
- •Розділ 7
- •7. 1 Основні поняття і визначення
- •7.2 Тиск в свердловині і навколостовбурному просторі
- •Гірський (геостатичний) тиск, Ргс – тиск, обумовлений вагою вищезалягаючих гірських порід
- •Гідростатичний тиск. Тиск в свердловині, що створюється стовпом бурового розчину, називається гідростатичним Ргст, і може бути визначено з виразу
- •Поровий тиск - це тиск, що створюється флюїдом (вода, газ, нафта або їх суміш) на стінки пор гірської породи.
- •Якщо диференціальний тиск менше 0, то такий процес називається бурінням з депресією на пласт.
- •Тиск гідророзриву породи, Ргр– тиск в свердловині (Рс − гідростатичний плюс гідродинамічний, динамічний), при якому відбувається розрив масиву породи і утворення в ній штучних тріщин.
- •− Глина з прошарками пісковиків 0,33-0,4
- •7.3.1 Осипання та обвалювання стінок свердловини
- •Основні причини осипань та обвалювань стінок свердловини:
- •Характерними ознаками осипань і обвалювання порід є:
- •Негативні наслідки від осипань і обвалювання порід наступні:
- •Очевидно, що для попередження нестійкості стінок свердловини, необхідно понизити вплив чинників, що приводять до цього.
- •Ліквідація осипань і обвалювань порід:
- •7.3.2 Ускладнення при бурінні вічномерзлих порід
- •7.3.3 Звуження стовбура свердловини
- •Причини звуження стовбура свердловини:
- •Ознаками звуження стовбура свердловини є:
- •Негативні наслідки від звуження стовбура свердловини:
- •Заходи попередження звуження стовбура свердловини
- •7.3.4 Особливості буріння в сольових відкладеннях
- •Для попередження ускладнень, пов'язаних з пластичною текучістю солей, необхідно:
- •Ліквідація звуження стовбура свердловини
- •7.3.5 Жолобоутворення
- •Характерні ознаки:
- •Наслідки:
- •Заходи щодо попередження жолобоутворення наступні:
- •7.4 Поглинання бурового розчину
- •Під поглинанням розуміються неконтрольований процес відтоку розчину в природні або штучно створені канали у стінках свердловини.
- •Основні ознаки поглинання наступні:
- •По інтенсивності поглинання підрозділяються на:
- •Негативні наслідки від поглинання:
- •7.4. 1 Методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Геофізичні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Гідродинамічні методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •Прямі методи дослідження поглинаючих горизонтів
- •7.4.2 Попередження поглинань
- •7.4.3 Ліквідація поглинань
- •Ліквідація поглинань за допомогою тампонажних сумішей
- •Способи доставки тампонажних сумішей в зону поглинання
- •Технічні засоби, використовувані для підвищення ефективності тампонажних робіт
- •Ліквідація поглинань за допомогою вибуху
- •7.5 Газонафтоводопрояви
- •7.5.1 Причини флюїдопроявів
- •(З часом) на випадок осідання твердої фази розчину
- •Меншою густиною, ніж густина бурового розчину
- •І в'язкої (в, г) рідин при переміщенні колони труб у свердловині
- •7.5.2 Поведінка газу в буровому розчині
- •7.5.3 Основні ознаки гнвп
- •7.5.4 Попередження газонафтоводопроявів
- •7.6 Обладнання устя свердловини
- •7.6.1 Колонні головки
- •7.6.2 Схеми монтажу оп
- •7.6.3 Превентори
- •7.6.3.1 Плашковий превентор
- •9 10 1−Корпус;2−ущільнення кришки;3−гвинт;4−бокова кришка превентора;5−привідний гідроциліндр;
- •6−Поршень; 7,8−маслопроводи; 9−гумове ущільнення плашки;10−корпус плашки;11−шток
- •7.6.3.2 Універсальний превентор
- •1−Кришка; 2−ущільнювач; 3−корпус; 4−плунжер;5−ущільнювана манжета;6−внутрішня направляюча втулка
- •7.6.3.3 Обертовий превентор (дивертер)
- •7.6.3.4 Внутрішньо-свердловинні перекриваючі пристрої
- •1− Пружина; 2−диск ущільнення клапана; 3− клапан; 4− корпус;
- •7.6.4 Циркуляційна хрестовина
- •7.7 Маніфольд
- •1 − Зворотний клапан; 2 − дросель з гідроприводом; 3 − датчик тиску; 4 − манометр;
- •5 − Буферний резервуар; 6 − засувка з ручним приводом; 7 − дросель з ручним приводом;
- •8 − Хрестовина; 9 − корінна засувка з гідроприводом
- •Дросель з дистанційним управлінням
- •1 − Труба для відведення газу;2 − відбивач; 3 − кожух верхній;4 − тарілка; 5 − кожух нижній;
- •6 − Днище; 7 − фланець глухий; 8 − кран;9 − труба;10 − фланець
- •7.8 Керування оп
- •7.9 Запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин
- •При перфорації, освоєнні і дослідженні свердловин та геофізичних роботах
- •7.9.8 При бурінні, спо, промиванні та інших технологічних процесах з метою запобігання газонафтоводопроявам і відкритому фонтануванню свердловин необхідно враховувати ще й наступне:
- •Свердловини з глибини 3500м з відкритим устям
- •7.10 Дії бурової бригади при проявах
- •7.11 Методи ліквідації проявів
- •7.11.1 Загальні принципи
- •7.11.2 Закриття свердловини
- •7.11.2.1 При бурінні свердловини
- •7.11.3 Спостереження за тиском закритої свердловини
- •Свердловини (випадок припливу газу із пласта з доброю проникністю)
- •7.11.4 Перші розрахунки після виникнення прояву флюїду
- •Вимірювання Рбк1 у разі наявності зворотного клапана в колоні труб
- •Оцінка ризику гідророзриву пласта при закритті свердловини
- •Визначення запасу безпеки Ррепр
- •Основний принцип управління свердловиною
- •Основи створення вибійного тиску Рвиб
- •Основи управління вибійним тиском Рвиб
- •Прийоми управління флюїдопроявом
- •Циркуляція при сталому режимі роботи насосів
- •Зупинка циркуляції
- •Тиск нагнітання насосів
- •7.11.5 Характеристика методів глушіння проявів
- •Метод бурильника
- •А) Відновлення циркуляції
- •Б) Видалення газу з свердловини
- •Тиск в кільцевому просторі Ркп в процесі вимивання газу
- •В) Нагнітання бурового розчину з необхідною густиною
І в'язкої (в, г) рідин при переміщенні колони труб у свердловині
На процес поршнювання впливають наступні фактори:
• швидкість переміщення бурильної колони в процесі підйому;
• незначний зазор між бурильною колоною і стінками свердловини;
• звуження свердловини;
• утворення сальників.
В процесі піднімання колони труб із свердловини зменшення тиску нижче гідростатичного діє протягом усієї операції і є найнебезпечнішим з позицій виникнення флюїдопроявів. За даними В.Д.Шевцова, із підніманням колони труб на родовищах зв'язано від 50 до 70% викидів;
е) наявність перетоків, зумовлених різницею густин і висотою стовпів рідини в трубному і затрубному просторах.
В любому випадку, незалежно від причини пониження рівня бурового розчину існує його критичне значення, перевищення якого приводить до виникнення прояву.
Практика показує, що виникнення ГНВП можливе ще й при виконанні інших технологічних операцій, а саме:
а) зникнення втрат тиску при зупинці циркуляції.
Зупинка циркуляції веде до зменшення тиску в будь-якій точці кільцевого простору, рівному значенню втрат тиску вище цієї точки. В деяких випадках (поблизу або при розтині пласта з аномальним тиском в процесі буріння) величина гідродинамічного тиску може запобігати виникненню ГНВП під час циркуляції і, навпаки, ГНВП може початися після зникнення втрат тиску при зупинці циркуляції.
Висока механічна швидкість проходки може викликати значне збільшення густини бурового розчину в кільцевому просторі і, якщо насичений шламом розчин в кільцевому просторі буде замінений чистим розчином, може виникнути ГНВП;
б) утворення штучних зон АВПТ.
Таке явище характерне під час розбурювання багатопластових родовищ із газо- і нафтонасиченими пластами та виникає в результаті:
− неякісного цементуванням обсадних колон (оголення башмаків, негерметичність цементного каменю за проміжними і експлуатаційними колонами);
− негерметичності з'єднань з порушенням цілісності обсадних колон, які перекривають напірні горизонти;
− неякісної ліквідації (цементування) першого стовбура, в якому розкриті газові горизонти (рисунок 7.15);
Рисунок 7.15 - Неякісна ліквідація (цементування) першого стовбура
− неякісної ліквідації свердловин (встановлення цементних мостів), в яких були розкриті газові горизонти (особливо на більших глибинах).
Неякісне зацементовані свердловини та неізольовані аварійні стовбури служать каналами для міжпластових перетоків флюїдів із нижчезалягаючих пластів у вищезалягаючі.
Отже, до технологічних причин зараховують порушення технологічних регламентів буріння свердловин, а також помилки, допущені під час розробки технічного проекту на спорудження свердловини, в прогнозах пластових тисків у процесі буріння, т. ін.
Фактичні причини виникнення проявів можуть бути зв'язані з дією однієї або комплексу причин.
В.Д. Шевцов навів дані результатів аналізу 228 викидів, які мали місце під час буріння свердловин у штатах Техас і Луїзіана (США). За розподілом причин викидів по видах технологічних операцій найчастіше викиди виникали в процесі (в %):
СПО - 44;
буріння — 29;
вимивання флюїду — 12;
спуску обсадних колон — 4;
цементування свердловин — 4;
під час очікування тужавлення тампонажного розчину — 3.
Залежно від виду флюїду, що надійшов у свердловину, викиди розподіляють так, %:
газ — 73,4;
вода і газ — 10,1;
нафта і газ — 6,9;
вода — 6;
сірководень — 1,8;
конденсат — 1,8.
Причини переходу ГНВП у відкритий фонтан під час буріння:
невідповідність конструкції свердловини геологічним умовам буріння та її відхилення (фактичної) від проектної;
порушення технології монтажу і правил експлуатації ОП;
несправність ОП;
несвоєчасні дії бурової вахти щодо герметизації свердловини під час ГНВП;
порушення технології управління свердловиною під час ліквідації ГНВП.