Закон касается промывочных жидкостей, находящихся в скважине, на которые действует только сила тяжести.
Разность гидростатического давления между двумя точками в скважине, которая находится в покое и заполнена промывочной жидкостью, определяется весом столба этой жидкости.
Основной закон гидростатики выражается формулой:
где:
Pна – гидростатическое давление в точке А, (Па);
Рнв– гидростатическое давление в точке В, (Па);
ρ – плотность промывочной жидкости, которая принимается неизменной по всей высоте столба жидкости, в действительности плотность может отличаться по высоте столба жидкости в зависимости от давления и температуры, (кг/м3);
g – ускорение свободного падения, (9,81 м/сек2);
Z – высота столба промывочной жидкости, (м).
С принятыми в бурении величинами это выражение записывается как:
где:
Pна, Рнв – выражены в кгс/см2;
Z – выражена в м;
ρ – выражена в г/см3.
Этот закон предусматривает:
- Давление, оказываемое промывочной жидкостью в состоянии покоя, одинаково на одной горизонтали точек C, D и, что давление в этих точках одинаково во всех направлениях.
- Любое изменение давления в произвольной точке несжимаемой жидкости в равновесии полностью передается в любую точку этой жидкости.
В случае, если точка А находится на поверхности (PHA = 0), а точка В на забое, то гидростатическое давление равно давлению на забое в статических условиях:
Гидростатическое давление не зависит от диаметра скважины, а также от ее профиля (наклонно-направленные, горизонтальные).
Гидростатическое давление обусловлено двумя величинами:
- глубиной скважины, чем больше глубина скважины, тем больше гидростатическое давление;
- плотностью промывочной жидкости, чем больше плотность промывочной жидкости в скважине, тем больше гидростатическое давление.
Гидростатическое давление – это величина давления, которое создается однородным столбом жидкости (воды) выше рассматриваемого сечения в трубном Рж.т. или затрубном Рж.з. на единицу площади по формулам:
где:
ρ – плотность однородной жидкости (г/см3);Н – высота столба жидкости выше рассматриваемого сечения в трубном или затрубном пространстве;
0,1 – переводной коэффициент.
Под гидростатическим давлением в рассматриваемом сечении трубном или затрубном пространстве понимается давление в рассматриваемом сечении трубного или затрубного пространства при статическом состоянии жидкости в скважине.
Гидростатическое давление обычно измеряется в кгс/см2 (МПа) или в барах (Bar) и выражается как функция плотности и глубины скважины.
