Добрый день коллеги !
Столкнулся с вопросом от разработчиков, как определить максимальное устьевое давление на новой скважине из него вытекающий вопрос как подобрать фонтанную арматуру, вопрос в контексте нормативных документов в России, которые как то бы регламентировали расчет и выбор ФА.
На данный момент мной просмотрены раздел XV. Требования к конструкции скважин в документе "Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности" от 2020 г. Из него конкретно полезного извлечь удается немного, ниже формулировка одного из пунктов:
302. Конструкция устья скважины, герметизирующих устройств должна обеспечивать:
подвеску с расчетным натяжением промежуточных и эксплуатационных колонн с учетом компенсации температурных деформаций на всех стадиях работы скважины (колонны), а также подвеску колонны бурильных труб на ПВО;
контроль за возможными флюидопроявлениями за обсадными колоннами;
возможность аварийного глушения скважины;
герметичность межколонных пространств при бурении и эксплуатации скважины;
испытание обсадных колонн и межколонных пространств на герметичность.
Далее согласно ГОСТ Р 51365-2009 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ И ДОБЫЧИ. ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ И ФОНТАННОЕ УСТЬЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ в пункт гласит:
4.14.2 Рабочее давление устьевого оборудования должно быть не менее давления опрессовки эксплуатационной колонны.
ГОСТ 13846-89 Арматура фонтанная и нагнетательная. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции в принципе содержит в себе конкретные технические требования к ФА без какой либо логики по выбору ФА по давлению или расчетов.
Посмотрел проекты на бурение скважин, в них помимо результатов расчетов отсуствуют зачастую ссылки на нормативку или инструкции по расчету (везде как правило указывают соотвествие требований ПБНГП 2020 г.). Так же часть присуствует строчка что выбор ФА это вопрос недропользователя.
Просто в интернете встречал расчет максимального возможного устьевого давления (нефтяной скв.) как = Р пл - плотность нефти * g * H, где Н это высота до кровли пласта. Прочтя все пункты из документов выше кажется что к этому нужно довать 10 процентов запаса по давлению и выбрать ФА из тичного ряда по ГОСТ13846-89 на ФА, то есть 14 21 35 70 МПа и т.д. Так же устьевое давление получается зависит и от давления необходимого создать для глушения скважины (с 10 проц запасом) и от давления опрессовки обсадных колонн.
Что то упускаю видимо.
Давление на устье добывающих и нагнетательных скважин определяется проектом разработки. В нем написано, какие устьевые давления ожидаются при эксплуатации или заказчке. Дальше берем стандартный ряд устьевых арматур конретного завода, в них указано рабочее давление при эксплуатации. Следует отметить, что устьевая арматура испытана заводом-изготовителем на двух кратное давление от рабочего. Подбираем устьевую арматуру с запасом (не менее полуторакратного от проектного) исходя из рабочей характеристики завода.
Должны быть данные поисково-оценочного бурения лохматых годов. Посмотрите пластовое и статику там. Можно смайнать прибор ГДК-ОПК и им замерить в открытом столе Рпл и пересчитать его в максимальную статику. Формулу гидростата Вы уже привели. Для газа ещё можно по барометрической формуле на устье пересчитать. Разницы почти никакой. Хотя бы увидите порядок.
Другой вопрос ТРИЗ. Там давление восстанавливается медленно. Лучше не пожалеть времени. Может даже не со станка осваивать. И сразу после окончания освоения закрыть скважину на квд. Надолго. При этом не забыть оснастить её постоянным забойным датчиком. Потом в софте экстраполировать давление на забое и пересчитать результат в статику. Либо уже названный ГДК-ОПК. Но это если прокачаетесь в ТРИЗах. Может не повезти.
Странно что разработчики задают такой вопрос. Как получить давление на скважине им должно быть известно.
О максимально возможном устьевом давлении смотрите главу "Катастрофы на нефтепромыслах как поисковый признак подводящих каналов" учебного курса "Геологическое моделирование в свете теории Глубинной нефти". Вот ссылка:
"https://www.researchgate.net/publication/356085892_Geological_modeling_in_the_light_of_Deep_Oil_theory_A_second_part_of_the_one_day_course_In_Russian"