Нафта, газ і вода в пласті знаходяться під тиском, яке називається пластовим. Від пластового тиску залежить запас пластової енергії і властивості нафти і газу в пластових умовах. Величина пластового тиску залежить від глибини залягання продуктивного пласта верхніх гірських порід (гірський тиск), тектонічних сил, температури, хімічних процесів в даній конкретній поклади. Гірське тиск на нафту і газ передається через мінерали, що складають гірські породи. В ізольованому непроникними гірськими породами пласті гірничий тиск призведе до створення аномального, вище гідростатичного, пластового тиску. Тектонічні сили можуть привести до підвищення або зниження пластового тиску в порівнянні з гідростатичним в результаті переміщення пласта.
Вплив температури зводиться до руйнування складних вуглеводнів (з яких складається нафта і газ) і утворення великої кількості найпростіших молекул, що призводить до збільшення об'єму рідини (нафта, вода) і газу і, відповідно, до зростання пластового тиску в ізольованому пласті.
Зміна температури може призвести до хімічних реакцій, які, відповідно, призводять до цементації пласта і зниження пористості і, як наслідок, до підвищення тиску в ізольованому (закритому) пласті.
Якщо відома щільність рідини і газу, пластовий тиск визначають розрахунковим шляхом. Якщо свердловина заповнена рідиною і не переливає (Не витрачай), пластовий тиск визначається як гідростатичний:
де Рпл - початковий пластовий тиск, Па; Н - глибина залягання пласта, м; р - щільність рідини, кг / м 3; g - прискорення вільного падіння тіла (g = 9,81 м / с 2).
Якщо свердловина переливає (фонтанує), то
де Ру - тиск на гирлі свердловини, Па.
Якщо рівень рідини в свердловині не доходить до гирла, то
де Я] - висота стовпа рідини в свердловині, м.
Тиск в шарі відносять до однієї з площин. За таку площину прийнято вважати рівень моря або початкове положення водонефтяного контакту в пласті. Пластовий тиск, віднесене до умовної площини, називають наведеним пластовим тиском (див. Рис. 4).
Наведене пластовий тиск визначається за формулою:
де Р \ і pi - заміряні пластові тиску в свердловинах № 1 і № 2, Па; h \ і h2 - відстані від вибоїв свердловин до рівня водонефтяного контакту, м; рн і рв - щільність нафти і води, кг / м 3.
В процесі експлуатації нафтових родовищ необхідно знати деякі види тисків, які впливають на технологічні процеси:
Мал. 4. До визначення пластового тиску
1. Статичний тиск на вибої свердловини. Статичний тиск - це тиск в свердловині, устанавливающееся після тривалої її зупинки. Статичний тиск одно гідростатичного тиску стовпа рідини в свердловині висотою (по вертикалі), яка дорівнює відстані від рівня рідини в свердловині до глибини, на якій проводиться вимірювання. Зазвичай за таку глибину приймають середину інтервалу перфорації пласта. Статичний тиск часто називають пластовим тиском.
2. Статичний рівень. Рівень стовпа рідини, що встановився в свердловині після її тривалої зупинки і відкритому гирлі, називається статичним рівнем.
3. Динамічне тиск на вибої свердловини. Динамічне тиск на вибої свердловини - це тиск, що встановився на забої в процесі відбору рідини або газу, а також під час закачування в свердловину об'єкта впливу (вода, полімери, теплоносії і так далі). Динамічне тиск на забої часто називають забійним тиском.
4. Динамічний рівень рідини в свердловині. Рівень рідини, який встановлюється в працюючій свердловині, називається динамічним рівнем.
5. Середнє пластовий тиск. Середнє пластовий тиск дає уявлення про стан пласта, його можливості по відбором нафти і газу, а також вказує на ефективність проведення тих чи інших ГТМ, що сприяють раціональній розробці даної поклади.
Статичний тиск, заміряне в різних точках пласта, характеризує локальні пластові тиски в цих точках відбору, які можуть бути різними внаслідок неоднорідності пласта, різного ступеня виробленості, ступеня впливу на поклад заводнением або іншими агентами і так далі.
У зв'язку з цим користуються терміном середнє пластовий тиск. Середнє пластовий тиск РСР визначають по вимірах статичних тисків Р, в, окремих свердловинах.
Середньозважена пластовий тиск по поклади визначається за формулою
| 7ie fi - площа, яка припадає на г-у свердловину, Р; - статистичне тиск в i-й свердловині, п - число свердловин. у 6. Середньозважена за обсягом пласта тиск. Сред-; незважене за обсягом пласта тиск враховує не тільки \ площа fi, що припадає на кожну свердловину, а й середню товщину пласта / г, -, тоді
Середнє пластовий тиск визначають за картками изобар | ліній рівних тисків).
7. Початковий пластовий тиск. Середнє пластовий тиск, певне по групі розвідувальних свердловин в період пробної експлуатації, називається початковим пластовим тиском.
8. Поточне пластовий тиск. В процесі розробки поклади пластовий тиск змінюється в результаті збільшення або обмеження обсягу закачування агента впливу, збільшення або обмеження відбору нафти і газу і так далі. Тому для більш точної оцінки стану об'єкта експлуатації в різний час визначають середнє пластовий тиск і будують графіки зміни цих тисків в часі. Це тиск називають поточним пластовим тиском.
Крім перерахованих вище пластових тисків в процесі розробки покладу вводяться поняття тиску на лінії нагнітання і на лінії відбору рідини з пласта.
В процесі розробки нафтових родовищ проводиться систематичний контроль за станом пластового тиску, за результатами якого судять про стан пластового тиску і при необхідності вносять корективи щодо збільшення або скорочення обсягів закачування агента впливу на пласт або інші заходи з регулювання процесу розробки як на окремих ділянках, так і в цілому по родовищу.
Пластовий тиск в свердловинах заміряється глибинними манометрами, які спускаються в свердловину на скребковий дроті.
Температура в земній корі
Температура на поверхні Землі різна і змінюється в значних межах. Вона залежить від освітленості Сонцем. Коливання температури на земній поверхні викликають зміни температури на невеликій глибині. Добові коливання температури загасають на глибині менше одного метра, а річні - на глибині приблизно 15 метрів. Цей рівень називають нейтральним шаром, нижче якого температура постійно
і рівномірно наростає від дії теплового потоку, що йде з глибини Землі. Межею поділу температури на поверхні земної кори, що залежить від сонця і внутрішніх теплових полів Землі, є шар з постійною позитивною або негативною температурою.
Нижче шару з постійною негативною температурою залягають багаторічні мерзлі породи (породи вічної мерзлоти). Товщина таких порід коливається і на деяких ділянках досягає 500-700 м. На земній кулі такі породи займають близько 10% поверхні суші, а в Росії - понад 40%. Температура нижче шару з постійною позитивною температурою зростає: j з глибиною. Зміна глибини, якої відповідає вище- | ня температури на 1 °, називається геотермической щаблем. | У середньому вона дорівнює 33 метрам. Для характеристики зміни ^ температури з глибиною користуються геотермическим град-гтом. Геотермічний градієнт - це приріст температури гірських порід на кожні 100 м поглиблення від зони постійної плюсової температури. Геотермічний градієнт прийнято вважати рівним 3 ° С. Знати температуру по розрізу поклади важливо при бурінні свердловин, при складанні технологічних схем розробки родовищ і в процесі експлуатації поклади при проведенні різних геолого-технічних заходів (ГТМ).