1. Классификация аварий, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин.

2. Виды осложнений, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин.

3. Осыпи (обвалы). Характерные признаки. Методы предупреждения и ликвидации.

4. Ловильный инструмент: метчики. Конструктивные особенности. Принцип действия.

5. Набухание. Характерные признаки. Методы предупреждения и ликвидации.

6. Ползучесть. Характерные признаки. Методы предупреждения и ликвидации.

7. Желобообразование. Характерные признаки. Методы предупреждения и ликвидации.

8. Растворение. Характерные признаки. Методы предупреждения и ликвидации.

9. Ловильный инструмент: штанголовители, устройство, назначение, технология

применения

10. Нефтегазоводопроявления. Основные причины НГВП

11. Нефтегазоводопроявления. Признаки НГВП

12. НГВП. Мероприятия по предупреждению нефтегазовопроявлений.

13. Пакеры, применяемые при изоляционных работах

14. Методы плавного глушения проявлений

15. Аварии с бурильной колонной. Признаки указанных аварий, их ликвидация.

16. Противовыбросовое оборудование.

17. Грифоны, межколонные проявления. Причины возникновения и меры по

предупреждению.

18. Оценка флюида, поступившего в скважину

19. Метод плавного глушения, основанный на контроле давления в кольцевом

пространстве на устье скважины.

20. Глушение проявлений при наличии зон поглощения.

21. Метод плавного глушения, основанный на контроле давления в кольцевом

пространстве на устье скважины.

22. Геологические и технологические причины флюидопроявлений.

23. Методы борьбы с потерей циркуляции бурового раствора.

24. Признаки поглощения бурового раствора в скважине.

25. Мероприятия по предупреждению поглощения бурового раствора.

26. Мероприятия по ликвидации поглощения бурового раствора.

27. Осложнения при бурении в условиях многолетнемерзлых пород, методы их

предупреждения.

28. Бурение с промывкой аэрированным буровым раствором как метод борьбы с

поглощением бурового раствора.

29. Виды нарушения устойчивости стенок скважины. Причины и мероприятия по предупреждению.

30. Тампонирующие смеси, применяемые для изоляции зон поглощения

31. Предельно допустимый объём флюида, поступившего в скважину.

32. Виды ПВО, область применения.

33. Методы раннего определения НГВП

34. Методы борьбы с поглощениями бурового раствора

35. Глушение проявлений по частям. Задавливание флюида в пласт.

36. Метод плавного глушения проявлений, основанный на контроле за давлением в

нагнетательной линии (на входе).

37. Глушение скважины - метод «бурильщика»

38. Регулирование параметров промывочной жидкости для предупреждения осложнений

и аварий при бурении.

39. Современные технологии предупреждения и ликвидации поглощения бурового

раствора.

Аварии и осложнения при строительстве скважин

К сожалению, даже при использовании современных достижений в области конструирования и технологии сооружения скважин, зачастую не удается избежать осложнений и аварий. Рассмотрим основные виды осложнений и аварий при строительстве (проводке) скважины. Нефтегазоводопроявления, открытое фонтанирование, межколонные перетоки пластового флюида и грифоны в данной статье не рассматриваются.

Осложнения – это нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и заканчивания) скважины при соблюдении технического проекта и правил ведения буровых работ, вызванное горно-геологическими условиями проходимых пород. Опытный персонал Страхователя (буровая бригада) при соблюдении технологических требований и условий технического проекта может, используя давно известные приемы и методы, избежать и преодолеть все осложнения. К осложнениям относят:

— поглощения бурового или тампонажного растворов;

— нефтегазоводопроявления;

— обвалы (осыпи);

— набухание;

— ползучесть;

— желобообразование;

— растворение;

— искривления ствола;

— затяжки и посадки бурового инструмента при спускоподъемных операциях;

Поглощение в скважинах буровых растворов и других жидкостей является одним из основных видов осложнений. Поглощение бурового раствора в скважинах обусловливается проницаемостью, пористостью, прочностью коллектора, пластовым давлением, объемом закачиваемого бурового раствора и его качеством. При превышении давления в стволе скважины над давлением в пласте, вскрытом при бурении, раствор из скважины, преодолевая местные гидравлические сопротивления, будет проникать в поры, каналы и трещины пород. Снижение давления в скважине по сравнению с пластовым приводит к движению жидкости из пласта в скважину, т.е. к нефтегазоводопроявлениям. Поэтому один и тот же пласт может быть поглощающим или проявляющим. Обычно интенсивность поглощения оценивают объемом (в м3) бурового раствора, уходящего в пласт в течение 1 ч, т.е. в м3/ч. В настоящее время различают три категории интенсивности поглощений проницаемыми пластами:

—малой интенсивности (до 10-15 м3/ч),

—средней интенсивности (до 40-60 м3/ч)

—высокоинтенсивные (более 60 м3/ч).

Среди высокоинтенсивных поглощений выделяют так называемые "катастрофические поглощения", к которым в настоящее время относят поглощения, не ликвидируемые обычными способами. Интервалы с такими поглощениями, как правило, перекрывают обсадными колоннами.

Обвалы (осыпи) происходят при прохождении уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев. В результате увлажнения промывочной жидкостью или ее фильтратом снижается предел прочности уплотненной глины, аргиллита или глинистого сланца, что ведет к обрушению (осыпям) стенок скважины и часто к прихватам бурильного инструмента или обсадной колонны.

Набухание происходит при прохождении глин, уплотненных глин, в отдельных случаях аргиллитов. В результате действия промывочной жидкости и ее фильтрата глина, уплотненная глина и аргиллиты набухают, сужая ствол скважины. Это приводит к затяжкам, посадкам, недохождениям до забоя и возможно к прихватам бурильного инструмента или обсадной колонны.

Ползучесть — этот вид осложнения происходит при прохождении высокопластичных пород (глин, глинистых сланцев, песчанистых глин, аргиллитов, ангидрита или соляных пород), склонных под действием возникающих напряжений деформироваться со временем, т.е. ползти и выпучиваться в ствол скважины. В результате недостаточного противодавления на пласт глина, песчаные глины, ангидриты, глинистые сланцы или соляные породы ползут, заполняя ствол скважины, что может привести к прихватам бурильного инструмента или обсадной колонны.

Желобообразование может происходить при прохождении любых пород, кроме очень крепких. Основные причины желобообразования — большие углы перегиба ствола скважины, большая масса единицы длины бурильной колонны, большая площадь контакта бурильных труб с горной породой. Особенно часто желоба вырабатываются при проводке искривленных и наклонно направленных скважин. Характерные признаки образования в скважине желоба — проработки, посадки, затяжки, прихваты, а также заклинивание бурильных и обсадных труб.

Растворение происходит при прохождении соляных пород. Соляные породы, слагающие стенки скважины, растворяются под действием потока жидкости. Характерным признаком растворения соляных пород является интенсивное кавернообразование, что в особо тяжелых случаях приводит к потере ствола скважины.

При бурении вертикальных скважин роторным способом часто встречается самопроизвольное искривление скважины, т.е. отклонение ее ствола от вертикали. Искривление вертикальных скважин влечет за собой ряд проблем: нарушение запланированной сетки разработки нефтяных и газовых месторождений, повышенный износ бурильных труб, ухудшение качества изоляционных работ, невозможность использования штанговых насосов при эксплуатации скважин и т.д.

Несмотря на то, что осложнения считаются, в сущности, ожидаемой ситуацией и для их преодоления предусмотрены технологические приемы, иногда они переходят в категорию аварий. Нефтегазоводопроявление переходит в открытое фонтанирование (потеря контроля над скважиной), затяжки и посадки бурового инструмента приводят к его прихвату, поглощение бурового промывочного или тампонажного растворов приводят к прихвату бурового инструмента (обсадной колонны) или в худшем случае к открытому фонтанированию. Обвалы (осыпи), растворение, набухание, ползучесть, желобообразование могут привести к прихвату бурового инструмента или обсадной колонны. Обычно такие ситуации возникают из-за халатного отношения к осложнениям производителей буровых работ или из-за их низкой квалификации. В ряде случаев, особенно при бурении первых разведочных скважин, аварийные ситуации возникают из-за недостаточной изученности вскрываемого скважиной разреза горных пород. В Проекте скважины и в Геолого-техническом наряде указаны виды ожидаемых осложнений и глубина (интервалы) скважины, где они возможны.

В соответствии со ст. 9 ФЗ « Об организации страхового дела в Российской Федерации» — страховым риском является предполагаемое событие, на случай наступления, которого проводится страхование. Событие, рассматриваемое в качестве страхового риска, должно обладать признаками вероятности и случайности его наступления. Приведенная норма ФЗ исключает отнесение к страховым рискам событий непременных, т.е. таких, которые произойдут неизбежно или, по крайней мере, в точно обозначенное время (в данном случае – это точно обозначенный интервал бурения). Осложнение – это событие, которое обладает признаками вероятности наступления, но не признаками случайности наступления, поэтому осложнение нельзя считать страховым риском.

Аварией считают нарушение непрерывности технологического процесса сооружения скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных техническим проектом. К авариям относят:

—открытое фонтанирование,

—аварии при промыслово-геофизических работах,

—аварии с породоразрушаемым инструментом,

—негерметичность обсадных колонн,

—аварии с колонной бурильных труб,

—падение в скважину посторонних предметов

—прихваты.

Аварии при промыслово-геофизических (прострелочно-взрывных работах) — это прихваты и оставление в скважине каротажного кабеля, различных приборов, грузов, шаблонов, торпед и других устройств, применяемых при исследовании скважины и вспомогательных работах в ней.

Аварии с породоразрушающим инструментом — это оставление в скважине долота, бурильной головки или их элементов и частей.

Негерметичность обсадной колонны – это нарушение целостности спущенной в скважину и зацементированной колонны труб, вызванное смятием или разрывом по телу/резьбе трубы.

Аварии с колонной бурильных труб — это слом и оставление в скважине колонны бурильных труб или элементов компоновки низа (переводника, центратора, амортизатора, утяжеленных бурильных труб, расширителя, ясов и т. д.).

Под аварией, связанной с падением в скважину посторонних предметов, понимается падение в ствол скважины вкладышей ротора, роторных клиньев или других сменных частей спускоподъемного оборудования буровой установки, ключей, кувалд и других ручных инструментов и приспособлений, с помощью которых проводились работы на устье скважины.

Под прихватом колонны труб понимается непредвиденное при сооружении скважины событие, характеризующееся потерей подвижности колонны труб или скважинных приборов, которая не восстанавливается даже после приложения к ним максимально допустимых нагрузок (с учетом запаса прочности). В настоящее время нет единого мнения в отношении классификации прихватов — одни относят прихваты к авариям, другие классифицируют их как осложнения. Иногда при попытке устранить прихват из-за неправильно принятых мер осложнение переходит в аварию. Поэтому чаще прихваты классифицируют как аварии.

В основном прихваты бурильных и обсадных колонн происходят по следующим причинам:

—вследствие перепада давлений в скважине в проницаемых пластах и непосредственного контакта некоторой части бурильных и обсадных колонн со стенками скважины в течение определенного времени.

—при резком изменении гидростатического давления в скважине из-за выброса, водопроявления или поглощения бурового раствора.

—вследствие нарушения целостности ствола скважины, вызванного обвалом, вытеканием пород или же сужением ствола.

—в результате образования сальников на долоте в процессе бурения или при спуске и подъеме бурильного инструмента.

—вследствие заклинивания бурильной и обсадной колонн в желобах, заклинивания бурильного инструмента из-за попадания в скважину посторонних предметов, заклинивания нового долота в суженной части ствола из-за сработки по диаметру предыдущего долота.

—в результате оседания частиц выбуренной породы или твердой фазы бурового раствора при прекращении его циркуляции.

—при неполной циркуляции бурового раствора через долото за счет пропусков в соединениях бурильной колонны.

—при преждевременном схватывании цементного раствора в кольцевом пространстве при установке цементных мостов.

—при отключении электроэнергии или выходе из строя подъемных двигателей буровой установки.

При этом в общем количестве аварий (прихватов) при бурении структурно-поисковых и разведочных скважин на нефть и газ:

· Около 26% прихватов возникает за счет перепада давления (I категория по классификации Самотоя А.К.)

· 32% — вследствие заклинивания инструмента (II категория)

· 42% — по причине сужения ствола скважины в связи с обвалами (осыпями), сальникообразованиями,   оседанием шлама и утяжелителя (III категория)

Затяжки и небольшие прихваты обычно ликвидируют путем расхаживания (многократное, чередующееся опускание и поднимание колонны) и проворачивания ротором бурильной колонны. Если расхаживанием не удается ликвидировать прихват, а циркуляция промывочной жидкости не прекратилась, прибегают к установке нефтяной, водяной или кислотной ванны. Если нефтяная (кислотная или водяная) ванна не дала положительных результатов, прибегают к сплошной промывке нефтью или водой. Сплошная промывка водой возможна при бурении в устойчивых породах

Если, несмотря на принятые меры, бурильную колонну освободить не удается, ее развинчивают по частям при помощи бурильных труб с левой резьбой. При развинчивании прихваченной части приходится вначале расфрезеровывать сальник, образовавшийся вокруг труб. Этот процесс очень длителен и мало эффективен. Поэтому, если для извлечения прихваченной части бурильной колонны требуется много времени, обычно ее оставляют в скважине и обходят стороной. Такое отклонение ствола, называемое "уходом в сторону", производят, используя методы бурения наклонных скважин. В худшем случае приходится перебуривать всю скважину, для этого буровую вышку передвигают на 3-5 метров в сторону и бурят новую скважину, которой присваивается тот же номер, какой имела застрахованная скважина.

Такое подробное описание причин возникновения осложнений и аварий и методов их ликвидации, необходимо, для того чтобы Страховщики могли грамотно составить договор страхования. Нужно понимать и разделять между собой осложнения и аварии в скважинах, так как осложнение — это еще не то воздействие, которое уже наносит застрахованному имуществу (скважине) ущерб и которое по своей сути не является страховым риском. Правильное определение момента наступления страхового случая принципиально при длящихся опасностях, когда причинение вреда начинается не сразу при возникновении опасности (осложнения), а через некоторое время после ее возникновения (с момента аварии в скважине). Так как процесс бурения и заканчивания скважин – это этапы строительства, то, не имея специальных Правил страхования скважин, необходимо использовать Правила строительно-монтажного страхования. Практически во всех страховых компаниях по этим Правилам страховым случаем является совершившееся любое (не исключённое условиями страхования) внезапное и непредвиденное событие. Поэтому в договор страхования вводятся поименованные риски и исключения для них. Максимальный перечень рисков равен перечню аварий при строительстве скважин. Для исключений из страховых рисков используются формулировки причин наступления аварий в скважине. Комбинация рисков и исключений позволяет Страхователю выбрать те риски, которые наиболее вероятны для его компании, а Страховщик не будет обязан платить «по любой причине».

1. Классификация аварий, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин.

Авариями при бурении называют такие отклонения от нормального хода работ, которые приводят к преждевременному выходу из строя части или всего оборудования (инструмента) и непроизводительному простою скважины, в результате нарушения технологического процесса бурения. Аварии могут быть с наземным оборудованием (с буровой вышкой, станком, двигателем, насосом, талевой системой) и внутри скважины. В результате аварии может частично или полностью выйти из строя оборудование и инструмент; иногда аварии приводят к потере скважины.

Осложнением при бурении называют такую ненормальную ситуацию в скважине, при которой дальнейшая ее проходка становится невозможной, либо бурение продолжается, но резко снижается его производительность.

Аварии и осложнения требуют для их ликвидации больших затрат времени и средств, поэтому буровой персонал должен знать причины возникновения и основные мероприятия по предупреждению и ликвидации аварий и осложнений при бурении скважин.

Факторы, влияющие на возникновение аварий, разделяются на три группы:

природные (неблагоприятные горно-геологические условия бурения);

технологические (несовершенство и различные нарушения технологии бурения);

организационно-технические (несовершенство организации буровых работ; несовершенство и неправильное использование буровой техники).

Аварии, возникающие из-за неблагоприятных горно-геологических условий бурения, зачастую весьма трудно отличать от осложнений при бурении.

По причинам возникновения аварии разделяют на две группы (это разделение обусловливает оплату труда буровой бригады за время ликвидации аварии):

происшедшие по вине буровой бригады;

аварии, не зависящие от буровой бригады.

По степени тяжести аварии делятся на простые и сложные, однако нередки случаи, когда во время ликвидации простой аварии она может превратиться в сложную.

По характеру возникновения аварии классифицируются на следующие виды:

с колонной бурильных труб (оставление в скважине бурильных колонн или их частей из-за поломок в теле или в соединительных элементах бурильных, ведущих и утяжеленных труб; падение в скважину элементов бурильных колонн; нередки случаи аварий с колоннами бурильных труб как следствие ликвидации аварий других видов, например, прихватов);

в результате прихвата бурильной колонны (это аварии, при которых полностью теряется возможность спуска или подъема бурильной колонны; вызываются прилипанием бурильных труб к стенкам скважины, заклиниванием породоразрушающего инструмента, колонковых или бурильных труб, возникновением сальников в скважине, обвалами и осыпаниями стенок скважин, прижогами бурового инструмента, затяжкой бурильной колонны);

с обсадными трубами (разъединение по резьбовым или сварным соединениям спускаемых или уже спущенных обсадных труб; разрыв труб по телу; падение обсадных труб в скважину; смятие и протирание обсадных труб; прихваты обсадных колонн при спуске и подъеме; отвинчивание и обрыв башмаков);

с буровыми коронками и долотами (прижоги или оставление в скважине коронок, долот);

при скважинных работах (обрыв и оставление в скважине различных скважинных приборов, троса или каротажного кабеля);

падение посторонних предметов в скважину;

оставление керна в скважине.

Обвалы пород возникают вследствие их неустойчивости (трещиноватости, склонности разбухать под влиянием воды). Характерными признаками обвалов являются:

значительное повышение давления на выкиде буровых насосов;

резкое повышение вязкости промывочной жидкости;

вынос ею большого количества обломков обвалившихся пород и т.п.

Поглощение промывочной жидкости - явление, при котором жидкость, закачиваемая в скважину, частично или полностью поглощается пластом. Обычно это происходит при прохождении пластов с большой пористостью и проницаемостью, когда пластовое давление оказывается меньше давления столба промывочной жидкости в скважине.

Интенсивность поглощения может быть от слабой до катастрофической, когда выход жидкости на поверхность полностью прекращается.

Для предупреждения поглощения применяют следующие методы:

промывка облегченными жидкостями;

ликвидация поглощения закупоркой каналов, поглощающих жидкость (за счет добавок в нее инертных наполнителей - асбеста, слюды, рисовой шелухи, молотого торфа, древесных опилок, целлофана; заливки быстросхватывающихся смесей и т.д.);

повышение структурно-механических свойств промывочной жидкости (добавкой жидкого стекла, поваренной соли, извести и т.п.).

Нефте-, газо- и водопроявления

Газо-, нефте- и водопроявления имеют место при проводке скважин через пласты с относительно высоким давлением, превышающим давление промывочной жидкости. Под действием напора воды происходит ее перелив или фонтанирование, а под действием напора нефти или газа - непрерывное фонтанирование или периодические выбросы.

К мероприятиям, позволяющим избежать газо-, нефте- и водопроявлений, относятся:

правильный выбор плотности промывочной жидкости;

предотвращение понижения ее уровня при подъеме колонны бурильных труб и при поглощении жидкости.

Прихваты бурильного инструмента возникают по следующим причинам:

образование на стенках скважины толстой и липкой корки, к которой прилипает бурильный инструмент, находящийся без движения;

заклинивание бурильного инструмента в суженных частях ствола или при резких искривлениях скважины, при обвалах неустойчивых пород, при осаждении разбуренной породы в случае прекращения циркуляции.

Ликвидация прихватов - сложная и трудоемкая операция. Поэтому необходимо принимать все возможные меры, чтобы их избежать.

При бурении вертикальных скважин вращательным способом часто встречается самопроизвольное искривление скважин, т.е. отклонение их ствола от вертикального. Искривление вертикальных скважин влечет за собой ряд проблем: нарушение запланированной сетки разработки нефтяных и газовых месторождений, повышенный износ бурильных труб, ухудшение качества изоляционных работ, невозможность использования штанговых насосов при эксплуатации скважин и т.д.

Причинами искривления скважин являются геологические, технические и технологические факторы. К геологическим - относятся наличие в разрезе скважин крутопадающих пластов; частая смена пород различной твердости; наличие в породах, через которые проходит скважина, трещин и каверн. Техническими факторами, способствующими искривлению скважин, являются несовпадение оси буровой вышки с центром ротора и осью скважины; наклонное положение стола ротора; применение искривленных бурильных труб и т.д. К технологическим факторам, обуславливающим искривление скважин, относятся создание чрезмерно высоких осевых нагрузок на долото; несоответствие типа долота, количества и качества промывочной жидкости характеру проходимых пород.

В соответствии с перечисленными факторами принимаются меры по предотвращению искривления скважин. В сложных геологических условиях применяется особая компоновка низа бурильной колонны, включающая калибраторы и центраторы. Кроме того, необходимо:

монтаж оборудования проводить в соответствии с техническими условиями;

тип долота выбирать соответственно типу пород;

снижать нагрузку на долото и т.д.