Вводная часть

Отраслевая принадлежность: Нефтегазодобыча Предметная область: ГНВП при бурении скважин

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

Понятие выброс 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.

Неконтролируемое поступление в скважину пластовой жидкости или газа в процессе бурения и СПО может привести к катастрофическим авариям с тяжелейшими последствиями. Выброс бурового раствора и открытое фонтанирование скважины это самые сложные и опасные аварии которые имеют место при строительстве скважин.

Открытый фонтан с возгоранием

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

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

Причины известны, признаки имеются! Почему имеют место аварии? Человеческий фактор? ДА! Но не только!!! Причины разные: зависящие от нас, не зависящие от нас. Важно что поступление флюида в скважину может привести к аварии, а может и нет. Проблема состоит в том что все прямые признаки (я уж не говорю о косвенных) не являются достаточно надежными так как наблюдаются нами на поверхности, с существенной задержкой по времени от момента начала ГНВП.

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!!!

ГОСТ Р Именно поэтому национальным стандартом предусмотрено при осуществлении ГТК при строительстве скважин иметь в составе станции ГТИ СИСТЕМУ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ газопроявлений.

Система анализирует амплитуды и спектр пульсаций давлений, определяет отношение амплитуд пульсаций и их сдвиг по фазе, формирует сигнал наличия газа в затрубном пространстве. Выдержки из ГОСТ Р Система раннего обнаружения газопроявлений 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 Система раннего обнаружения газопроявлений основана на изменениях акустических свойств бурового раствора за счет попадания в него газа из пластов- коллекторов (изменение амплитуды пульсаций и скорости прохождения акустической волны, создаваемой работой поршневых буровых насосов или специального забойного генератора гидравлических импульсов) 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.

Раннее обнаружение газонефтеводопроявлений

Ранним обнаружением ГНВП считается обнаружение увеличения объема притока пластового флюида в ствол скважины не выше допустимой величины Vдоп, которую устанавливают равной 1/2 Vпр., но не более 1.5м 3.

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: - в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл; - приГНВП, когда скважина закрыта, Рзаб=Рпл. Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз. Основные понятия о давлениях в скважине

Основное условие возникновения ГНВП - превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением. 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). Основные понятия о давлениях в скважине P пл. > P заб

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

Гидростатическое давление необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт P г = g Н = ( Р пл + Р) / g Н Определение забойных давлений ( Р заб) Забойное давление при отсутствии циркуляции длительное время снижается за счет явлений седиментации, фильтрации, контракции, а так же температурных изменений бурового раствора на величину Рст Забойное давление при спуске бурильного инструмента Р заб = Р г -- Р ст. Р заб = Р г Р дс. -- Р ст

Основные понятия о давлениях в скважине Определение забойных давлений (Р заб) Забойное давление при подъеме бурильной колонны где Р заб = Р г - Р дп. - Р ст - g h Р дп = 4 L / (D – d) + c(V- V 0 )S т /S

Основные понятия о давлениях в скважине Основные принципы анализа давлений Давлениями, которыми мы можем регулировать и контролировать при промывке скважины во время ликвидации проявления, являются: гидростатическое давление - Рr; гидростатические потери - Pr.c; избыточное давление - Pиз. Общее давление в любой точке скважины будет складываться из этих трех давлений Pобщ=Рr+Рr.c+Pиз, поэтому представляет интерес рассмотреть вопрос, как рассчитать каждое из этих давлений, а также четко уяснить, как и где эти давления будут способствовать или отрицательно влиять на процесс ликвидации проявлений.

На этом вводный экскурс в тему можно считать достаточным и закрытым