У даній статті ми ознайомимося з поняттям пластового тиску (ПД). Тут будуть розглянуті питання його визначення та значення. Також розберемо спосіб експлуатації людиною. Не оминемо і поняття аномального пластового тиску, точність вимірювальних можливостей апаратури і деякі окремі поняття, пов'язані з домінуючим у цьому тексті.

Введення

Пластовий тиск – це показник величини тиску, створеного за допомогою впливу пластових флюїдів і вымещенного на певній породі мінералів, гірських порід і т. д. Флюїдами називають будь-які речовини, поведінка яких в ході деформації можна описати за допомогою використання законів механіки для рідин. Сам термін був введений в обіг наукової мови приблизно в середині сімнадцятого століття. Їм позначали гіпотетичні рідини, за допомогою яких намагалися пояснити з фізичної точки зору процес утворення гірських порід.

Визначення пласту

Перш ніж приступити до розбору пластового тиску, слід звернути увагу на деякі важливі поняття увага, які з ним пов'язані, а саме: пласт і його енергія. Пластом в геологи називають тіло, що володіє плоскою формою. Його потужність при цьому набагато слабкіше розміру площі розповсюдження, в межах якої вона діє. Також даний показник потужності володіє рядом однорідних ознак і обмежується набором паралельних поверхонь, як малих, так і великих: покрівля – верх і підошва – низ. Визначення силового показника можна визначити за допомогою знаходження найкоротшої відстані між підошвою і покрівлею.

Будова пласта

Пласти можуть утворюватися з декількох прошарків, що належать різним породам і пов'язаних між собою. Прикладом може служити вугільний пласт з наявними прошарками аргілітів. Нерідко термінологічну одиницю «пласт» застосовують при позначенні стратифікованих скупчень корисних копалин, таких як: вугілля, поклади руди, нафти, а також водоносні ділянки. Складання пластів відбувається за допомогою накладання один на одного різних осадових порід, а також вулканогенних і метаморфічних гірських.

Поняття пластової енергії

Пластовий тиск тісно пов'язане з поняттям пластової енергії, яка є характеристикою можливостей пластів-колекторів і ув'язнених в них флюїдів, наприклад: нафти, газу або води. Важливо розуміти, що її значення базується на тому, що всі речовини всередині пласта знаходяться в стані постійної напруги, обумовленого гірським тиском.

Видове різноманіття енергії

Існує кілька видів пластової енергії:

напірна енергія пластової рідини (води);

енергія вільних і виділяються газів, що перебувають у розчинах з пониженим тиском, наприклад нафти;

пружність стислій породи і рідини;

напірна енергія, обумовлена силою тяжіння речовини.

В ході відбору рідин, зокрема газу, з середовища пласта запас енергії витрачається для забезпечення процесу переміщення флюїдів, за допомогою якого вони зможуть подолати, протидіють їх руху, сили (сили, відповідальні за внутрішнє тертя між рідинами і газами і самої породою, а також капілярні сили).
Напрямок руху нафти і газів у просторі пласта, як правило, обумовлюється проявом нових типів енергії пласта одночасно. Прикладом може служити поява енергії пружності породи і рідини та її взаємодія з потенціалом сили тяжіння нафти. Переважання певного виду енергетичного потенціалу залежить від ряду особливостей геологічного характеру, а також умов, в яких експлуатується родовище конкретного ресурсу. Відповідність конкретної форми енергії, за допомогою якої здійснюється переміщення рідин і газів, з видом видобувної свердловини дозволяє розрізняти різні режими роботи покладів газу і нафти.

Важливість параметра

Пластовий тиск – це вкрай важливий параметр, який характеризує енергетичні можливості пластів, що несуть у собі водні або нафтогазові ресурси. У процесі його формування беруть участь кілька видів тиску. Всі вони нижче будуть перераховані:

гідростатичний пластовий тиск;

надмірне газове або нафтове (сила Архімеда);

тиск, що виникає внаслідок змін розмірної величини об'єму резервуара;

тиск, що виникає завдяки розширення або стиснення флюїдів, а також зміни їх маси.

Поняття пластового тиску включає в себе дві його різні форми:

Початковий – початковий показник, яким володів пласт до розкриття його резервуара під землею. В деяких випадках воно може зберігатися, тобто не порушуватися внаслідок дії техногенних факторів та процесів.

Поточне, яке також називають динамічним.

Якщо порівнювати пластовий тиск з умовним гідростатичним (тиском стовпця прісної рідини, висотної від показника денної поверхні до точки виміру), то можна сказати, що перше ділиться на дві форми, а саме, аномальну і нормальну. Остання перебуває в безпосередній залежності з глибиною залягання пластів і продовжує зростати, приблизно на 01 Мпа за кожні десять метрів.

Нормальна і аномальна тиск

ПД в нормальному стані є рівним гідростатичного тиску водяного стовпа, з щільністю, рівною одному граму на см 3 від пластової покрівлі до земної поверхні по вертикалі. Аномальним пластовим тиском називають будь-які форми прояву тиску, які відрізняються від нормального. Існує 2 виду аномального ПД, про яких зараз буде розказано. Якщо ПД перевищує гідростатичний, тобто те, в якому тиск стовпчика води має показником щільності, рівним 103 кг/м 3 , то його називають аномально високим (АВПД). Якщо показник тиску в пласті нижче, то його називають аномально низьким (АНПД). Аномальне ПД знаходиться в система ізольованого типу. В даний час однозначної відповіді на питання про генезис АПД не існує, так як тут думки фахівців розходяться. Серед головних причин утворення знаходяться такі фактори, як: процес ущільнення порід глини, явище осмосу, катагенетический характер перетворення породи і включених в неї органічних сполук, робота тектогенезу, а також наявність геотермічної середовища в надрах землі. Всі перераховані фактори можуть ставати переважаючими між собою, що залежить від будови геологічної структури та історичного розвитку регіону. Однак більша частина дослідників вважає, що найважливішою причиною того чи іншого формування пласта і наявності в ньому тиску, є фактор температури. Це засновано на тому, що тепловий коефіцієнт розширення будь-якого флюїду в ізольованою породі перевищує в багато разів цей же показник у мінерального ряду компонентів в породі гір.

Встановлення АПД

АПД встановлюється внаслідок проведення буріння в різних свердловинах, як на суші, так і на території акваторій. Це пов'язано з постійним пошуком, розвідкою і розробкою покладів газу та/або нафти. Зазвичай їх знаходять у досить великому інтервалі рівня глибин. Де вкрай глибоко на дні, частіше можна зустріти аномально високий пластовий тиск (від чотирьох км і більше). Найчастіше такий тиск буде перевищувати гідростатичний, приблизно в 13 - 18 разів. Іноді зустрічаються випадки від 2 і до 2.2; у такому випадку вони найчастіше не здатні досягти перевищення геостатического тиску, який чинить вага вищерозміщеної породи. Вкрай рідко можна зустріти випадок, в якому на великій глибині можна зафіксувати АВПД дорівнює або перевищує значення геостатического тиску. Передбачається, що це зумовлено впливом різних факторів, таких як: землетрус, грязьовий вулкан, зростання солянокупольной структури.

Позитивний компонент АВПД

АВПД має благотворний вплив на колекторські властивості вымещающей породи. Дозволяє збільшити інтервал часу для експлуатації родовищ газу і нафти, не застосовуючи в ході цього вторинні дорогі методи. Також збільшує питому запас газу і дебіту свердловини, намагається зберігати скупчення вуглеводнів і є свідченням наявності у нафтогазоносному басейні різних ізольованих ділянок. Говорячи про будь-яких формах ПД, важливо пам'ятати, з чого воно утворюється: пластового тиску газу, нафти і гідростатичного. Місця з АВПД, що були розвинені на великій глибині, особливо в місцях з регіональним поширенням, містять значний запас такого ресурсу, як метан. Він перебуває там в стані розчину, який міститься в перегрітій воді з температурою від 150-200 °C.

Деякі дані

Людина може отримувати запаси метану і користуватися гідравлічної і теплової енергією води. Однак є тут і зворотна сторона, адже АВПД часто стають джерелами аварій, що виникли при бурінні свердловини. Для таких зон використовують у процесі буріння метод обважнення, мета якого - попередити викид. Однак застосовувані розчини можуть бути поглинені пластами з двох тисків: гідростатичного і аномально низького. У ході осмислення процесу з видобутку ресурсів нафти та газу за допомогою встановлення вишок необхідно знати про наявність поняття про забійній пластовому тиску. Воно є величиною тиску на вибої нафтової, газової або водяної свердловини, що здійснює процес роботи. Воно повинно бути нижче значення пластової величини впливу.

Загальні відомості

ПД постійно змінюється в міру поширення пласта і збільшення глибини покладів нафти чи газу. Також воно зростає внаслідок зростання потужності водоносного горизонту. Зіставляється такий тиск лише з якою-небудь однією площиною, а саме рівнем, початковим положенням водонафтового контакту. Показники таких приладів, як манометр, показують результати лише для зон зниженого типу. Якщо говорити конкретно про пластовому тиску свердловини, то під цими словами мається на увазі величину скупчення корисних копалин, що знаходяться в порожнечах землі. Причиною такого явища стало випадкове наявність можливості у основної частини пласта вийти на поверхню. Процес напої пласта здійснюється, утворився завдяки отворам.

СППД

Система підтримання пластового тиску – це технологічний комплекс обладнання, що потрібно для проведення роботи по підготовці, транспортуванні і закачування агента, який виконує зусилля, необхідне для проникнення в простір пласту з нафтою. Тепер перейдемо безпосередньо до конкретики. Підтримання пластового тиску виконується системою, що включає в себе:

об'єкти для різного типу закачувань, наприклад води всередину пласта;

підготовку води, щовсмоктується до стану кондицій;

нагляд за якістю води у системах ППД;

спостереження за виконанням всіх вимог до техніки безпеки, а також перевірку рівня надійності і герметичності в пристрої системи експлуатації промислового водоводу;

використання водопідготовчого циклу в замкнутому вигляді;

створення можливості для зміни параметрів, що відповідають за режим закачування води з порожнини свердловини.

СППД в собі несе три основні системи: нагнітальну для свердловини, трубопровідну і розподільну і за закачування агента. Також включено обладнання по підготовці агента, що експлуатується для проведення закачування. Формула пластового тиску: Рпл= h?r?g, де h – це рівень висоти рідинного стовпа, врівноважує ПД, r – це величина щільності рідини всередині свердловини, g – це показник прискорення вільного падіння м/с 2 .