🗊Презентация Методы и средства борьбы газонефтеводопроявлениями. Семинар 11

Семинарские занятия по дисциплине Семинарские занятия по дисциплине «Техника и технология строительства нефтяных и газовых скважин». Семинар №10 Методы и средства борьбы газонефтеводопроявлениями. Основные Темы семинара: 1. ГНВП технологических жидкостей и причины их возникновения.  2. Мероприятия по устранению ГНВП; 3. Технические средства контроля скважины.

Газонефтеводопроявления (ГНВП) Газонефтеводопроявлением называется самопроизвольное неуправляемое поступление пластового флюида в скважину, создающее опасность выброса бурового раствора и открытого фонтанирования. В зависимости от интенсивности поступления пластового флюида, проявлениями называются: перелив, когда жидкость из скважины выливается при отсутствии циркуляции бурового раствора; выброс, когда жидкость или газожидкостная смесь периодически или апериодически выбрасывается через устье скважины на большую высоту; фонтан, когда происходит непрерывное интенсивное выбрасывание на большую высоту значительных объёмов пластового флюида через устье скважины. При этом фонтанирование бывает управляемым (закрытым) и неуправляемым (открытым).

Причины возникновения ГНВП Основной причиной ГНВП при бурении является внезапное или постепенное снижение противодавления на продуктивный пласт, создаваемого весом столба бурового раствора в скважине, ниже величины пластового давления, т.е. выполнение условия: Pскв < Pпл На возникновение ГНВП оказывают влияние многие факторы: Геологические факторы: недостаточная изученность района буровых работ; вскрытие несовместимых зон бурения (гидроразрыв – поглощение бурового раствора с сопутствующим ГНВП); вскрытие зон с АВПД; тектонические нарушения в районе буровых работ; ошибки в прогнозировании пластовых давлений и определении глубины залегания горизонта с возможным ГНВП.

Возникновение и развитие ГНВП из-за неуравновешенности пластового давления гидростатическим давлением столба раствора в стволе скважины может явиться следствием: ошибок в прогнозировании пластовых давлений; тектонических нарушений в районе буровых работ и вскрытия зон с АВПД; разбуривания несовместимых интервалов бурения ; ошибок в определении глубины залегания продуктивных отложений; недостаточного оперативного контроля за текущими изменениями пластовых давлений ; использования бурового раствора с заниженной плотностью; снижения гидростатического давления столба раствора в результате поглощения; снижения гидростатического давления из-за недолива скважины при подъеме колонны труб; снижения плотности бурового раствора при его химической обработке; уменьшения забойного давления при установке ванн с низкой плотностью раствора при ликвидации прихватов; снижения забойного давления в результате поршневания при подъеме БК; разгазирования раствора вследствие длительных простоев скважины без промывок; разрушения обратных клапанов бурильных или обсадных колонн в процессе их спуска; нарушения целостности обсадных или бурильных колонн при их спуске в скважину; некачественного крепления технических колонн, перекрывающих напорные горизонты. 

Основные признаки ГНВП: Перелив бурового раствора из скважины при отсутствии циркуляции. Увеличение объема промывочной жидкости в приемных ёмкостях при бурении или промывке скважины. Увеличение скорости потока промывочной жидкости из скважины при неизменной подаче буровых насосов. Уменьшение, по сравнению с расчетным, объема доливаемой жидкости при подъеме инструмента. Увеличение объема вытесняемого из скважины раствора при спуске труб по сравнению с расчетным. Снижение плотности бурового раствора при бурении или промывке скважины. Повышенное газосодержание в буровом растворе. Увеличение механической скорости проходки. Уменьшение давления на насосах.

Причины перехода ГНВП в открытые фонтаны: Недостаточная обученность персонала буровых бригад и специалистов предприятия приемам и методам предупреждения и ликвидации газонефтеводопроявлений. Несоответствие конструкции скважины горно-геологическим условиям бурения и требованиям «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Некачественное цементирование обсадных колонн. Отсутствие, неисправность, низкое качество монтажа противовыбросового оборудования на устье скважины. Неправильная эксплуатация противовыбросового оборудования. Отсутствие устройств для перекрытия канала бурильной или обсадной колонны. Недостаточная дегазация раствора при газонефтеводопроявлении. Несвоевременность обнаружения возникновения газонефтеводопроявлений. Низкий уровень квалификации персонала буровой бригады. Низкая производственная дисциплина.

Выбор плотности бурового раствора Правилами безопасности ведения буровых работ предусмотрено выбирать плотность промывочной жидкости таким образом, чтобы обеспечить превышение гидростатического давления в скважине над пластовым (поровым) на величину не более: 10 % от пластового для скважин глубиной до 1200 м и репрессии не более 1,5 МПа; 5 % от пластового для скважин глубиной свыше 1200 м и репрессии не более 3,0 МПа.

Устьевое оборудование Устьевое оборудование - это комплекс оборудования, предназначенного для обвязки обсадных колонн, герметизации устья скважины при возникновении проявлений в процессе бурения, капитального ремонта, герметизации устья и регулирования режима работы скважины в процессе ее эксплуатации. Условно все устьевое оборудование делят на оборудование, применяемое при бурении скважины и при ее эксплуатации. В состав устьевого оборудования входят: колонная головка; противовыбросовое оборудование, состоящее из следующих основных узлов: крестовины, превенторов, надпревенторной катушки, разъемного желоба, манифольда, гидроуправления превенторами и задвижками, ручных приводов.

Колонные головки Колонные головки, используемые в процессе строительства скважины предназначены для обвязки обсадных колонн газовых и нефтяных скважин. Они обеспечивают подвеску колонн, герметизацию межколонных пространств и контроль давления в них, проведение таких технологических операций, как снижение давления в межколонном пространстве, закачка цемента или других тампонажных материалов в межколонное пространство и т.п. В состав эксплуатационного устьевого оборудования входит: фонтанная арматура; манифольд фонтанной арматуры; приспособление для замены задвижек под давлением; лубрикатор, применяемый при исследованиях скважин; комплект задвижек, переводников и других деталей, необходимых для монтажа и обвязки устьевого оборудования.

Конструкция колонной головки должна обеспечивать Надежную герметизацию межколонных пространств; Контроль за давлением в межколонном пространстве; Быстрое и надежное закрепление обсадных колонн; Универсальность, т.е. возможность крепления к одной колонной головке обсадных колонн разных диаметров; Предохранение устьевой части обсадных колонн от повышенного изнашивания при работе бурильным инструментом; Возможность вертикального перемещения обсадных колонн при высоких температурах в скважине; Высокую надежность работы подвесок и узлов уплотнений во время бурения и длительной эксплуатации скважины; Минимально возможную высоту; Достаточную прочность с учетом действия различных нагрузок.

Оборудование для обвязки устья скважины Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКК рассчитано на давление 21, 35 и 70 МПа. Оно предназначено для подвешивания двух и более обсадных колонн кондуктора (на резьбе или на сварке), технических и эксплуатационной и разобщения межколонных пространств с помощью упругих уплотнений. Оборудование типа ОКК состоит из отдельных сборочных единиц - колонных головок. Нижняя колонная головка (ГНК), присоединяемая непосредственно к верхнему концу обсадной колонны (кондуктору). Колонные головки устанавливают на устье скважины последовательно по мере спуска и цементирования обсадных колонн. Их подбирают с учетом максимального пластового давления, ожидаемого при бурении следующего за обсаженным интервала скважины.

Колонная головка КГ-4x70

Противововыбросовое обрудование Оборудование противовыбросовое (ОП) представляет собой комплекс, состоящий из сборки превенторов, манифольда и гидравлического управления превенторами, предназначенный для управления проявляющей скважиной в целях обеспечения безопасных условий труда персонала, предотвращения открытых фонтанов и охраны окружающей среды от загрязнения в умеренном и холодном макроклиматических районах. Область применения ОП - строительство и капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. Основные задачи комплекса - сохранение находящегося в скважине бурового раствора и проведение операций по его замещению (глушение скважины) другим с требуемыми параметрами.

Комплекс ОП обеспечивает: герметизацию скважины, включающую закрывание и открывание плашек (уплотнителя) без давления и под давлением; спуск и подъем колонны бурильных труб при герметизированном устье, включая протаскивание замковых соединений, расхаживание труб, подвешивание колонны труб на плашки и удержание ее в скважине плашками при выбросе; циркуляцию бурового раствора с созданием регулируемого противодавления на забой и его дегазацию; оперативное управление гидроприводными составными частями оборудования.

Превенторы Превентор — это техническое средство предназначенное для герметизации устья скважины. Превенторы бывают: плашечные с глухими и трубными плашками; плашечные со срезными плашками; универсальные; вращающиеся. В полный комплект противовыбросового оборудования входят два- три плашечных, универсальный и вращающийся превенторы, аппаратура дистанционного управления ими, а также система трубопроводов обвязки с задвижками (кранами) высокого давления с дистанционным управлением и система регулируемых и нерегулируемых штуцеров.

Плашечный превентор 1 – гидравлический цилиндр; 2 – корпус; 3 – каналы, для подачи тепла; 4 – уплотнительные кольца; 5 – винты; 6 - гидравлический цилиндр; 7 – цилиндрическая втулка с резьбой; 8 – валик с резьбой; 9 – вилка, для карданного соединения с тягой; 10 – плашка; 11 – шток; 12 – боковые крышки; 13 – шарнир; 14 – трубки.

Универсальный превентор 1 – крышка; 2 – резиновый уплотнитель; 3 – корпус; 4 –плунжер с уплотнительными манжетами; 5 – трубки; 6 – верхняя запорная камера; 7 – нижняя запорная камера.

Вращающийся превентор Вращающийся превентор

Ручной регулируемый дроссель

Типовая схема оборудования и обвязки устья.

Мероприятия по предупреждению ГНВП

Конец семинара