В нефтяном пласте нефть блокирована грунтовыми водами, выходящими на поверхность (рис. 3.8). Известно, что , глубина скважины . Плотность подземных вод , плотность нефти . ) Какова должна быть плотность глинистого раствора, чтобы не было фонтанирования

Ситуация такова. В пласте имеется нефтяной горизонт, который ограничен сверху подъемом нефти и снизу грунтовыми водами (водоносным горизонтом). Глубины, связанные с пластом, таковы: при h₁ = 2200 м происходит контакт нефти с водой, а нижняя граница водоносного горизонта – h₂ = 2700 м. При этом скважину бурят до h = 2200 м (то есть вскрывают горизонт на уровне контакта). Известны плотности: нефти ρ_H = 860 кг/м³ и грунтовых вод ρₛ = 1100 кг/м³.

Чтобы при вскрытии пласта не произошло фонтанирования нефти, давление добывающегося горизонта должно быть компенсировано давлением бурового раствора (глинистого раствора), стоящего в скважине. Другими словами, гидростатическое давление столба бурового раствора в скважине (на глубине h₁) должно быть равно суммарному давлению, создаваемому столбом нефти от поверхности до h₁ и столбом грунтовых вод (под давлением, передающимся через горизонт) от h₁ до h₂.

Приведём рассуждение. Рассмотрим условное вертикальное сечение – пусть пласт занимает интервал от поверхности до глубины h₂, при этом от поверхности до h₁ располагается нефть (з более лёгкой плотностью), а от h₁ до h₂ – грунтовые воды (более тяжёлые). Тогда давление на глубине h₁, вычисленное по гидростатической формуле, можно записать, двигаясь сверху вниз: сверху действует столб нефти высотой h₁, создающий давление ρ_...