Тема 2. Поведение газа в скважине.

Как известно, газ может находиться в скважине:

n в растворенном состоянии;

n в виде пузырьков, находящихся в покое относительно жидкости ( т.е. не всплывает самостоятельно ).

- для жидкости, находящейся в покое ;

- для движущейся жидкости.

где q - статистическое напряжение сдвига ;

t0 - динамическое напряжение сдвига ;

К - коэффициент пропорциональности

n виде пузырьков, размер которых значительно мал относительно общего объема жидкости ( пузырьковый режим);

n в виде пузырей, диаметр которых соизмерим с диаметром трубы ( снарядный режим всплытия ) ;

n кольцевой режим, где газ занимает все сечение затрубного пространства, что характерно для выброса и фонтана.

Первые три положения сильной опасности не представляют, так как забойное давление снижается незначительно.

Если предполагать, что в скважину поступила компактная пачка газа ( например при подъеме инструмента ), то для идеальных условий при всплытии этого газа в закрытой скважине давление на забое почти удвоится. Так как в идеальных условиях объем газа не изменится ( в закрытой скважине ), то согласно закону Бойля-Мариотта

Такое повышение давления может разрушить скважину или вызвать катастрофическое поглощение и как следствие - фонтан. Если при тех условиях газ поднимается в скважине с открытым устьем, и ввиду того, что давление под газом и, соответственно, самого газа уменьшается, то, согласно закону Бойля-Мариотта, объем газа будет увеличиваться, что приводит к уменьшению гидростатического столба бурового раствора и, соответственно, к снижению забойного давления.

На некоторой глубине произойдет выброс раствора, что приведет к резкому снижению забойного давления. Забойное давление в процессе подъема газа в скважине с открытым устьем, может оказаться ниже пластового, что неизбежно приведет к работе пласта и возможно к фонтану ( рис.2 )