До той высоты, которую сможет выдержать оболочка. При подъёме давление внутри и снаружи будет постоянно стремиться выровняться (с точностью до поправки на натяжение той самой оболочки), шарик будет увеличиваться в объёме и в конце концов лопнет. Обычно это происходит уже в стратосфере, смотреть например вконтакт по тегу #ПроектХвост.
По мере подъёма в атмосфере будет наблюдаться понижение атмосферного давления. В результате чего содержимое шарика начнёт увеличиваться в объёме, и шарик лопнет. Давления на высоте 1-2 км. будет достаточно.
Если вы верите в чудо, то знайте, бывает что воздушные шарики улетевшие в небо из рук детей или добрых взрослых, возвращаются к нам в виде ярких полевых цветов.
Постепенно гелий выходит и они опускаются и застревают на проводах, деревьях или ещё где-то. Могут лопнуть.
Если есть ветер, их просто далеко уносит и они могут упасть где-то за городом.