Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA GIW12 - CZERWIEC 2021



PYTANIE NR 27.
Oblicz ciśnienie denne w otworze wiertniczym o głębokości 2900 m wypełnionym płuczką o gęstości 1200 kg/m3 w czasie cyrkulacji, jeżeli opory przepływu w przestrzeni pierścieniowej wynoszą 1,2 MPa. Przyspieszenie ziemskie przyjmij g = 10 m/s2.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ciśnienie denne w czasie cyrkulacji to suma ciśnienia hydrostatycznego i strat w przepływie: p = ρgh + Δp.
Dla ρ=1200 kg/m3, g=10 m/s2, h=2900 m: ρgh=34,8 MPa. Po dodaniu oporów 1,2 MPa otrzymujemy 36,0 MPa.

Pełne wyjaśnienie:

Podczas cyrkulacji płuczki ciśnienie denne nie wynika wyłącznie z ciężaru słupa cieczy. Do składowej hydrostatycznej dochodzi dodatkowy spadek ciśnienia związany z oporami przepływu (tarcie i straty hydrauliczne) w obiegu, m.in. w przestrzeni pierścieniowej.

1) Składowa hydrostatyczna
Stosujemy zależność: ph = ρ · g · h.
Podstawienie danych:
ρ = 1200 kg/m3
g = 10 m/s2 (podane do przyjęcia w zadaniu)
h = 2900 m

Obliczenie:
ph = 1200 · 10 · 2900 = 34 800 000 Pa.
Przeliczenie na MPa: 34 800 000 Pa = 34,8 MPa.

2) Dodanie strat ciśnienia w przestrzeni pierścieniowej
W zadaniu podano opory przepływu (spadek ciśnienia) Δp = 1,2 MPa. Ponieważ pytanie dotyczy ciśnienia dennego w czasie cyrkulacji, przyjmujemy sumę:

pdenne = ph + Δp = 34,8 MPa + 1,2 MPa = 36,0 MPa.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Wartość 3,5 MPa odpowiadałaby wielokrotnie mniejszej głębokości lub gęstości; to typowy skutek pomyłki rzędu wielkości.
  • Wartość 4 680,0 kPa (czyli 4,68 MPa) jest zbyt niska dla 2900 m słupa płuczki o gęstości 1200 kg/m3; zwykle wynika z błędnego przeliczenia Pa→kPa/MPa.
  • Wartość 349 200,0 kPa (349,2 MPa) jest zbyt wysoka i sugeruje pomylenie przelicznika (np. potraktowanie Pa jak kPa) albo błąd w podstawieniu.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź rząd wielkości: dla ~3000 m i ~1200 kg/m3 wynik hydrostatyczny powinien być rzędu dziesiątek MPa, a nie kilku MPa ani setek MPa.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak oblicza się ciśnienie hydrostatyczne słupa płuczki w otworze?
Stosuje się wzór p = ρgh, gdzie ρ to gęstość płuczki, g to przyspieszenie ziemskie, a h to głębokość (wysokość słupa cieczy). Wynik wychodzi w Pa, więc zwykle trzeba go przeliczyć na kPa lub MPa, dzieląc odpowiednio przez 1000 lub 1 000 000.
Dlaczego w czasie cyrkulacji dodaje się opory przepływu do ciśnienia dennego?
Podczas cyrkulacji ciecz musi pokonać opory hydrauliczne w przestrzeni pierścieniowej i innych elementach obiegu. To powoduje spadek ciśnienia na drodze przepływu, który zwiększa ciśnienie wymagane na dole otworu. Dlatego ciśnienie denne w cyrkulacji traktuje się jako sumę składowej hydrostatycznej i strat ciśnienia.
Co oznacza gęstość płuczki 1200 kg/m3 w praktyce wiertniczej?
To informacja, jak "ciężka" jest płuczka i jak duże ciśnienie hydrostatyczne wytwarza na dnie otworu. Im większa gęstość, tym większy nacisk słupa płuczki. W praktyce wpływa to na kontrolę ciśnień złożowych i ryzyko dopływów lub ucieczek płuczki.
Jak szybko przeliczyć Pa na MPa w zadaniach z wiertnictwa?
1 MPa = 1 000 000 Pa. Żeby zamienić Pa na MPa, dzielisz wynik przez 106. Przykład: 34 800 000 Pa / 1 000 000 = 34,8 MPa. Warto też kontrolować rząd wielkości: przy kilku tysiącach metrów zwykle wychodzą dziesiątki MPa.
Czy można liczyć ciśnienie denne bez uwzględniania oporów przepływu?
Tylko wtedy, gdy zadanie dotyczy stanu statycznego (bez cyrkulacji). W pytaniu o "czas cyrkulacji" należy doliczyć podane straty ciśnienia. Pominięcie oporów to częsty błąd, bo daje wynik zaniżony i może prowadzić do złej oceny warunków ciśnieniowych w otworze.
Jakie są typowe błędy w zadaniach o ciśnieniu dennym w otworze wiertniczym?
Najczęściej: (1) brak dodania strat ciśnienia podczas cyrkulacji, (2) pomylenie jednostek i zapisanie MPa jako kPa lub odwrotnie, (3) użycie złego przelicznika 103 zamiast 106, (4) brak kontroli rzędu wielkości (czy wynik ma sens dla danej głębokości).
Kiedy opory w przestrzeni pierścieniowej mają największy wpływ na wynik?
Gdy przepływ jest intensywny (duży wydatek pompy), lepkość płuczki jest wysoka lub geometria przestrzeni pierścieniowej sprzyja dużym stratom. Wtedy składnik strat ciśnienia może istotnie podnosić ciśnienie denne w cyrkulacji, co jest ważne przy ocenie bezpieczeństwa wiercenia i okna ciśnień.
Co to jest ciśnienie denne i do czego służy w wierceniu?
Ciśnienie denne to ciśnienie działające na dnie otworu wiertniczego. Jest kluczowe do utrzymania kontroli nad otworem: musi być wystarczające, by przeciwdziałać dopływom złoża, ale nie za wysokie, by nie powodować ucieczek płuczki lub uszkodzeń strefy przyotworowej.
Jak rozpoznać, że odpowiedź w MPa jest "za mała" lub "za duża" dla 2900 m?
Pomaga szacowanie: dla ρ≈1000 kg/m3 i h≈3000 m ciśnienie hydrostatyczne jest rzędu ~30 MPa (przy g≈10). Jeśli wynik wychodzi kilka MPa, jest podejrzanie niski; jeśli kilkaset MPa, jest podejrzanie wysoki. Taka kontrola rzędu wielkości często ratuje punkt na egzaminie.
Jak przygotować się do zadań obliczeniowych z płuczek i ciśnień na egzamin?
Ćwicz schemat: (1) wypisz dane z jednostkami, (2) policz ρgh, (3) dodaj/odejmij straty zgodnie z treścią (cyrkulacja vs statyka), (4) przelicz na wymaganą jednostkę, (5) sprawdź rząd wielkości. Dodatkowo utrwal przeliczenia: Pa↔kPa↔MPa i typowe wartości dla 1–3 km.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 55% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Ciśnienie denne w czasie cyrkulacji to suma ciśnienia hydrostatycznego i strat w przepływie: p = ρgh + Δp.Dla ρ=1200 kg/m3, g=10 m/s2, h=2900 m: ρgh=34,8 MPa."

Źródła:

  • OpenStax, University Physics Volume 1: "Fluid Statics" (ciśnienie hydrostatyczne p=ρgh), https://openstax.org/details/books/university-physics-volume-1 (dostęp: 2026-03-01)
  • Bourgoyne Jr., Millheim, Chenevert, Young: "Applied Drilling Engineering", SPE Textbook Series, zagadnienia: hydrostatic pressure, circulating pressure losses (wydanie książkowe – weryfikacja z literatury branżowej)

Materiały:

  • Podstawy mechaniki płynów: rozdział o hydrostatyce i ciśnieniu w cieczach
  • Podręczniki wiertnictwa: rozdziały o płuczce wiertniczej, cyrkulacji i stratach ciśnienia
  • Zestawy zadań z przeliczaniem jednostek i rachunkiem ρgh w praktyce wiertniczej
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego