1. Понятие о газонефтеводопроявлениях и открытых фонтанах.

Газонефтепроявлением (ГНВП) называется поступление пластового флюида в ствол скважины, не предусмотренное техническим проектом. Интенсивность поступления флюида регулируется воздействием на пласт, в основном через устье скважины с помощью противовыбросового оборудования (ОП) или другого запорного оборудования (устройства). По характеру притока на ранней стадии обнаружения проявления можно только приблизительно определить тип флюида, поступившего в ствол скважины: газ, нефть (чистая или с водой) или совокупность газа с нефтью или с водой. Четко определить тип флюида до выхода его на поверхность практически невозможно. Поэтому при бурении опорных, параметрических, поисковых или первых разведочных скважин в отечественной практике применяется обобщающий термин "газонефтеводопроявление", при бурении или ремонте эксплуатационных скважин на газовом месторождении применяются термин "газопроявление" или "газовый выброс", а при бурении или ремонте эксплуатационных скважин на нефтяном месторождении "нефтепроявление", "нефтеводопроявление" или "нефтяной выброс". Четкой градации между проявлением и выбросом в отечественной литературе нет. В зарубежной практике газопроявлением считается случай поступления в скважину газа объемом до 3 м3, поступление большого объема газа называется выбросом. Наиболее опасным, с точки зрения ликвидации проявления, является поступление в ствол скважины газа, так как при вымыве его с забоя (или при самопроизвольном всплытии), особенно с глубины 500-600 м, происходит его быстрое расширение и облегчение промывочной жидкости в приустьевой части ствола скважины с ее выбросом, что резко снижает противодавление на пласт и увеличивает приток газа. При поступлении с глубины 500 м 1 м3 газа при подходе к устью расширяется в 50 раз, а при поступлении с глубины 3000 м в 300 раз. Так называемый попутный газ очень хорошо растворим в нефти и начинает выделяться из нее только после определенного критического давления, т.е. с определенной глубины скважины. При газовом факторе 1000 м3/т нефтепроявление с глубины 500-600 м переходит в газопроявление. При глубине скважины 500-600 м после появления первых признаков газопроявления уже через 2-3 мин может произойти полное замещение промывочной жидкости газом, при глубине 900-1200 м - через 5-7 мин, при глубине 2000 - 2500 м - через 15 - 20 мин. Время замещения промывочной жидкости в стволе скважины газом при газопроявлении зависит от многих факторов, главным из которых являются коллекторские свойства пласта, поэтому для каждого месторождения это время колеблется в довольно широком диапазоне. Открытые фонтаны. Открытые фонтаны наносят большой ущерб народному хозяйству, принимая иногда характер стихийных бедствий. На разных расстояниях от фонтанирующей скважины могут возникнуть грифоны, появиться скопления газа в помещениях, погребах, оврагах, угрожающие взрывом и пожаром.

Большую опасность представляют собой выделения сероводорода, если он содержится в составе выбрасываемого пластового флюида. Мощный нефтяной фонтан загрязняет окружающую местность, водоемы, нанося большой вред живой природе. Открытый (аварийный) фонтан - неуправляемый выброс пластовых флюидов, который нельзя немедленно прекратить. Классификация открытых фонтанов. Открытые фонтаны классифицируются по следующим признакам. 1. Состояние устья скважины. По этому признаку различают два вида фонтанов: 1) фонтан с доступным (сохранившимся) устьем; 2) фонтан с недоступным устьем (кратером на устье). Аварии с доступным устьем ликвидируют путем замены вышедшего из строя противовыбросового оборудования на исправное. Если в скважине находятся бурильные или насосно-компрессорные трубы, то фонтан ликвидируют путем закачки в трубы бурового раствора без смены противовыбросового оборудования. Для глушения фонтанов с кратером на устье необходимо пробурить одну или несколько наклонных скважин. Аварии первого вида (даже при сложной обстановке) распыление горящего фонтана - ликвидируют намного быстрее, чем аварии второго вида. Отсутствие базового фланца на обсадной колонне не является серьезным препятствием для наведения компоновки противовыбросового оборудования. 2. Состав пластового флюида. По составу флюида фонтаны делят на четыре вида: 1) газовые; 2) газонефтяные; 3) нефтяные; 4) газоводяные. Практика показывает, что наиболее разрушительные газовые фонтаны. Последние за счет большой подвижности газа и высоких давлений в стволе скважины часто сопровождаются грифонами, прорывами газа за обсадными колоннами с образованием кратера. В струе газа может содержаться некоторое количество газоконденсата. Газонефтяные фонтаны характеризуются одновременным поступлением газа и нефти соответственно из газовой и нефтяной залежей. На поверхности отмечается небольшое содержание нефти в преимущественно газовой струе фонтана. Нефтяные фонтаны, образующие целые потоки нефти на местности, менее разрушительны. Требуется проведение мероприятий по сбору нефти и предупреждению загрязнения водоемов. При действии газоводяного фонтана выносится большое количество пластовой воды. Зимой трудности при проведении аварийных работ слязаны с интенсивным обледенением вышки и оборудования. 3. Состояние фонтанирующей струи. По этому признаку бывают горящие и негорящие фонтаны. Газ или нефть могут воспламениться от постороннего источника огня или самовоспламениться. Часто источником загорания служат двигатели буровой установки. Если двигатель внутреннего сгорания своевременно не остановили, то газ, попадая в дизельное помещение, всасывается двигателем, который резко увеличивает обороты, происходит взрыв и загорание фонтана. Загорание может возникнуть и от других внешних источников. Часты случаи внезапного самовоспламенения. Ранее причиной самовоспламенения считалось искрообразование от ударов выносимой из скважины породы о металлические конструкции вышки и оборудования. В настоящее время доказано, что основной причиной самовоспламенения служат разряды статического электричества. Для ликвидации горящего фонтана с сохранившимся устьем необходимы дополнительные работы по растаскиванию сгоревшего оборудования и тушение пожара. Наименее пожароопасны газоводяные фонтаны с большим выносом пластовой воды. 4. Характер действия фонтана. По этому признаку фонтаны различают непрерывного и пульсирующего действия. Пульсирующие фонтаны редки. Пульсации возникают в основном при периодических обвалах пород. 5. Конфигурация фонтанной струи. Для ликвидации фонтанов с сохранившимся устьем большое значение имеет конфигурация фонтанной струи, которая может быть двух видов распыленная и компактная. Струя распыляется по конструкциям оборудования, упавшей вышки, трубам и т.д. Распыление струи происходит из-за негерметичности противовыбросового оборудования фланцевые соединения, сгоревшие сальники задвижек и т.д. Если нефть и газ направлены вверх единым потоком, то струя считается компактной. Современные методы тушения пожаров позволяют эффективно тушить только пожары компактной струи. Поэтому основной этап подготовительных работ превращение распыленной струи в компактную. При пожаре распыленной струи, когда нефть и газ поступают через негерметичности во фланцевых соединениях противовыбросового оборудования, последнее сбивается с устья выстрелами из артиллерийского орудия. 6. Мощность фонтана. Фонтаны делятся на четыре категории по суточному дебиту газа или нефти: небольшие <0,5 млн. м3 газа, < 100 м3 нефти); средние (0,5-1 млн. м3 газа, 100-300 м3 нефти); мощные (1-10 млн. м3 газа, 300-1000 м3 нефти); большой мощности (> 10 млн. м3 газа, > 1000 м3 нефти). От мощности фонтана зависит выбор методов и средств его ликвидации. Установить запорные устройства на устье небольшого фонтана несложно. Например, поворотом задвижки тросом вокруг крепежной шпильки, вставленной в отверстие задвижки и колонного фланца, можно герметизировать устье. Снять и установить противовыбросовое оборудование на устье среднего фонтана можно с помощью тросовой оснастки и подъемной стрелы или специальных натаскивателей. Причины открытого фонтанирования. Открытые фонтаны возникают, как правило, под действием комплекса причин. Первоначальной причиной считается снижение давления ниже пластового, что вызывает газонефтеводопроявление. Современная технология строительства скважин и противовыбросовое оборудование обеспечивают ликвидацию проявлений на ранней стадии их развития, поэтому переход проявлений в аварийное фонтанирование следствие разных отступлений от правил ведения работ и технических проектов. Основные причины перехода проявлений в открытый фонтан следующие: 1) отсутствие, неисправность, неправильный монтаж противовыбросового оборудования; 2) неправильные, несвоевременные действия членов бригады по герметизации устья при возникновении проявлений; 3) негерметичность скважины, обусловленная некачественным креплением обсадными колоннами, несоответствием конструкции геологическим условиям.