Назовите последствия открытых фонтанов

Открытое фонтанирование нефтяных и газовых скважин: причины и меры противодействия

Фонтаны из нефтяных и газовых скважин как крупнейшие аварии, относящиеся к стихийным бедствиям. Возникновение грифонов в процессе бурения, освоения и эксплуатации скважин. Мероприятия по предупреждению возникновения грифонов и межколонных перетоков.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	01.12.2014
Размер файла	15,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Открытое фонтанирование нефтяных и газовых скважин: причины и меры противодействия

Список использованной литературы

Фонтаны из нефтяных и газовых скважин являются крупнейшими авариями, и их часто относят к стихийному бедствию, парализующему нормальную работу предприятия, а чаще компании и даже отрасли. Нередко открытое фонтанирование (ОФ) скважин приводит к гибели людей, уничтожению самих скважин, бурового оборудования и бурильного инструмента, пропадает огромное количество продукции, выбрасываемой фонтанирующей струей. Открытые фонтаны представляют большую угрозу не только нефтепромысловым сооружениям, но и населенным пунктам и промышленным комплексам, расположенным в районе аварийного объекта.

В качестве примера можно привести работы по ликвидации горящего нефтегазового открытого фонтана на скважине № 37 Тенгизской площади в Казахстане, которые продолжались около полутора лет (1985-86 годы). Скважина фонтанировала с ежесуточным дебитом нефти более 10 тысяч тонн и газа — 2 миллиона кубометров, в которых объемная доля сероводорода составляла 25 %. Из новейших примеров известен горящий открытый газонефтяной фонтан на скважине № 5320 Капитоновского месторождения ОАО «Южуралнефтегаз», произошедший в феврале 2010 года. Нельзя не вспомнить крупнейшую аварию в Мексиканском заливе, где в результате разрушения скважины в океан до сих пор поступает огромное количество нефти, а самое главное, погибли люди.

Процесс строительства и эксплуатации скважин технологически можно разбить на четыре взаимосвязанных этапа. Первый этап — бурение ствола, включая работы по его проработке, проведению в скважине различных исследований. Второй этап — крепление ствола (в том числе спуск обсадных и эксплуатационных колонн, их цементирование, ОЗЦ и обвязка устья скважины). Третий этап — освоение скважины, включая работы по перфорации колонны, вызову притока флюидов. Наконец, завершающий этап — непосредственная эксплуатация скважины, проведение систематических исследований и различных технологических операций, направленных на интенсификацию добычи нефти и газа, кроме того, проведение ремонтных и восстановительных работ.

Все указанные работы по сооружению и эксплуатации скважин, пластовое давление в которых больше или равно гидростатическому давлению столба нефти, в случае, если нефть заполнит скважину вместо промывочной жидкости, являются потенциально опасными с точки зрения образования открытых фонтанов, которые, к слову сказать, продолжают возникать, несмотря на возросший профессиональный уровень и дисциплину рабочих и специалистов организаций.

На территории Республики Башкортостан уже более 10 лет официально не зафиксировано открытых газовых и нефтяных фонтанов, поэтому среди некоторых экспертов бытует мнение, что на региональных нефтяных и газовых месторождениях фонтанов уже никогда не будет — давления посажены, месторождения на поздней стадии разработки. Однако такое мнение в корне ошибочно, и есть факты, то подтверждающие: в 1995 году на скважине № 29 Узыбашевской площади НГДУ «Уфанефть» при проведении работ по ремонту скважины произошло фонтанирование. Причина возникновения фонтана: нарушение типового проекта оборудования устья скважины, перед началом геофизических работ скважина не была заполнена жидкостью соответствующей плотности до устья скважины. Год спустя, в 1996-м, на скважине № 154 Тукаевской площади Туймазинской ГПК произошло газонефтеводопроявление, которое перешло затем в открытое фонтанирование скважины (при бурении на глубине 325 метров). Причины возникновения фонтана: недолив скважины при подъеме бурильного инструмента, отсутствие на устье противовыбросового оборудования. В 2008 году произошли осложнения на скважине № 355 Алкинской площади при вскрытии продуктивного горизонта — давление на устье в течение нескольких дней составляло порядка 80 атмосфер. Причина осложнения — несвоевременная остановка влияния ППД, действующего на вскрываемый продуктивный горизонт.

Таким образом, угроза возникновения нефтегазоводопроявлений и открытых фонтанов существует реальная. А следовательно, расслабляться ни в коем случае нельзя.

Неправильный подход к ликвидации газонефтеводопроявлений (ГНВП) на скважине — это несвоевременное глушение, применение промывочной жидкости для глушения недостаточной плотности, негерметичность колонн, устьевого оборудования. Эти и многие другие факторы часто приводят к осложнению проявления и его переходу в выброс промывочной жидкости из скважины (под действием пластового давления), а затем в открытый фонтан.

Одним из самых серьезных осложнений при ликвидации ОФ являются грифоны. Вместе с межколонными перетоками (МП) они могут возникать в процессе бурения, освоения и эксплуатации скважин во время аварийных проявлений и ОФ из вскрытых высоконапорных горизонтов. Грифоны прорываются на земную поверхность по трещинам, высокопроницаемым пластам или по контакту цемент-порода за пределами устья скважин. МП — это переток флюида или фонтанирование им в кольцевом пространстве между эксплуатационной и технической колоннами, промежуточной колонной и кондуктором. Грифоны и межколонные проявления, как правило, взаимосвязаны.

Существует множество примеров открытых фонтанов с грифонообразованием, в том числе из-за некачественного цементирования скважины: открытый фонтан на скважине № 162бП Ван-Еганского месторождения ООО «СП «Ванъеганнефть» — декабрь 2006 года, открытый фонтан на скважине 326 куст 1 Ванкорского месторождения ЗАО «Ванкорнефть» — декабрь 2007 года, горящий открытый фонтан на скважине № 464 Анастасиевско-Троицкой площади ООО «КраснодарнефтегазРемонт» -сентябрь 2008 года.

По причинам возникновения грифонообразования распределяют на следующие группы:

обусловленные некачественным креплением высоконапорных пластов, как основного эксплуатационного, так и вышележащих;

возникающие при ГНВП и ОФ в процессе бурения, особенно при полной герметизации устья скважины;

возникающие вследствие движения флюида через негерметичности резьбовых соединений обсадной колонны или нарушения в колоннах. В этом случае грифоны возникают при строительстве и эксплуатации скважин.

Необходимым условием для перечисленных случаев возникновения грифонов на поверхности является наличие каналов (пласты высокой проницаемости, тектонические трещины, недостаточный контакт между цементным камнем и породой), сообщающих высоконапорный пласт или ствол скважины с поверхностью.

Чтобы предупредить возникновение грифонов и межколонных перетоков и ГНВП, необходимо, во-первых, при проектировании конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, которые обусловливают образование грифонов, с подъемом цемента до устья. Перед спуском обсадной колонны прорабатывать скважину со скоростью не более 35-45 м/ч, при этом качество промывочной жидкости перед цементированием должно соответствовать требованиям Геолого-технического наряда (ГТН). Эксплуатационную колонну нужно спускать с применением спайдеров, что обеспечит необходимое крепление муфт в резьбовом соединении. Нельзя снижать скорость прокачки цементного раствора в кольцевом пространстве ниже 1,5-1,8 м/с. Кроме того, нельзя приваривать нестандартные муфты. При оборудовании устьев скважин необходимо применять стандартные колонные головки. Наконец, осваивать скважину при наличии на устье соответствующего противовыбросового оборудования.

В борьбе с действующими грифонами, возникшими при проводке скважин, осуществляют форсированный отбор жидкости и газа из рядом расположенных скважин, приостанавливая при этом законтурное заводнение. При отсутствии доступа к устью фонтанирующей скважины для ликвидации открытых фонтанов (грифонов) бурят наклонно-направленные скважины.

Более того, для предупреждения возникновения ГНВП и перехода их в открытые фонтаны нужно регулярно проводить учебно-тренировочные занятия согласно ПЛА (план ликвидации аварий), совместные учения по отработке действий при возникновении открытого фонтанирования скважины, своевременно пересматривать нормативные документы по противофонтанной безопасности и схемы обвязки устья скважин ПВО.

скважина фонтан грифон бурение

Список использованной литературы

Управление Ростехнадзора по Калужской области (http://kalugatechnadzor.ru/)

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Изучение технологических процессов бурения нефтяных и газовых скважин на примере НГДУ «Альметьевнефть». Геолого-физическая характеристика объектов, разработка нефтяных месторождений. Методы увеличения производительности скважин. Техника безопасности.

отчет по практике [2,0 M], добавлен 20.03.2012

Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Закономерности разрушения горных пород. Буровые долота. Бурильная колонна, ее элементы. Промывка скважины. Турбинные и винтовые забойные двигатели. Особенности бурения скважин при равновесии «скважина-пласт».

презентация [1,5 M], добавлен 18.10.2016

Исследование основных способов бурения нефтяных и газовых скважин: роторного, гидравлическими забойными двигателями и бурения электробурами. Характеристика причин и последствий искривления вертикальных скважин, естественного искривления оси скважин.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 15.09.2011

Солянокислотные обработки призабойных зон скважин. Предварительная обработка горячей водой или нефтью нефтяных скважин. Кислотные обработки терригенных коллекторов. Компрессорный способ освоения фонтанных, полуфонтанных и механизированных скважин.

лекция [803,1 K], добавлен 29.08.2015

Описание содержания и структуры курсовой работы по бурению нефтяных и газовых скважин. Рекомендации и справочные данные для разработки конструкции скважины, выбора режима бурения, расхода промывочной жидкости. Разработка режима цементирования скважины.

методичка [35,5 K], добавлен 02.12.2010

Источник

ГНВП. Выброс.Открытый фонтан.

ГНВП— это поступление пластового флюида ( газ, нефть, вода, или их смесь ) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении и ремонте.

Выброс —кратковременное, интенсивное вытеснение из скважины порции бурового раствора энергией расширяющегося газа.

Открытый фонтан — неуправляемое истечение пластового флюида через устье скважины в результате отсутствия, разрушения, или негерметичности запорного оборудования, или грифонообразования

16. Поведение газа в скважине

· в растворенном состоянии;

· в виде пузырьков, находящихся в покое относительно жидкости (т.е. не всплывает самостоятельно). в виде пузырей, диаметр которых соизмерим с диаметром трубы (снарядный режим всплытия);

· виде пузырьков, размер которых значительно мал относительно общего объема жидкости (пузырьковый режим);

· в виде пузырей, диаметр которых соизмерим с диаметром трубы (снарядный режим всплытия);

· Размер пузырьков равен:

· d_п =6q/ kg(r—r_г)

· d_п =6t₀ / Кg(r—r_г)

Причины возникновения ГНВП

1.Недостаточная плотность раствора вследствие ошибки при составлении плана работ. 2.несоблюдения рекомендуемых параметров раствора бригадой текущего, капитального ремонта и освоения скважин. 3.Недолив скважины при спуско-подъемных операциях.4. Поглощение жидкости, находящейся в скважине. 5. Глушение скважины перед началом работ неполным объемом. .6. Уменьшение плотности жидкости в скважине при длительных остановках за счет поступления газа из пласта.7. Нарушение технологии эксплуата-ции, освоения и ремонта скважин. 8.Длительные простои скважины без промывки. 9.Наличие в разрезе газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивают опасность возникновения газонефтеводопроявлений, даже если пластовое давление ниже гидростатического.

18. Основные признаки газонефтеводопроявлений.

· Перелив жидкости из скважины при отсутствии циркуляции.

• Увеличение объема промывочной жидкости в приемных емкостях при бурении или промывке скважины.
• Увеличение скорости потока промывочной жидкости из скважины при неизменной подаче насоса.
• Уменьшение, по сравнению с расчетным, объема доливаемой жидкости при спуско-подъемных операциях.
• Увеличение объема вытесняемой из скважины жидкости при спуске труб по сравнению с расчетным.
• Снижение плотности жидкости при промывке скважины.
• Повышенное газосодержание в жидкости глушения.
• Снижение уровня столба раствора в скважине при технологических остановках или простоях

19. Изменение давления в закрытой и открытой скважине при всплытии газовой пачки.

· Если предполагать, что в скважину поступила компактная пачка газа (например при подъеме инструмента), то для идеальных условий при всплытии этого газа в закрытой скважине давление на забое почти удвоится. Так как в идеальных условиях объем газа не изменится (в закрытой скважине), то согласно закону Бойля-Мариотта)

· Такое повышение давления может разрушить скважину или вызвать катастрофическое поглощение и как следствие – фонтан. Если при тех условиях газ поднимает. в скважине с открытым устьем, и ввиду того, что давление под газом и, соответственно, самого газа уменьшается, то согласно закону Бойля-Мариотта, объем газа будет увелич.Что приводит к уменьш.гидростатч. столба бурового раствора и, Соответственно,к снижению забойного давления..

· Изменение давления в закрытой скважине при всплытии газовой пачки

· Р_уст =rg (Н-h_r) Pз =2rg (Н-h_r)

· ТАКИМ ОБРАЗОМ. При закрытой скважине на некоторой глубине произойдет выброс раствора, что приведет к резкому снижению забойного давления. Забойное давление в процессе подъема газа в скважине с открытым устьем, может оказаться ниже пластового, что неизбежно приведет к работе пласта и возможно к фонтану

20. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИКе БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КРС И ПРС.

· Сложные ремонтные работы (за исключением вырезки обсадных колонн) разрешается производить с мачт грузоподъемностью не менее 25 тс.

· Расстояние между ногами мачты должно быть не менее 4 м, а высота ее не менее 18м — при использовании однотрубок и оборудования грузоподъемностью 25 тс; мачта высотой 20 м применяется при использовании однотрубок и оборудования грузоподъемностью 50 тс; мачта высотой 22 м при использовании двух трубок (длиной не более 15 м) и оборудования грузоподъемностью 25 тс. На мачтах высотой 15. м, удовлетворяющих остальным требованиям данного пункта, разрешается использовать однотрубки длиной не более 8 м.

· Разрешается работать без оттяжного ролика, если трактор-подъемник установлен вплотную к рамному брусу вышки и служит не только для выполнения спуско-подъемных операций, но и как привод к ротору. При этом следует:

а) подъемник оборудовать безопасной шпилевой катушкой;

б) оборудовать площадку для работы на катушке;

в) роторную цепь и звездочки на валу лебедки оградить съемными металлическими кожухами с подстилающим направлением, предотвращающим провисание цепи;

г) подъемник оборудовать искрогасителем.

3. Рабочая площадка у устья скважины, оборудованной вышкой, должна иметь размеры не менее 4 х 6 м; оборудованной мачтой — не менее 3 х 4, а при работе с применением передвижных агрегатов — 4 х 5 м.

Рабочая площадка должна сооружаться из бутобетона с деревянным настилом толщиной не менее 70 мм, иметь с трех сторон к устью уклон 0,03°, а со стороны мостков — 0,015°, чтобы обеспечить сток жидкости. Она может быть и передвижной, состоящей из металлических блоков. Высота рабочей площадки при работе с передвижных агрегатов должна быть 1—1,2 м.

4. Ширина мостков перед скважиной должна быть не менее 2 м и длиной не менее 14 м, а доски плотно пригнанными. При работе с мачты мостки должны быть длиной не менее 8 м.

Приемный мост должен быть горизонтальным или с уклоном не более 1 : 25. Уклон сходов должен быть не более 20°.

5. Фундамент под передвижной агрегат собирается из железобетонных плит размером 3000 х 1050 х 140. В некоторых нефтяных районах страны плиты укладывают на гравийную подушку слоем в 250 мм.

6. Перед передвижением агрегатов, тракторов-подъемников через замерзшие реки и другие водоемы необходимо проверить ледяной покров, определить допустимую на него нагрузку и уточнить трассу

7. Стеллажи должны обеспечивать укладку труб не более, чем в 4 ряда по вертикали при высоте штабеля до 1,25 м. Они должны иметь переходы, а также стойки, препятствующие раскатыванию труб.

8. Если в прогнозе погоды ожидается ветер силой более 6 баллов, ремонтные работы должны быть приведены в состояние, безопасное для их остановки, а рабочие с отдельных морских оснований должны быть сняты.

21. РЕМОНТНО-ИСПРАВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ. ОБСЛЕДОВАНИЕ ПЕЧАТЯМИ.

Перед началом капитального ремонта скважины по геолого-технической документации и результатам обследования необходимо выяснить техническое состояние эксплуатационной колонны.

Исследование и обследование состояния скважин проводят с помощью различных измерительных приборов, для спуска которых применяют различное оборудование и устройства.(рис. 9).

Обследование печатями

Печать представляет собой металлическое устройство, корпус которого снизу и с боков покрыт свинцовой оболочкой толщиной 8—10 мм; в центре корпуса имеется сквозное продольное отверстие, через которое прокачивается жидкость. В верхней части печати имеется резьба для присоединения к бурильным или насосно-компрессорным трубам, на которых ее спускают в скважину.

Диаметр печати на 10—20 мм меньше диаметра обследуемой колонны.

Кроме печатей со свинцовой оболочкой применяют и такие, в которых свинец заменен сплавом, состоящим из 98% алюминия и 2% сурьмы.

Основными узлами универсальной печати типа ПУ-2 (рис. 10) являются корпус с деталями для получения оттиска пред­метов и зажимное устройство. На утолщение в нижней части корпуса надевается резиновый стакан, который крепится к корпусу четырьмя винтами. На резиновый стакан, в свою очередь, наде­вается алюминиевая оболочка с «перьями». На средней цилиндри­ческой части корпуса установлен направляющий винт и нарезана трапецеидальная резьба. По винту и резьбе движется зажимное устройство, при помощи которого на кольцевой заплечник корпуса зажимаются «перья» алюминиевой оболочки. Зажимное устройство — состоит из нажимной втулки и гайки . В верхней части корпуса имеется переводник с замковой резьбой для присоединения печати к колонне труб.

Предварительное обследование колонны печатями до ремонтно-изоляционных работ и при возврате на нижележащие горизонты обязательно, так как необнаруженные дефекты в колонне или фильтровой части до цементирования скважины могут привести к осложнениям.

Осмотр печати перед спуском и после ее подъема, посадка ее на обследуемое место или на конец аварийного оборудования должны производиться под контролем бурового мастера. Не допускается посадка печати дважды, т.к. это неточный и неправильный отпечаток. Нельзя также после подъема из скважины ударять по оболочке печати металлическими предметами, зажимать цепными или другими ключами, бросать печать и т.д. Все эти нарушения могут привести к искажениям отпечатка и к ошибкам при составлении дальнейшего плана работ.

Отпечатки следует внимательно изучать и фиксировать в соответствующей документации, а при необходимости фотографировать.

22. Перекрытие дефектов в эксплуатационной колонне путем спуска дополнительной колонны

· К дефектам, которые можно устранить, относятся смятие и слом обсадной колонны. Величина смятия колонны может быть различной, и оценивается она по изменению внутреннего диаметра колонны.

· Если смятия по длине равны одному-двум наружным диаметрам обсадной колонны и в результате внутренний диаметр сузился до 0,85 номинальной величины, то такие смятия считаются небольшими.

Смятия считаются значительными, если они по длине равны трем — двадцати диаметрам обсадных труб и вызывают сужение их внутреннего диаметра до 0,8 его номинальной величины. В зависимости от величины смятия применяют тот или иной вид инструментов.

Перед началом работ по исправлению дефекта колонны необходимо установить причины смятия и в дальнейшем

предусмотреть проведение мероприятий, устраняющих их (укрепление стенок сква­жины с помощью спуска дополнительной колонны или спуска ко­лонны «летучки»).Смятия в обсадных колоннах после обследования и установления места и степени дефекта исправляются с таким расчетом, чтобы спу­скаемые впоследствии в скважину инструменты проходили свободно. Исправление места смятия в колонне производят справочными долотами, грушевидными и колонными конусными фрезерами. Исправление начинают инструментом, диаметр которого на 4—5 мм больше минимального диаметра проходной части в смятой части колонны.

После спуска инструмента до необходимой глубины начинают вращать его ротором, одновременно при этом скважину промывают. Частота вращения ротора изменяется от 40 до 80 об/мин. Проработав первым справочным долотом смятый участок обсад­ной колонны, инструмент поднимают и заменяют справочное до­лото на другое, имеющее диаметр на 5 мм больше, чем предыду­щее. (По мере расширения места смятия, используют одно за другим справочные долота с увеличением диаметра на 5 мм.)

23. РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ ПРИ КРС.

Работы по ремонту крепи включают исправление негерметичности цементного кольца, наращивание цементного кольца за колонной, устранение негерметичности колонны и изоляцию подошвенных, контурных и нагнетаемых вод. План ремонта скважины должен включать геолого-технические данные, причины и цель ремонта, состояние ствола к моменту ремонта, перечень намеченных мероприятий, описание технологического цикла ремонтных работ с указанием количественных характеристик параметров операций, а также ответственных исполнителей по каждой технологической операции

Одним направлением капитального ремонта скважин являются ремонтно-изоляционные работы, связанные с прекращением или снижением поступления воды в скважину. Источниками воды являются:

1. Система ППД, когда вода закачивается в нефтенасыщенный пласт.

2. Вышележащие или нижележащие неперфорированные водоносные горизонты при недостаточной толщине непроницаемых (глинистых) разделов между нефтенасыщенными и водонасыщенными горизонтами и их нарушении при реализуемых депрессиях в процессе эксплуатации скважины. Если непроницаемые разделы имеют большую толщину и не нарушаются в процессе эксплуатации скважины, вода может поступать через нарушенный цементный стакан (заколонные перетоки).

3. Обводненные пропластки перфорированного слоистого пласта.

4. Обводненные неперфорированные пропластки слоистого пласта непроницаемыми разделами небольшой мощности, и их нарушения в процессе эксплуатации скважины.

5. Водяные конусы подошвенной воды.

Изоляционные работы при капитальном ремонте скважин проводят для перекрытия путей движения посторонних вод к эксплуатационному объекту. По отношению к нефтяным горизонтам коды подразделяют на: верхние, нижние, контурные, подошвенные, промежуточные, тектонические и смешанные.

· Для разработки рациональных мероприятий по изоляции посторонних вод и получения эффективных результатов необходимо знать: причины поступления посторонних вод в скважины; горизонт (объект, к которому принадлежит вода); пути движения вод; глубину залегания водоносного горизонта (пласта, объекта).

· Изоляция от проникновения верхних вод

· После выявления места притока работы по изоляции от проникновения верхней воды, поступающей через дефект в эксплуатационной колонне, производят следующими способами:

· а) заливкой цементным раствором на водной основе через дефект колонны под давлением с последующим разбуриванием цементного стакана;

· б) заливкой нефтецементным раствором с последующим вымывом излишка раствора;

· в) спуском дополнительной предохранительной колонны с последующим ее цементированием;

· г) спуском специальных пакеров.

· Изоляцию от верхней воды, поступающей по затрубному пространству через отверстия фильтра, проводят:

· а) заливкой цементным раствором через отверстия фильтра с по­следующим разбуриванием цементного стакана или с промывкой излишка цементного раствора;

· б) заливкой нефтецементным раствором через отверстия фильтра с последующим вымывом излишка раствора.

Дата добавления: 2018-05-09 ; просмотров: 3773 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник