Внутреннее избыточное давление на колонну

Внутреннее избыточное давление определяется по разности между внутренним и наружным давлениями для одного и того же момента времени

р_в.и=р_в-р_н       (10.17)

Порядок расчета наружного давления был рассмотрено здесь.

За расчетное внутреннее давление принимается его максимальное значение, которое может возникнуть при вскрытии продуктивного пласта с АВПД, при опрессовке обсадной колонны или при проведении мероприятий по повышению нефтегазоотдачи пластов (гидроразрыв, кислотная обработка и пр.).

Внутреннее давление рассчитывают следующим образом:

1. в нефтяной скважине при закрытом устье в момент вскрытия продуктивного пласта
   
   р_вz=р_пл-ρ_жg(H_пл-z) (10.8)
   
   ( H_пл - глубина кровли пласта с давлением р_пл; ρ_ж - плотность нефти или плотность пластового флюида в пластовых условиях, если давление насыщения нефти газом ниже давления на устье);
2. если предусмотрена обработка продуктивного пласта с созданием репрессии на пласт ∆р (ее значение задается геологической службой), то при расчете внутреннего давления величина ∆р прибавляется к пластовому давлению;
3. при испытании обсадной колонны на герметичность в один прием без пакера внутреннее давление рассчитывается, если рв.у>роп, по формуле
   
   р_вz=1,1р_в.у+ρ_жgz               (10.19)
   
   (р_в.у - внутреннее давление на устье) и, если р_в.у>р_оп, по формуле
   
   р_вz=р_оп+ρ_жgz              (10.20)
   
   (р_оп - рекомендуемое минимальное давление опрессовки обсадной колонны (табл. 10.3);
4. в хорошо освоенных районах внутреннее давление рассчитывается по фактическому давлению на устье скважины.

Таблица 10.3 Рекомендуемые значения минимального давления опрессовки при испытании обсадных колонн на герметичность

Диаметр обсадной колонны, мм	Давление опрессовки, МПа	Диаметр обсадной колонны, мм	Давление опрессовки, МПа
114,3-127,0	15,0	219.1-244,5	9,0
139,7-146,1	12,5	273.1-351,0	7,5
168,3	11,5	377,0-508
177,8-193,7	9,5

Внутреннее давление особенно опасно в газовых скважинах. При закрытом превенторе повышение внутреннего давления может привести к разрыву обсадной колонны в ее приустьевой части.

Распределение давления по стволу газовой скважины при закрытом устье рассчитывается по формуле

р_вz=р_пл/е^s                   (10.21)

где р_пл - пластовое давление в газовом пласте;

     (10.22)

где ρ - относительная плотность природного газа по воздуху, для первых скважин можно принять р ; H - глубина залегания газового пласта, м; m - коэффициент сверхсжимаемости газа, τ_ср- средняя абсолютная температура по скважине, К (К - термодинамическая температура K=°C+273.15 ).

В газонефтяных и газовых скважинах, где при закрытом устье под газом в скважине образуется столб нефти, в интервале, заполненном нефтью, внутреннее давление определяют по пластовому с учетом его снижения за счет давления столба нефти, а в части, заполненной газом, - по давлению на границе с нефтью с учетом его снижения к устью по закону р_в=р_h/e^s, где p_h- давление у границы с нефтью.

При глубине Н≤1000 м и пластовом давлении в газовой залежи не свыше 10 МПа, а также при пластовом давлении не свыше 4 МПа и любой глубине скважины допускается принимать внутреннее давление по всей скважине равным пластовому.

Внутреннее избыточное давление определяется как разность внутреннего и наружного давлений

p_и.в=р_в-р_н.         (10.23)

Допустимое значение внутреннего давления определяется по формуле

[р_в]=р_в.кр/k₃,          (10.24)

где р_в.кр - внутреннее критическое давление; k₃ - коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности при расчете на избыточное внутреннее давление.

Диаметр труб, мм	114,3-219,1	>219,1
Исполнение	1,15	1,15
Исполнение	1,15	1,45

Устьевую часть обсадной колонны приходится также проверять по давлению, которое создастся при ее опрессовке. При опрессовке давление должно превышать ожидаемое давление на устье в 1,1 раза или, по крайней мере, быть не ниже рекомендуемого давления опрессовки (см.табл.10.3).