Ликвидация открытых фонтанов
Поступление небольшого количества флюида в скважину в начале не представляет препятствия для проведения основных операций бурения, а их предотвращение и ликвидация, по существу, являются нормальным технологическим процессом. Однако в последствии проявления могут перейти в фонтаны, осложняемые разрушением оборудования, обсадных колонн, взрывами, пожарами, грифонами. Их ликвидация продолжается от нескольких часов до нескольких лет.
В случае возникновения открытого фонтана буровая бригада обязана:
— прекратить работу в загазованной зоне и вывести людей;
— заглушить двигатели внутреннего сгорания;
— отключить ЛЭП, которые могут оказаться в загазованной зоне;
— загасить все топки;
— исключить применение открытого огня, не применять инструмент, дающий при ударе искру;
— предотвратить разлив нефти;
— прекратить всякое движение в опасной зоне;
— сообщить о случившимся руководству предприятия;
— вызвать подразделения военизированной службы по ликвидации фонтанов, пожарную службу и скорую медицинскую помощь.
Ликвидация открытых фонтанов производится:
— посредством герметизации устья скважины;
— комплексом подземных работ;
— подземным ядерным взрывом.
Общие рекомендации по применению различных видов ликвидации открытых фонтанов следующие [1].
Подземный ядерный взрыв рекомендуется осуществлять в следующих случаях:
— пластовое давление превышает давление гидроразрыва вышележащих не перекрытых обсадной колонной пород, или прочностные пределы обсадной колонны и устьевого оборудования;
— производительность фонтана выше 1 млн. м 3 /сут газа или 300 м 3 /сут нефти;
— глубина скважины более 2000 м;
— выше продуктивного пласта имеются не перекрытые поглощающие или проницаемые горизонты;
— устье скважины разрушено и недоступно для людей (пожар, кратер, грифоны);
— сведения о пространственном положении ствола фонтанирующей скважины отсутствует.
Комплекс подземных работ для ликвидации открытых фонтанов рекомендуется проводить если:
— пластовое давление ниже давления гидроразрыва обнаженных пород и прочностных характеристик обсадной колонны;
— дебит газа менее 1 млн. м 3 /сут или менее 300 м 3 /сут нефти;
— глубина скважины менее 2000 м;
— ствол фонтанирующий скважины в призабойной зоне не обсажен и доступен для создания гидродинамической связи со стволами специально буримых скважин;
— имеются надежные сведения о пространственном положении ствола аварийной скважины.
Герметизация устья скважины – проводиться во всех остальных случаях.
Этот метод заключается в восстановлении нарушенной герметизации устья скважины и создания противодавления на пласт, или заполнение скважины тампонажным материалом. При этом обязательна целостность обсадной колонны. В случае воспламенения прежде всего растаскивается буровое оборудование, а затем тушится пожар путем отрыва пламени за счет:
— создание водяной или пенной завесы;
— воздушной ударной волны, создаваемой взрывом;
— струи отработанных газов реактивных двигателей.
После тушения пожара герметизация устья возможна следующими методами:
— ремонт ПВО, если он возможен;
— натаскивание на устье специальных приспособлений для перекрытия скважины;
— установка специальных герметизирующих приспособлений (пакеров) в обсадной колонне.
При ликвидации фонтана с помощью подземных работ используются следующие методы:
— непосредственное соединение со стволом аварийной скважины с помощью наклонно направленной скважины с последующей закачкой воды, глинистого раствора, тампонажных смесей;
— бурение нескольких скважин для интенсивного отбора флюида с целью уменьшения притока его к аварийной скважине.
Вероятность прямого соединения аварийной и вспомогательной скважин невелика, поэтому для создания гидродинамической связи между стволами используются гидроразрыв, размыв пласта каменной соли (если он есть в разрезе), разрушение перемычки между скважинами взрывом. Этот способ требует больших затрат средств и времени.
При подземном ядерном взрыве происходит смещение и уплотнение пород, смятие обсадных и бурильных колонн и разрушение ствола на значительном интервале. Ядерный заряд помещается в специально пробуренную направленную скважину соответствующего диаметра. После взрыва сохранившийся ствол аварийной скважины полностью цементируется.
Особенно сложно ликвидировать межколонные, заколоные фонтаны и грифоны. Основная причина их:
— наличие трещиноватых пород;
— негерметичность обсадной колонны;
— низкое качество цементирования.
Ликвидация таких фонтанов производится путем усиления отбора флюида из соседних скважин (если они есть), перфорации обсадной колонны, а затем задавливания цементного раствора. Ликвидация грифонов практически возможна только путем бурения наклонно направленных скважин по методике, приведенной ранее.
Глушение фонтанов производится специализированными военизированными противофонтанными службами, а буровая бригада при этом выполняет вспомогательные работы.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Метод — ликвидация — открытый фонтан
Метод ликвидации открытых фонтанов герметизацией устья скважины с последующей задавкой жидкости основан на создании превышения в ней забойного давления над пластовым путем закачки в нее жидкости после-герметизации устья. Применяется он только-в том случае, когда в скважину опущена и надежно зацементирована обсадная колонна. В противном случае после герметизации устья-могут произойти прорывы газа за колонну и возникнуть грифоны. [1]
Метод ликвидации открытых фонтанов созданием пробки в кольцевом пространстве основан на превышении забойного давления в фоцтанирующей скважине над пластовым закачкой в нее жидкости после создания пробки в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильными или насос-но-компрессорными трубами ниже места повреждения колонны или между стенками скважины и спущенными в нее трубами ниже интервала возможного разрыва пород давлением газа при глушении фонтана. [2]
Метод ликвидации открытых фонтанов путем отвода газа в наклонные скважины применяется в случае, когда имеются специально пробуренные наклонные скважины, при наличии большого кратера на устье фонтанирующей скважины, заполненного жидкой пульпой, при условии надежного соединения ствола фонтанирующей и наклонных скважин выше газового пласта. Метод основан на заполнении ствола фонтанирующей скважины кратерной пульпой при выпуске газа из наклонных скважин, при этом газ выпускается в атмосферу через наклонные скважины при минимально возможном противодавлении на устье. [3]
Метод ликвидации открытых фонтанов путем заводнения газового пласта основан на снижении притока газа к забою фонтанирующей скважины в результате увеличения сопротивления в продуктивном горизонте при введении в него жидкости. При подаче воды в пласт по кольцу, в центре которого находится фонтанирующая с определенным расходом скважина, дебит газа может резко сократиться вплоть до полного прекращения работы фонтана. Этому способствует увеличение забойного давления за счет целевого попадания в ствол скважины воды, нагнетаемой в пласт. Закачивание большого количества воды в продуктивный горизонт приводит к заводнению отдельных участков и оттеснению газа от забоя фонтанирующей скважины. Для осуществления этого метода необходим ряд наклонных скважин для подачи воды в продуктивный пласт. [4]
Метод ликвидации открытых фонтанов с помощью подземных направленных взрывов основан на деформации горного массива, который приводит к уплотнению горных пород, разрушению аварийного ствола на значительном интервале, измеряемом десятками и сотнями метров. Из-за обвалов стенок скважины и смещения горного массива образуется экран, препятствующий выходу потока газа на поверхность земли. Метод имеет ряд преимуществ перед другими известными методами ликвидации фонтанов: высокая эффективность выполняемых операций; независимость технологии от дебита, пластового давления и скорости истечения природного или нефтяного газа через устье скважины; перекрытие ствола аварийной скважины на большой глубине и недопущение повторного фонтанирования в будущем. Для осуществления метода достаточно пробурить одну наклонную скважину. [5]
Метод ликвидации открытых фонтанов бтводом газа в наклонные скважины можно применять в случае, когда имеются специально пробуренные наклонные скважины или при наличии большого кратера на устье фонтанирующей скважины, заполненной жидкой пульпой, И надежного соединения ( сообщения) ствола фонтанирующей и наклонной скважин выше газового пласта. Метод основан на заполнении ствола фонтанирующей скважины кратерной пульпой при выпуске газа из наклонной скважины. [7]
Метод ликвидации открытых фонтанов интенсивным отбором газа через наклонные скважины из призабойной зоны фонтанирующей скважины основан на снижении пластового давления в призабойной зоне фонтанирующей скважины при интенсивном отборе газа через ранее пробуренные наклонные скважины. Для его осуществления требуется сооружение нескольких наклонных скважин ( четыре-пять) вокруг фонтанирующей с их интенсивной эксплуатацией в течение длительного периода. [9]
Метод ликвидации открытых фонтанов заводнением газового пласта в призабойной зоне фонтанирующей скважины основан на снижении притока газа к забою фонтанирующей скважины в результате увеличения сопротивления в продуктивном горизонте при введении в него жидкости. [11]
Метод ликвидации открытых фонтанов герметизацией фонтанов устья скважины с последующей задавкой жидкости основан на создании превышения в ней забойного давления над пластовым путем закачки в нее жидкости после герметизации устья. Применяется он только в том случае, когда в скважину опущена — и надежно зацементирована обсадная колонна. В противном случае после герметизации устья могут произойти прорывы газа за колонну и возникнуть грифоны. [12]
Метод ликвидации открытых фонтанов созданием пробки в кольцевом пространстве основан на превышении забойного давления в фонтанирующей скважине над пластовым закачкой в нее жидкости после создания пробки в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильными или насосно-компрессорными трубами ниже места повреждения колонны или между стенками скважины и спущенными в нее трубами ниже интервала возможного разрыва пород давлением газа при глушении фонтана. [13]
Метод ликвидации открытых фонтанов заводнением газового пласта в призабойной зоне фонтанирующей скважины основан на снижении притока газа к забою фонтанирующей скважины в результате увеличения сопротивления в продуктивном горизонте при введении в него жидкости. [14]
Метод ликвидации открытых фонтанов и перетоков газа путем создания искусственного пакера в стволе скважины основан на создании превышения забойного давления в фонтанирующей скважине над пластовым закачиванием в нее жидкости. Создание искусственного пакера в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильными или насосно-компрессорными трубами ( НКТ) осуществляется ниже места повреждения колонны ( или между стенками скважины и спущенными в нее трубами ниже интервала возможного разрыва пород) давлением газа при глушении скважины. Для ликвидации фонтана по указанному методу используют спущенные в скважину бурильные трубы, а при их отсутствии устье скважины оборудуют для спуска труб под давлением и на насосно-компрессорных или бурильных трубах спускают пакерную решетку. [15]
Источник
Аварийные фонтаны. Виды их и способы глушения.
Аварией считается нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом. Аварии категории I: открытые нефтяные и газовые фонтаны; взрывы и пожары резервуарных парков, компрессорных и насосных станций, подземных хранилищ газа, приведшие к разрушению или уничтожению объекта; взрывы и пожары на нефтегазоперерабатывающих заводах, вызвавшие остановку предприятия, цеха или восстановительные работы. Аварии категории II: падение или разрушение вышек, морских оснований в процессе эксплуатации, строительства или перетаскивания; падение элементов талевой системы (кронблока, талевого блока, крюка); взрывы и пожары буровых объектах, групповых нефтегазосборных пунктах компрессорных и насосных станциях, приведшие к выходу из строя оборудования, необходимости капитального ремонта его и остановки объекта; взрывы, пожары и загорания на нефтеперерабатывающих заводах, вызвавшие прекращение работы установки (участка) и требующие замены или капитального ремонта отдельных сооружений, машин, агрегатов аппаратов, сосудов, трубопроводов и товарных резервуаров.
Виды фонтанов: 1) закрытые (устье целое): а) управляемые когда можно заглушить фонтан, не разрушая элементов скважины; б) не управляемые фонтаны для глушения которых нужно произвести дополнительную работы: заменить устьевое оборудование на более прочное, спуск в скважину под давлением колону бурильных труб или НКТ на большую глубину; 2) открытые устье разрушено и его восстановить не возможно. Для глушения бурят дополнительные ННС. Как закрытые не управляемые фонтаны так и открытые, производя специальные работы, надо стремиться перевести в управляемые. Фонтан обычно сопровождается горением нефти и (или) газа. Производят также специальные поджигания, чтобы не отравлять местность. Потушить горение значительно легче, чем заглушить фонтан. Горение тушат с помощью специально направленных взрывов чаще с помощью специальных пенных струй из списанных турбореактивных двигателей.
Способы глушения открытых фонтанов.
а) с помощью взрывов; б) с помощью задавочной жидкости.
Как заряд для взрыва, так и жидкость глушения доставляют как можно ближе к фонтанирующей скважине по специальной наклонно-направленной скважине, которая бурится для этой цели. Схема 1 состоит: 1) пласт из которого истекает фонтанирующий флюид в аварийную скважину; 2) покрышка пласта; 3) о.к; 4) кратер (диаметр 1-100м); 5) префорационное отверстие; 6) бурун; 7) заряд.
Кратер часто бывает наполнен пульпой через которую прорывается пластовый флюид для глушения фонтана строится одна или несколько ННС на безопасном расстоянии, таким образом, чтобы её забой оказался как можно ближе к стволу фонтанирующей скважины. При этом забой стремятся вывести в покрышку фонтанирующего пласта. Проводится взрыв и делается подвижка пород в покрышке и сжимается обсадная колона. В большинстве случаев если пласт, из которого происходит истечение флюида не обсажен колонной, то доступ к скважине осуществляет или путем прямого попадания ствола ННС в аварийный (что редко удается) или чаще производит гидроразрыв пород в покрышке (мало проницаемых пород) и по этой трещине подают жидкость глушения в аварийную скважину.
Способы глушения закрытых фонтанов.
Схема 2 состоит: 1) фонтанирующая скважина;
2) линия дроселирования ПВО; 3) буровой инструмент или НКТ; 4) ПВО;
5) линия нагнетания (рабочая) задавочной жидкости.
Используют два метода: 1)- задавка в «лоб» (прямая задавка). В случае если прочность всего устьевого оборудования включая верхнию часть о.к больше , чем пластовое давление [σПР] > Рпл.
2)- принудительный спуск труб (3) под давлением на необходимую глубину с последующим глушением задавочной жидкости [σПР]
Источник