 м
Pпл = 390 бар
Величина прироста гидростатики ниже
притока отображается на устье как
прирост трубного давления (Р тр)
390 бар + 14 бар = 404 бар
403,5 бар – (1,2 x 0.0981 x 3000) бар = 51 бар

22.

Р тр
?
355
367
?
Р зтр
Подошва газовой пачки при миграции
поднялась на 2700 м от забоя
Какие показания будут на трубном и
затрубном манометрах?
Затрубное давление
1,2 кг/л x 195м x 0.0981 = 23 бар
390 бар – 23 бар = 367 бар
800 л
при 390 бар Трубное давление
1,2 кг/л x 2700 м x 0.0981 = 318 бар
390 бар + 318 бар = 708 бар
Величина прироста гидростатики ниже
притока отображается на устье как прирост
трубного давления (Р тр)
708 бар
2700
м
Pпл = 390 бар
708 бар – (1,2 x 0.0981 x 3000) бар = 355 бар

23.

Миграция газа
51
Р тр
63
Р зтр
Д
а
в
л
е
н
и
е
200 psi x 5 bbl
5,700 psi – 200 psi
= 0.1818 bbl
Время (мин)