Пластовое давление

Что это

Пластовое давление — это давление, которое оказывают флюиды (нефть, газ, пластовая вода) на стенки пор и трещин горной породы в условиях естественного залегания. Оно формируется под воздействием веса вышележащих пород, геохимических процессов и гидродинамической связи пластов. Именно пластовое давление определяет, будет ли скважина фонтанировать сама или потребует искусственного подъёма жидкости, а также насколько опасным окажется бурение в данном интервале.

Зачем это нужно

Без знания пластового давления невозможно безопасно пробурить скважину и грамотно спроектировать её эксплуатацию. Если давление недооценено, в скважину может произойти выброс — неконтролируемый приток флюида, вплоть до открытого фонтана. Именно такой сценарий стал одной из причин катастрофы на платформе Deepwater Horizon в 2010 году: давление в пласте оказалось выше расчётного, а барьеры не сработали. Если давление переоценено — бурильщики закачивают слишком тяжёлый буровой раствор, который поглощается пластом, что ведёт к потере циркуляции и дорогостоящим авариям. Кроме того, мониторинг пластового давления в процессе разработки месторождения позволяет понять, как быстро истощается залежь и нужно ли поддерживать давление закачкой воды или газа.

Как это работает

Пластовое давление принято сравнивать с гидростатическим — давлением столба воды той же высоты, что и глубина залегания пласта. Нормальное пластовое давление соответствует градиенту около 0,1 МПа на 10 м глубины (или ~0,465 psi/ft в американской системе). Отклонения от нормы делят на два типа: аномально высокое пластовое давление (АВПД) и аномально низкое (АНПД). АВПД возникает, когда флюид оказался «запечатан» в ловушке и дополнительно сжат тектоническими процессами или быстрым осадконакоплением — такие зоны характерны для глубоководных шельфов и молодых осадочных бассейнов. АНПД типично для истощённых или слабосвязанных пластов. Измеряют пластовое давление несколькими способами: пластоиспытателем на трубах (DST) во время бурения, приборами на кабеле типа MDT/RFT после вскрытия пласта, а также по данным КВД — кривой восстановления давления после остановки скважины.

Примеры

• Месторождение Астраханское газоконденсатное (Россия): пластовое давление на глубине ~4000 м составляет около 60 МПа — близко к нормальному гидростатическому для данной глубины.
• Глубоководные месторождения Мексиканского залива: АВПД достигает коэффициента аномальности 1,8–2,0, то есть давление вдвое выше нормального гидростатического — требует применения утяжелённых буровых растворов и многоколонных конструкций скважин.
• Западносибирские месторождения (Самотлор, Приобское): в продуктивных горизонтах группы АС и БС давление близко к нормальному, что упрощает бурение, но по мере истощения залежей требует системы поддержания пластового давления (ППД) через закачку воды.
• Истощённые газовые пласты с АНПД используют для подземного хранения газа (ПХГ): низкое начальное давление позволяет закачивать газ обратно в пласт в летний период и отбирать зимой.
• При разведочном бурении в новых районах пластовое давление прогнозируют по сейсмическим данным — анализ интервальных скоростей позволяет выявить зоны АВПД ещё до входа в них буром.

Связанные понятия

• Гидростатическое давление — давление столба жидкости, базовый ориентир для оценки пластового давления
• Горное (литостатическое) давление — давление веса всей вышележащей породы, всегда выше пластового
• Градиент давления — изменение давления на единицу глубины, ключевой параметр при проектировании бурения
• АВПД / АНПД — аномально высокое и аномально низкое пластовое давление
• Поддержание пластового давления (ППД) — технология закачки воды или газа для компенсации падения давления при добыче
• КВД (кривая восстановления давления) — метод определения пластового давления и фильтрационных характеристик пласта по динамике давления после остановки скважины

Частые ошибки и мифы

Распространённое заблуждение — считать, что высокое пластовое давление всегда означает богатое месторождение. На деле АВПД говорит лишь о том, что флюид находится под большим напором, но не о его количестве или качестве. Другая ошибка — путать пластовое давление с забойным. Забойное давление — это давление в стволе скважины на глубине пласта, оно регулируется буровым раствором и может быть как выше, так и ниже пластового. Именно разница между ними управляет притоком: если забойное ниже пластового — флюид идёт в скважину, если выше — скважина «задавлена». Также нельзя считать пластовое давление постоянной величиной: оно снижается по мере отбора флюида и восстанавливается при закачке — это динамический параметр, который отслеживают на протяжении всей жизни месторождения.