Давление и температура в земной коре

Нефть, газ и вода в пласте находятся под давлением, кото­рое называется пластовым. От пластового давления зависит запас пластовой энергии и свойства нефти и газа в пластовых условиях. Величина пластового давления зависит от глубины залегания продуктивного пласта вышележащих горных пород (горное дав­ление), тектонических сил, температуры, химических процессов в данной конкретной залежи. Горное давление па нефть и газ пе­редастся через минералы, слагающие горные породы. В изолиро­ванном непроницаемыми горными породами пласте горное дав­ление приведет к созданию аномального, выше гидростатическо­го, пластового давления. Тектонические силы могут привести к повышению или понижению пластового давления по сравне­нию с гидростатическим в результате перемещения пласта.

Влияние температуры сводится к разрушению сложных уг­леводородов (из которых состоит нефть и газ) и образованию большого числа простейших молекул, что приводит к увеличе­нию объема жидкости (нефть, вода) и газа и, соответственно, к росту пластового давления в изолированном пласте.

Изменение температуры может привести к химическим ре­акциям, которые, соответственно, приводят к цементации пласта и снижению пористости и, как следствие, к повышению давления в изолированном (закрытом) пласте.

Если известна плотность жидкости и газа, пластовое давле­ние определяют расчетным путем. Если скважина заполнена жидкостью и не переливает (не фонтанирует), пластовое давле­ние определяется как гидростатическое:

где Рт - начальное пластовое давление, Па; Н - глубина залега­ния пласта, м; р - плотность жидкости, кг/м 3 ; g - ускорение сво­бодного падения тела (g = 9,81 м/с 2 ).

Если скважина переливает (фонтанирует), то

где Ру - давление на устье скважины. Па.

Если уровень жидкости в скважине не доходит до устья, то Pm=Hl-p-8t (Ю)

где Н\ — высота столба жидкости в скважине, м.

Давление в пласте относят к одной из плоскостей. За такую плоскость принято считать уровень моря или первоначальное по­ложение водонефтяного контакта в пласте. Пластовое давление, отнесенное к условной плоскости, называют приведенным пла­стовым давлением (см. рис. 4).

Приведенное пластовое давление определяется по формуле:

где Pi и Р2 - замеренные пластовые давления в скважинах № 1 и № 2, Па; h\ и h2 - расстояния от забоев скважин до уровня во-допефтяного контакта, м; /?„ и рп - плотность нефти и во­ды, кг/м 3 .

В процессе эксплуатации нефтяных месторождений необхо­димо знать некоторые виды давлений, которые влияют на технологические процессы:

B.I!. Кудииои Основы исфтсгазопромыслового дела

Глапа IV. Физические свойства горных пород

Рис. 4. К определению пластового давления

1. Статическое давление па забое скважины. Статическое давление - это давление в скважине, устанавливающееся после длительной се остановки. Статическое давление равно гидроста­ тическому давлению столба жидкости в скважине высотой (по вертикали), равной расстоянию от уровня жидкости в сква­ жине до глубины, на которой производится измерение. Обычно за такую глубину принимают середину интервала перфорации пласта. Статическое давление часто называют пластовым давле­ нием.

2. Статический уровень. Уровень столба жидкости, уста­ новившийся в скважине после ее длительной остановки и откры­ том устье, называется статическим уровнем.

3. Динамическое давление на забое скважины. Динамиче­ ское давление на забое скважины - это давление, установившееся на забое в процессе отбора жидкости или газа, а также во время закачки в скважину объекта воздействия (вода, полимеры, тепло­ носители и так далее). Динамическое давление на забое часто на­ зывают забойным давлением.

4. Динамический уровень жидкости в скважине. Уровень жидкости, который устанавливается в работающей скважине, на­ зывается динамическим уровнем.

5. Среднее пластовое давление. Среднее пластовое давле­ние дает представление о состоянии пласта, его возможностях по отборам нефти и газа, а также указывает на эффективность проведения тех или иных ГТМ, способствующих рациональной разработке данной залежи.

Статическое давление, замеренное в разных точках пласта, характеризует локальные пластовые давления в этих точках от­бора, которые могут быть различными вследствие неоднородно­сти пласта, разной степени выработанности, степени воздействия на залежь заводнением или другими агентами и так далее.

В этой связи пользуются термином среднее пластовое дав­ление. Среднее пластовое давление Рср определяют по замерам статических давлений Р