Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Открытый фонтан
Открытые фонтаны и выбросы представляют опасность для обслуживающего персонала, приводят к загрязнению окружающей среды и пожарам, тушение которых требует больших трудовых и материальных затрат. Противовыбросовое оборудование должно обладать абсолютной надежностью и высокой степенью готовности. [1]
Открытые фонтаны и осложнения значительно снижают скорость бурения скважин, наносят громадный материальный ущерб, приводят к большим потерям газа и нефти и истощению энергии пласта. [2]
Открытые фонтаны ликвидируют путем отвода газа из продуктивного пласта в наклонные скважины. Этот метод применяют, если наклонная скважина подведена близко к аварийной и на устье последней образован значительный по размеру кратер, заполненный пульпой из пеечано-глинистого материала и воды, выносимой из ствола скважины. При отводе газа в наклонную скважину грязь стекает с кратера в аварийную скважину вследствие снижения в ней давления газа. Часто в скважине снижается высота выбрасываемого потока нефти и появляется возможность подойти к ней, чтобы оборудовать устье. [3]
Открытые фонтаны часто вызываются разрушением или повреждением устьевого оборудования в результате разрушающего действия агрессивных сред и высоких давлений. Выход из строя оборудования при этом наблюдается преимущественно в скважинах, в добываемой продукции которых содержатся сероводород, минерализованная вода и другие агрессивные компоненты. [4]
Открытые фонтаны являются наиболее тяжелой аварией, часто они приобретают характер стихийных бедствий, требуют больших материальных ресурсов и длительных сроков для их ликвидации, существенно осложняют деятельность буровых и газодобывающих предприятий, а также прилегающих к району аварии объектов промышленности, транспорта, сельского хозяйства, населенных пунктов. [5]
Открытые фонтаны прекращаются самопроизвольно через различные промежутки времени после их возникновения в результате: а) разрушения стенки фонтанирующей скважины и образования пробки, за -, трудняющей поступление газа к поверхности; б) сокращения дебита газа за счет общего снижения пластового давления или при образовании значительной воронки депрессии вследствие длительной потери газа из-за снижения пластового давления и подхода контурной или подъема подошвенной воды. [6]
Открытые фонтаны , грифоны, пожары наблюдаются уже с расстояния во много километров, довольно далеко слышен их гул. Для технологов наибольший интерес представляет установление опасности возможных проявлений по малозаметным, часто лишь косвенным признакам, чтобы своевременно, за десятки минут, несколько часов успеть принять меры по исключению проявлений. Чем раньше выявляются эти признаки, тем надежней возможность их предупреждения. [7]
Открытые фонтаны часто сопровождаются пожарами, поскольку возможно самовозгорание от соприкосновения газа или нефти с необесточенными и недостаточно защищенными электроприборами и оборудованием, от удара твердых частиц, несущихся с фонтанной струей, об оборудование, от неосторожности персонала. Важнейшая задача при начавшемся пожаре — сохранение базы, очень важно обеспечить работу насосной группы, так как наличие базы и возможность подачи жидкости на забой позволят управлять скважиной, глушить фонтан, потушить пожар. Если интенсивность фонтана и пожара таковы, что немедленно заглушить фонтан невозможно, принимают меры к быстрому растаскиванию вышки, лебедки, ротора и другого оборудования от устья, поскольку при их наличии погасить пожар не удается: соприкасаясь с нагретыми поверхностями, газ или нефть вновь загораются. [8]
Открытые фонтаны возникают в следующих случаях: 1) при неисправном противовыбросовом оборудовании или его отсутствии; 2) при некачественном монтаже противовыбросового оборудования и манифольда; 3) если давление на устье при закрытии превенторов превышает прочность обсадной колонны; 4) при несвоевременном закрытии противовыбросового оборудования, когда часто выходят из строя резиновые элементы превенторов; 5) при некачественном цементировании обсадных колонн, на которых установлено противовыбросовое оборудование, что приводит к прорыву газа за ними при герметизации устья во время выбросов. [9]
Открытые фонтаны могут быть ликвидированы механическим и гидравлическим способом. Первый способ заключается в закрытии потока механическими средствами. [11]
Открытый фонтан ликвидируют по специально разработанному плану. [12]
Открытые фонтаны являются наиболее тяжелой аварией — часто приобретают характер стихийных бедствий, требуют для ликвидации больших материальных ресурсов и длительных сроков, существенно осложняют деятельность буровых и нефтегазодобывающих предприятий, а также прилегающих к району аварии объектов промышленности, транспорта, сельского хозяйства, населенных пунктов. [13]
Открытые фонтаны возникают в следующих случаях: 1) при неисправном противовыбросовом оборудовании или его отсутствии; 2) при некачественном монтаже противовыбросового оборудования и манифольда; 3) в случае, если давление на устье при закрытии превенторов превышает прочность обсадной колонны; 4) при несвоевременном закрытии противовыбросового оборудования, когда часто выходят из строя резиновые элементы превенторов; 5) при некачественном цементировании обсадных колонн, на которых установлено противовыбросовое оборудование, что приводит к прорыву газа за ними при герметизации устья во время выбросов. [14]
Открытые фонтаны и осложнения значительно снижают скорость бурения скважин, наносят громадный материальный ущерб, приводят к большим потерян газа и нефти и истощению энергии пласта. [15]
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:
· dп =6q/ kg(r—rг)
· dп =6t0 / Кg(r—rг)
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
· Руст =rg (Н-hr) Pз =2rg (Н-hr)
· 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: 3762 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник