Пластовое (поровое) давление

Поровое давление - это давление, создаваемое флюидом (вода, газ, нефть или их смесь) на стенки пор горной породы. Если поры соединены между собой (порода проницаема), то давление чаще называется пластовым. Нормальное пластовое давление Р_пл равно гидростатическому давлению столба слабосоленой воды на данной глубине, т.е.

,

где - плотность воды;

g – ускорение свободного падения.

Градиент нормального пластового давления составляет порядка 10500 Па/м. Однако в результате различных геологических процессов залежь углеводородов после ее формирования может переместиться относительно поверхности земли вверх или вниз. При этом пластовое давление при увеличении горного давления может возрасти в результате деформации (уплотнения) скелета породы. Однако если порода сильно сцементирована, то уплотнение ее не происходит. При возрастании температуры поровое давление возрастает, так как коэффициент температурного расширения жидкостей, а тем более газов, во много раз больше, чем твердых тел. В результате этих процессов в замкнутых продуктивных пластах, т.е. в пластах, не имеющих гидродинамической связи с окружающими породами, пластовое давление может стать больше или меньше первоначального нормального. В результате оно становиться аномально высоким (АВПД) или аномально низким (АНПД). Степень этой аномальности оценивается коэффициентом К_а, равным отношению фактического пластового давления к нормальному, т.е.

.

Коэффициент анормальности не может быть меньше 0 и больше индекса горного давления К_г, определяемого по формуле

.

Для большинства месторождений коэффициент анормальности колеблется в пределах от 0,8 до 1,2. Его максимальное известное значение равно приблизительно 2. При бурении скважин на новых площадях К_а принимается равным 1,2. Коэффициент анормальности всегда существенно больше в кровле пласта и прилегающих породах, чем в подошве.

Величина пластового давления определяется на стадии разведки месторождения с помощью глубинных манометров. В процессе бурения, если начинается поступление флюида в скважину, то пластовое давление можно определить следующим образом. Устье скважины герметизируется превентором, и определяется давление бурового раствора на стояке Р_ст. Пластовое давление будет равно

Р_пл=Р_ст+ρgН,

где ρ – плотность бурового раствора.

Однако следует учесть, что с течением времени внутрь колонны бурильных труб может попасть флюид, в результате чего плотность раствора уменьшится, а величина ее будет неизвестна. Поэтому давление на стояке необходимо зафиксировать в течение нескольких минут после закрытия превентора. Нельзя держать скважину закрытой длительное время, так как в этом случае давление на устье может стать равным пластовому.

В процессе разработки месторождения пластовое давление снижается, однако если используются различные методы его поддержания (ППД), то оно сохраняется или даже повышается.