Предупреждение ГНВП в процессе бурения скважины

1.

1
Предупреждение ГНВП в процессе бурения
скважины

2.

1
АКТУАЛЬНОСТЬ
Убытки от одного фонтана, по зарубежным данным, составляют от 1 до
45 млн. долларов. При выполнении буровых работ на шельфе
материальный и экологический ущерб от фонтанов становится на
порядок выше. Объем этих работ в России с каждым годом возрастает.
С целью предупреждения возникновения ГНВП и перерастания их в
открытые фонтаны органами федерального горного и промышленного
надзора России (Госгортехнадзора России) разработаны и утверждены
правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности.
Эти правила предусматривают обязательную регулярную переподготовку
персонала буровых предприятий с выдачей удостоверения на право
ведения буровых работ.

3.

2
Понятие газонефтеводопрявления
Газонефтеводопроявление
Это неуправляемое поступление
пластового флюида
(газ, нефть, вода, или их смесь) в
ствол скважины, не предусмотренное
технологией работ при ее
строительстве, освоении и ремонте, а
так же создающее опасность выброса
бурового раствора и открытого
фонтанирования.

4.

3
Понятие открытый фонтан
Открытый фонтан - неуправляемое истечение пластового флюида через устье скважины
в результате отсутствия, разрушения, или негерметичности запорного оборудования,
или грифонообразования.
Открытые фонтаны всегда были и остаются в настоящее время самыми тяжелыми
авариями при бурении и ремонте скважин. Как правило, открытые фонтаны
сопровождаются многими последствиями. Такими как:
-потеря бурового и другого оборудования
-непроизводственные материалы и трудовые затраты;
-загрязнение окружающей среды (разливы нефти или минерализованной воды,
загазованность и др. ) ;
-перетоки внутри скважины, вызывающие истощение месторождения и загрязнение
вышележащих горизонтов;
-случаи человеческих жертв.

5.

4
Причины возникновения
газонефтеводопрявлений
Основными причинами аварий являются
•низкая производственная, технологическая и трудовая дисциплина на
предприятиях нефтегазового комплекса;
•недостаточный внутренний контроль за состоянием технической и
технологической безопасности производственных объектов,
несоблюдение норм охраны труда и недостаточный уровень управления
безопасностью в нефтяных компаниях;
•постоянные нарушения действующих норм и правил по безопасному ве8
дению работ;
•принятие неверных решений исполнителями работ и систематические
нарушения установленных стандартов, норм и правил в нефтяной и
газовой промышленности;
•неудовлетворительное состояние основных производственных фондов и
недостаточные инвестиции на их обновление.

6.

Систематизация причин
газонефтеводопроявлений при бурении
5
Снижение давления на газонасыщенный пласт
Геологические
причины
(недостаточная
изученность района)
Пустоты
заполненные
газом
Тектонические
разрушения
Поглощение и
гидроразрыв
пласта
Зоны АВПД
Понижение
давления под
долотом
Технологические
причины
Низкая
плотность
жидкости
Зависание +
фильтрация или
контракция
Гидродинамический
эффект
Поршневание
Искусственные
зоны АВПД
Ошибка в
проекте
Недостаточная
дегозация
Высокое
значение СНС
Высокие
скорости СПО
Высокое значение
СНС и вязкости
Перетоки в
открытых
стволах
Установка ванн
Простой скважины
без циркуляции
Наличие
проницаемых
коллекторов
Высокое значение
СНС и вязкости
Малый кольцевой
зазор
загрязненный
ствол скважины
Сальнико
образование
Перетоки после
крепления
Малый кольцевой
зазор

7.

Признаки газонефтеводопроявлений
6
Косвенные признаки
Прямые признаки
Увеличение
механической
скорости бурения
Повышение
газосодежание в
жидкости
Увеличение
бурового
раствора в
приемных
емкостях
Движение
жидкости при
проведении
геофизических
работ
Уменьшение
давления в буровых
насосах
Увеличение
момента на
роторе
Уменьшение
доливаемой
жидкости при
подъёме
Уменьшение
плотности,
увеличение
вязкости
промывочной
жидкости
Превышение
промывочной
жидкости в
приемных
емкостях над
объёмом
спускаемых труб

8.

7
С учетом глубины скважины и скорости восходящего потока
бурового раствора задержка по времени для глубоких скважин
(4-5 тыс.м.) может составлять 3,5 -5 часов.
Как и в медицине здесь важна ранняя диагностика для того,
чтобы своевременно принять превентивные меры.
Арсенал этих мер достаточный, надежный, главное вовремя!!!
Именно поэтому национальным стандартом предусмотрено при
осуществлении ГТК при строительстве скважин иметь в составе
станции ГТИ СИСТЕМУ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ газопроявлений.

9.

8
Выдержки из ГОСТ Р 53375-2009
8.6 Система раннего обнаружения газопроявлений
8.6.1 Система раннего обнаружения газопроявлений устанавливается на буровой и
должна обеспечивать повышение безопасности буровых работ за счет обнаружения
выбросоопасных объемов газа в затрубном пространстве бурящейся скважины до
выхода его на дневную поверхность.
8.6.2 Система раннего обнаружения газопроявлений основана на изменениях
акустических свойств бурового раствора за счет попадания в него газа из пластовколлекторов (изменение амплитуды пульсаций и скорости прохождения
акустической волны, создаваемой работой поршневых буровых насосов или
специального забойного генератора гидравлических импульсов).
8.6.3 Система раннего обнаружения газопроявлений состоит из двух датчиков
динамического давления, установленных в линии высокого давления на входе в
скважину и в затрубном пространстве на выходе из скважины.
Система анализирует амплитуды и спектр пульсаций давлений, определяет
отношение амплитуд пульсаций и их сдвиг по фазе, формирует сигнал наличия газа
в затрубном пространстве.

10.

9
Основные понятия о давлениях в скважине
Пластовое давление
- есть давление флюида в рассматриваемом пласте.
Пластовое давление равно гидростатическому давлению столба бурового раствора
в бурильных трубах плюс Риз.т. при закрытой скважине.
Забойное давление
- есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях.
Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше
или меньше его:
Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз.
- в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;
- приГНВП , когда скважина закрыта , Рзаб=Рпл.

11.

10
Основные понятия о давлениях в скважине
Основное условие возникновения ГНВП
- превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным
давлением.
P пл . > Pзаб
Забойное давление в скважине во всех случаях зависит от величины
гидростатического давления бурового раствора заполняющего скважину и
дополнительных репрессий вызванных проводимыми на скважине работами
(или простоями).

12.

11
Основные понятия о давлениях в скважине
Основное условие возникновения ГНВП
- превышение пластового давления вскрытого горизонта
над забойным давлением.

13.

12
Оборудование для предупреждения ГНВП
Для герметизации устья
н/г скважин, при их
строительстве, освоении
и ремонте с целью
предупреждения
выбросов и фонтанов
используют
противовыбросовое
оборудование. (ПВО)

14.

13
Оборудование для предупреждения ГНВП
Использование этого оборудования, как и оборудования для бурения эксплуатационных скважин,
14
Состав ПВО
позволяет:
-быстро и надежно герметизировать устье скважины при наличии или отсутствии в ней колонны труб;
-осуществлять спуск и подъем колонны бурильных труб при герметизированном устье, включая
протаскивание замковых соединений;
-осуществлять расхаживание и проворачивание колонны труб при герметизированном устье для
предотвращения прихвата;
-создавать циркуляцию промывочной жидкости с противодавлением на пласт;
-оперативно управлять гидроприводными составными частями оборудования;
-закачать промывочную жидкость в пласт буровыми насосами или насосными агрегатами и осуществить
срочную разрядку скважины.
В состав противовыбросового оборудования входят: превенторы, устьевая крестовина, надпревенторная
катушка и разъемный желоб, составляющие стволовую часть превенторного оборудования; манифольды
для обвязки стволовой части противовыбросового оборудования, обеспечивающие возможность
управления скважиной при газонефтепроявлениях; станции управления превенторами и манифольдом.

15.

14
Дегазация буровых растворов
В процессе бурения скважин возможны насыщение бурового
раствора пластовым газом, воздухом, а также его
вспенивание. В результате этого ухудшаются
технологические свойства раствора: уменьшается
плотность, увеличиваются статическое напряжение
сдвига и вязкость. Поэтому ухудшаются условия работы
оборудования циркуляционной системы, буровых насосов,
усиливается опасность возникновения различных видов
осложнений. Для предупреждения осложнений, связанных с
газированием бурового раствора, используют методы
механической и вакуумной дегазации.
В основе механического способа дегазации лежит
разделение газожидкостного потока путем
разбрызгивания, турбулизации или воздействия
инерционным полем.
Вакуумный способ основан на извлечении свободного
газа из жидкости путем создания над ее
поверхностью разреженной зоны.

16.

15
Вывод
Технико-технические мероприятия состоят, в
основном,
в
обеспечении
достаточного
количества необходимых технических средств,
инструментов и материалов, применение которых
должно гарантировать безаварийную работу
буровой.
Применение данного комплекса оборудования
остается актуальным по сей день.
Промедление в действиях по герметизации
устья
скважины даже
при
незначительных
газонефтеводопроявлениях может привести к
открытому фонтану и как следствие к большим
убыткам.