Гидростатическое давление, давление гидроразрыва горной породы

Гидростатическое давление бурового раствора на забой p_б.р(МПа) - давление столба бурового раствора на забой на глубине H

p_б.р=p_б.рgH              (1.29)

Дифференциальное давление ∆_p - разность давления бурового раствора на забой скважины и пластового

∆_p=p_б.р+р_г.д-р_пл          (1.30)

где р_г.д - гидродинамическое давление, рассматриваемое в зависимости от выполняемой технологической операции: при циркуляции раствора в затрубном пространстве или при пуске насоса.

Величина ∆_p оказывает существенное влияние на увеличение сопротивления разрушению пород. С увеличением Н влияние ∆_p на показатели работы долот возрастает. В случае если p_б.р≈p_пл, то рост р_г.д (репрессия на пласт) может стать причиной поглощения бурового раствора.

Давление гидроразрыва горной породы р_г.д (МПа) - давление столба жидкости в скважине на глубине H, при котором происходит разрыв связной породы и образование в ней трещин. Определяется опытным путем.

При полном отсутствии данных

р_гр = 0,87р_г;                           
р_гр=0,83Н + 6,6р_пл                      (1.31)

Давление поглощения p_погл - давление в скважине, при котором начинается утечка бурового раствора по искусственным трещинам, образующимся в результате гидроразрыва связной породы, либо по естественным каналам в трещиноватых и закарстованных породах. Принимается по фактическим данным или по опытным нагнетаниям (подача 1-2 л/с).

При отсутствии данных

p_погл= (0.75÷0,95)р_гр          (1.32)

Относительное давление по воде в закрытой скважине k_отн - отношение давления р_H на глубине Н в скважине с закрытым устьем, частично или полностью заполненной пластовой жидкостью, к давлению пресной воды

p_отн=p_н/ρ_вgH.                  (1.33)

Индекс давления поглощения ρ'_погл представляет собой отношение ρ'погл, к давлению столба пресной воды:

p'_погл =p_погл/p                    (1/34)

или

k_погл =p_р.т/ρ_в                   (1.35)

где p_р.т - давление раскрытия микротрещин или давление гидроразрыва монолитных пород.

Для прогнозирования ориентировочных значений k_погл можно воспользоваться формулой

k_погл≈(1-ζ)k_a+ζ(1,8÷2,5)                    (1.36)

Величину 1,8 принимают близ дневной поверхности; 2.3-2.5 - на большой глубине. Значения ζ желательно определять по данным о давлениях разрыва горной породы (раскрытия микротрещин), полученных в ранее пробуренных скважинах на данной или других площадях со сходными горно-геологическими условиями.

Пример 1.9 Определить давление, оказываемое буровым раствором плотностью р_бр=1260 кг/м3 на стенки скважины на глубине 2000 м.

Решение. По уравнению (1.29) на глубине 2000 м.

р_б.р=9,81·1260·2000=24,72 Мпа.