диплом. Предупреждение и ликвидация поглощений при строительстве наклоннонаправленных скважин Шарканского месторождения ур
 Скачать 1.23 Mb.
|
3. Мероприятия по предупреждению аварий и осложнений при строительстве скважинВ данном разделе приводятся следующие мероприятия по предупреждению аварий и осложнений при строительстве скважины: Мероприятия по повышению качества вскрытия продуктивных пластов; Мероприятия по предупреждению и раннему обнаружению ГНВП; Мероприятия по предупреждению и ликвидации поглощений бурового раствора; Мероприятия по предупреждению обвалов пород; Мероприятия по предупреждению прихватов при прохождении прихватоопасных зон; Мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций, возникающих при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин. 3.1. Мероприятия по повышению качества вскрытия продуктивных пластов При выборе способов бурения и типоразмеров долот, параметров бурового раствора, выборе скоростей спуска обсадных колонн, при расчете режимов промывки через обсадные трубы, выборе материалов и режимов цементирования эксплуатационных колонн учтены требования по повышению качества вскрытия продуктивных пластов. Показатели плотности бурового раствора при вскрытии продуктивного пласта определены в соответствии с ПБ в НГП, фильтрация бурового раствора должна быть минимальной. Проходка продуктивной толщи осуществляется минимальным количеством долблений, для чего используются износостойкие лицензионные долота и рекомендуются импортные. Режим углубления при бурении продуктивного пласта выбирается «щадящий», т.е. минимально возможной производительностью промывки, снижением скорости спускоподъемных операций до 0,6-0,7 м/с, уменьшением гидродинамических нагрузок на продуктивный пласт при проведении различных технологических операций (наращивание, восстановление циркуляции и т.д.) до 1-2 МПа. Основными мероприятиями по качеству вскрытия продуктивного пласта являются: 1. Параметры бурового раствора поддерживать в строгом соответствии с требованиями ГТН и настоящего проекта. 2. Запрещается превышение противодавления на продуктивные пласты свыше регламентного значения. 3. Спуск бурильного инструмента в интервалах продуктивных пластов производить с пониженной скоростью и промежуточными промывками. 4. Не допускать остановок процесса бурения при вскрытии продуктивных пластов. 5. Снижение количества спускоподъемных операций за счет применения высокостойких долот, что уменьшает величину циклических гидродинамических нагрузок на ствол скважины и, тем самым уменьшает глубину проникновения в пласт фильтрата бурового раствора При выборе способов бурения и типоразмеров долот, параметров бурового раствора, выборе скоростей спуска обсадных колонн, при расчете режимов промывки через обсадные трубы, выборе материалов и режимов цементирования эксплуатационной колонны учтены требования по повышению качества вскрытия продуктивных пластов. Общим правилом должно быть стремление к уменьшению времени воздействия фильтрата на продуктивный пласт и уменьшение величины перепада давления (репрессии) на него. С этой целью особое внимание следует уделять выбору таких параметров режима бурения, которые обеспечивают прохождение интервала от кровли продуктивного пласта до глубины спуска обсадной колонны или пластоиспытателя с минимальным расходом долот. Для уменьшения непроизводительного и аварийного времени перед вскрытием пласта необходимо провести ревизию бурового оборудования, инструмента и противовыбросового оборудования, обеспечить буровую всем необходимым. 3.2. Мероприятия по предупреждению и раннему обнаружению ГНВП Основной причиной возникновения НГВП является дестабилизация гидродинамического равновесия в системе «пласт-скважина» под действием депрессии на напорные пласты. Нефтегазоводопроявления в глубоких скважинах опасны высоким давлением в процессе закрытия ПВО и дальнейшего глушения; в скважинах, имеющих забой до 2000 м опасность обусловлена быстрым развитием процесса и трудностями раннего обнаружения проявлений. Превышение забойного давления над пластовым практически не приводит к предвыбросовой ситуации. Тем не менее, поступление пластового флюида в скважину возможно вследствие капиллярных перетоков (пропитки), осмоса, поступления с выбуренной и обвалившейся породой, гравитационного замещения, диффузии газа, контракционного и фильтрационно-депрессионного эффектов. Все перечисленные выше процессы имеют место при длительных остановках в ходе ведения буровых работ. В целях предупреждения ГНВП предусмотреть следующие мероприятия: 1. На каждую скважину с возможностью возникновения ГНВП или открытого фонтана должен быть составлен план ликвидации аварий, утвержденный главным инженером бурового предприятия. 2. С членами буровой бригады провести дополнительный инструктаж по первоочередным действиям членов бригады при появлении признаков ГНВП, порядок проведения штатных операций по предупреждению развития аварии с росписью в журнале инструктажей. План ликвидации аварий должен быть вывешен на видном месте, доступном каждому работнику. 3. При бурении производить постоянный контроль за количеством закачиваемого в скважину и выходящего из нее бурового раствора, за уровнем бурового раствора в приемных емкостях, за изменением давления на насосах и на стояке в буровой при прочих равных условиях бурения, кроме того, необходимо учитывать технологические факторы процесса бурения – резкий рост механической скорости при неизменных параметрах режима бурения, увеличение вращательного момента на роторе. При разнице между объемом доливаемого бурового раствора и объемом поднятых труб более 0,5 м3 подъем прекратить и принять меры, предусмотренные инструкцией по действию вахты при ГНВП. 4. Производить замер плотности бурового раствора не реже одного раза в час, остальные параметры замерять 3-4 раза в смену с записью в журнале по глинистым растворам. 5. Следить за уровнем столба бурового раствора в скважине при технологических остановках и длительных простоях. 6. Не допускать снижения гидростатического давления на пласт за счет снижения плотности бурового раствора относительно проектной. 7. Не допускать поступления в циркулирующий буровой раствор жидкости, имеющей меньшую плотность. 8. Не допускать снижения уровня бурового раствора в скважине (в результате поглощения бурового раствора или недолива скважины при подъеме бурильной колонны). 9. Не допускать депрессии на напорные пласты, возникающей при подъеме бурильного инструмента, усиливающейся за счет эффекта поршневания. 10. Стабилизировать буровой раствор, поддержание его свойства в соответствии с проектными значениями. Условная вязкость и СНС бурового раствора при вскрытии напорных пластов должны иметь минимально допустимые проектом значения, чтобы обеспечить его полную дегазацию. Буровой раствор должен обладать максимально возможными в этом случае кольматирующими свойствами и низкой фильтрацией, обеспечивающими формирование тонкой, плотной фильтрационной корки на стенках скважины. 11. Обеспечить надежную работу противовыбросового оборудования и бесперебойную работу системы очистки бурового раствора. 12. При бурении скважин перед вскрытием газонефтеводоносных пластов (за 50-100 м) на буровой необходимо иметь постоянный бурового раствора в количестве, равному двум объемам скважины. Контролировать качество бурового раствора, раствор периодически освежать. 13. Обеспечить механизацию процесса приготовления, утяжеления и обработки раствора. 14. Буровую укомплектовать приборами, необходимыми для определения параметров бурового раствора, в том числе контроля за содержанием газовой фазы (прибор ПГ-1У). 15. При подходе в процессе бурения к высоконапорным пластам, а также при бурении после их вскрытия контролировать качество промывочной жидкости – по плотности и условной вязкости через каждые 15 мин., по СНС, водоотдаче, содержанию газообразной фазы и температуре выходящего из скважины раствора каждый час, остальные параметры 2 раза в смену. Результаты замеров регистрировать в журнале. Полный химический анализ в лаборатории бурового предприятия производить один раз в 3 суток. 16. На каждой из бурящихся скважин, готовящихся к вскрытию газовых пластов рекомендуется устанавливать газокаротажные станции. Признаки начала ГНВП следующие: Повышение газосодержания в промывочной жидкости, выход на поверхность части (пачки) бурового раствора, насыщенного газом, нефтью или пластовой водой во время промывки. Выделение газа из скважины, сопровождающееся «кипением» бурового раствора. Перелив бурового раствора из скважины при прекращении циркуляции. Увеличение уровня раствора в приемных емкостях. Появление газа в циркулирующем через скважину буровом растворе по показаниям газокаротажной станции. Несоответствие объема, закачиваемого в скважину и выходящего из нее бурового раствора, изменение уровня бурового раствора в приемных емкостях в процессе бурения. Повышение расхода (скорости) выходящего из скважины потока бурового раствора. Снижение плотности бурового раствора. Резкий рост механической скорости при неизменных параметрах режима бурения. Увеличение вращающего момента на роторе. Падение давления на насосах при прочих равных условиях их работы Снижение уровня столба раствора в скважине при технологических остановках и простоях. 3.3. Мероприятия по предупреждению и ликвидации поглощений бурового раствора Основное условие предупреждения поглощений заключается в регулировании гидродинамического давления бурового раствора на поглощающие горизонты. Регулирование гидродинамического давления бурового раствора обеспечивают следующие мероприятия: 1. Ограничение плотности бурового раствора его минимумом. Проектные параметры бурового раствора по интервалам совместимости условий бурения (конструкции) скважины приведены на рисунке 1 проекта. При этом с целью предупреждения наиболее вероятно прогнозируемых поглощений предусматривается ограничение плотности бурового раствора всех типов значения для всего разреза скважины. 2. Ограничение и уменьшение гидравлических сопротивлений в скважине, что достигается следующими мероприятиями: 2.1 Бурение под кондуктор и эксплуатационную колонну предусматривается турбинным способом. Это позволит уменьшить подачу буровых насосов и тем самым снизить динамические сопротивления в кольцевом пространстве. 2.2 Постоянный контроль и регулирование параметров бурового раствора. 2.3 Уменьшение длины УБТ, диаметров и количества других элементов КНБК. 2.4 Последовательность запуска в работу буровых насосов и восстановления циркуляции бурового раствора в скважине. Перед пуском буровых насосов в работу для разрушения структуры бурового раствора с целью уменьшения пускового давления необходимо производить расхаживание бурильной колонны с ее вращением. Восстановление циркуляции производить одним насосом одновременным подниманием колонны бурильных труб на длину квадрата и постепенным (за 1-1,5 мин.) перекрытием выкидной задвижки манифольда. При восстановлении циркуляции спуск колонны бурильных труб и проворачивание ее ротором не производить. Второй насос следует запустить в работу только после восстановления циркуляции и снижение давления на стояке до нормального (расчетного для данной глубины). 2.5 Предупреждение образования сальников на долоте и муфтах бурильных труб рекомендуется при бурении склонных к сальникообразованию пород отрывать долото от забоя через 5-8 минут с промывкой и расхаживанием на длину ведущей трубы (квадрата). Скорость движения инструмента вниз при его расхаживании и проработке ствола не должна превышать 0,2 м/с. 2.6 После вскрытия зоны возможного поглощения спуск инструмента производить с промывками в башмаке предыдущей колонны, а затем через каждые 200-300м. Во избежание возникновения больших величин гидродинамических давлений на пласт при спуске инструмента необходимо ограничить скорость движения инструмента до следующих величин: в зоне поглощения и 100м выше - 0,3-0,4 м/с; выше зоны поглощения на 100-300м - 0,5-0,7 м/с; ниже башмака последней колонны - 0,7-0,9 м/с. Обнаружение и ликвидация поглощений Начало бурения горных пород, склонных к частичному или полному поглощению бурового раствора характеризуется резким увеличением механической скорости (“скачок”) в виде провала бурильного инструмента. Учитывая возможность поглощений бурового раствора различной интенсивности при бурении и СПО бурильного инструмента необходимо следить за выходом циркуляции и за уровнем бурового раствора в циркуляционной системе буровой установки с обязательной установкой автоматического указателя уровня типа УП-11М либо ЭХО-3 в приемной и доливной емкостях. Выбор способа и технологии проведения изоляционных работ производится технологической службой бурового подрядчика в зависимости от категории зон осложнения подбором изоляционных средств. Изоляционные работы в поглощающей скважине производятся при полном вскрытии осложненного пласта. Изоляция по мере вскрытия пласта допускается при больших потерях бурового раствора, невозможности углубления скважины. Если вскрыто несколько поглощающих пластов, то производится их последовательная снизу-вверх изоляция. Оценка условного раскрытия поглощающих каналов может быть произведена как по механическому каротажу, так и анализу шлама из зоны поглощения. Если проведенные изоляционные работы не привели к ликвидации поглощения (катастрофическое, сопровождающее полным уходом бурового раствора), то дальнейшее бурение под кондуктор допускается производить на технической воде с постоянным ее набором. При катастрофических поглощениях (более 40-50 м3/ч) предусмотреть технологию спуска профильного перекрывателя (“гофры”) без потери диаметра скважины. Технология гидроакустической обработки стенок скважины. Для успешного прохождения интервалов зон поглощений при бурении направления, кондуктора и эксплуатационной колонны рекомендуется применение технологии гидроакустической обработки стенок скважины. Известно, что при истечении из насадка затопленной струи бурового раствора со скоростью 60-20 м/с генерируются колебания звукового диапазона до 17 Кгц в жидкости. При использовании двух пересекающихся под углом 90 градусов высокоскоростных затопленных струй бурового раствора амплитуда колебаний удваивается, а их энергия возрастает в 4 раза. Гидроакустическая обработка стенок (при бурении) позволяет очистить стенки скважины от глинистой корки и сформировать низкопроницаемый (непроницаемый) экран внутри порового пространства горной породы. После этого, ввиду отсутствия фильтрации, она повторно не образуется. Поэтому и вероятность прихватоопасной ситуации и поглощений резко уменьшается. 3.4. Мероприятия по предупреждению обвалов пород Меры по предупреждению, в основном, сводятся к регулированию свойств бурового раствора, приведение его в соответствие с проектом и креплению неустойчивых пород цементными заливками, а также обсадными колоннами. Конструкцией скважины предусмотрено своевременное перекрытие обсадными колоннами интервалов неустойчивых горных пород склонных к осыпям и обвалам. Снизить время контакта бурового раствора с отложениями неустойчивых горных пород путем исключения непроизводительных затраты времени (аварий, простоев). В случае осложнения ствола скважины предусмотреть перед каждым подъемом бурильного инструмента прокачку через забой скважины порции вязкого бурового раствора объемом 5-6 м3, с вязкостью, повышенной до 60-80 с. В случае если нарушения в технологии строительства скважины привели к осыпям и обвалам неустойчивых пород, то наряду с вышеперечисленными мероприятиями провести укрепляющие цементные заливки осложненных интервалов. Количество заливок - до 3-х заливок. В случае отсутствия положительного результата дальнейшие работы ведутся по дополнительному плану, согласованному с проектной организацией и заказчиком. 3.5. Мероприятия по предупреждению прихватов при прохождении прихватоопасных зон Для предотвращения прихватов и прилипания бурильного инструмента при строительстве скважин применить следующий комплекс мероприятий: 1. Исключить непроизводительные затраты времени при строительстве скважин (аварии, простои). 2. В случае длительных остановок в процессе бурения ствол скважины проработать, особое внимание уделить интервалам залегания неустойчивых горных пород. 3. Параметры бурового раствора поддерживать в соответствии с проектными значениями. Соблюдать рецептуры приготовления раствора. 4. Плотность бурового раствора должна исключать превышение избыточного давления на пласт не более, чем это установлено нормами, для чего геологическая служба должна прогнозировать пластовое давление с наибольшей точностью. 5. Для повышения противоприхватной способности необходимо в течение всего цикла бурения скважины поддерживать в промывочной жидкости определенное содержание смазочных добавок. Рекомендуется в буровом растворе содержание смазочной добавки 1% графита. 6. Обеспечить устойчивую работу буровых насосов, режим промывки. 7. Обеспечить устойчивую работу системы очистки бурового раствора. 8. В процессе бурения следить за выносом шлама при прекращении или уменьшении выноса шлама остановить бурение и промыть скважину в течение не менее 2 циклов с одновременным расхаживанием инструмента. 9. При спуске инструмента перед прихватоопасной зоной проверяют роторную цепь, лебедку, насосы, воздухопроводы. 10. Запрещается оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола, особенно при вскрытых неустойчивых пластах, в продуктивных горизонтах, сильно пористых и проницаемых породах, а также напротив пород, склонных к образованию осыпей и обвалов. Не оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола более чем на 10 мин. 11. В компоновку низа бурильной колонны рекомендуется включать элементы, обеспечивающие наименьшую площадь контакта со стенками скважины. Такими являются противоприхватные опоры. Противоприхватные опоры рекомендуется размещать на участках бурильной колонны, находящихся в прихватоопасной зоне - напротив проницаемых пород. В качестве противоприхватных опор используют стабилизаторы и центраторы, диаметр которых на 5-10 мм меньше диаметра долота. 12. При возникновении прихватоопасности в компоновку бурильной колонны следует включать ЯСС. 13. При СПО не допускать "посадок" бурильного инструмента более 5 тс, "затяжек" более 10 тс. Интервалы "посадок" и "затяжек" проработать. 14. Вести журнал наработки комплекта бурильных труб. Своевременно выполнять ревизию забойных двигателей, бурильного инструмента. 15. Элементы низа бурильной колонны не должны иметь сварочных поясов и острых кромок, приводящих к разрушению фильтрационной корки на стенках скважины. 16. После окончания каждого долбления промыть ствол скважины в течение 2 циклов с одновременным расхаживанием инструмента на максимальную длину. 17. При бурении обеспечить расход промывочной жидкости, позволяющий формироваться турбулентному режиму потока в затрубном пространстве. 18. Бурильную колонну необходимо опрессовать в сроки, установленные проектом или руководством бурового предприятия. 19. В случае необходимости (при согласовании с технологической службой бурового подрядчика) допускается до полной отработки долота производить профилактический подъем-спуск бурильного инструмента; 20. С целью предупреждения желобообразования в скважине при изменении направления ее оси необходимо применять резиновые кольца для бурильных труб, ГОСТ 6365-74. Наружный диаметр резинового кольца, одетого на трубу, существенно больше бурильного замка. При сработке резиновых колец до диаметра замка их меняют на новые. 21. Исключить падение в скважину с устья посторонних предметов. 3.6. Мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций, возникающих при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин Наиболее распространенным осложнением из возникаемых при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин являются 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. Опыт бурения показал, что желобообразование происходит не сразу, а постепенно с ростом числа рейсов бурильного инструмента. В условиях желобообразования опасность заклинивания возрастает, если диаметр бурильных труб превышает ширину желоба в 1,14-1,2 раза. Основными мерами предупреждения и ликвидации желобообразования являются: 1) использование при бурении вертикальных скважин такой компоновки бурильной колонны, при которой искривление скважин сводится к минимуму. Недопущение различных азимутальных изменений; 2) стремление к максимальной проходке на долото; 3)использование предохранительных резиновых колец; 4) при прохождении уплотненных глин, аргиллитов, глинистых сланцев в целях предупреждения желобообразования, которое может предшествовать обвалам (осыпям), соблюдение всех рекомендаций, перечисленных как меры предупреждения обвалов (осыпей); 5) при бурении наклонно-направленных скважин для предупреждения заклинивания труб в желобах соблюдение отношения наружного диаметра спускаемых труб к диаметру желоба не менее 1,35-1,40; 6) колонну бурильных труб следует поднимать на пониженной скорости, чтобы не допустить сильного заклинивания; 7) при заклинивании трубы надо сбивать вниз. 4. Промышленная и экологическая безопасность 4.1. Общие организационно-технические требования. Предприятия и организации, осуществляющие разведку и разработку нефтяных, газовых, газоконденсатных месторождений, залежей термальных вод, создание и эксплуатацию подземных газовых хранилищ в пористой среде, проектирование производства и технологических процессов нефтегазового комплекса, конструирование и изготовление оборудования, инструмента, контрольно-измерительных приборов (КИП), подготовку кадров для выполнения этих работ должны иметь разрешение (лицензию) на право ведения работ или их отдельные этапов (стадий) в соответствий с «Положением о порядке выдачи специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с повышенной опасностью промышленных производств (объектов) и работ, а также обеспечением безопасности при пользовании недрами», утвержденным Госгортехнадзором России 20.07.93 г. и зарегистрированным Минюстом России 7.07.93 за № 296, и «Методическими указаниями по организации и осуществлению лицензионной деятельности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденными Госгортехнадзором России 15.03.94 г. Предприятия и организации должны представлять соответствующим органам в порядке, установленном Правительством Российской Федерации, декларацию промышленной безопасности. Декларация промышленной безопасности проектируемого объекта разрабатывается в составе проектной документации и уточняется или разрабатывается вновь при обращении за лицензией на эксплуатацию опасного производственного объекта. Декларация промышленной безопасности действующего объекта разрабатывается в сроки, установленные Правительством; РФ. При работе на одном объекте нескольких предприятий порядок организации и производства работ должен определяться положением о взаимодействии между предприятиями, утверждаемым совместно руководителями этих предприятий, а при работе нескольких подразделений одного предприятия - порядком, устанавливаемым руководством предприятия. На взрывопожароопасных объектах должен быть разработан план ликвидации возможных аварий (ПЛА), в котором с учетом специфических условий необходимо предусматривать оперативные действия персонала по предотвращению аварий и ликвидации аварийных ситуаций, исключению загораний или взрывов, безопасной эвакуации людей, не занятых в ликвидации аварии. 4.2. Требования к персоналу. К работам на объектах нефтегазового комплекса допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и не имеющие противопоказаний по здоровью. Организация и порядок обучения, проведения инструктажей, проверки знаний и допуска персонала к самостоятельной работе должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004 ССБТ и «Положения о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по безопасности у руководящих работников и специалистов предприятий, организаций и объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России», утвержденных Госгортехнадзором России 19.05.93 г. К руководству работами по бурению, освоению и ремонту скважин, ведению геофизических работ в скважинах, а также по добыче и подготовке нефти и газа допускаются лица, имеющие образование по специальности и прошедшие проверку знаний в области промышленной безопасности. Это положение распространяется также и на иностранных специалистов. Производственный персонал должен владеть приемами оказания доврачебной помощи пострадавшим при несчастных случаях. Обучение приемам оказания доврачебной помощи включается в программу первичной подготовки и повышения квалификации персонала в учебно-курсовых комбинатах и других специализированных учебных заведениях. Специалисты и рабочие, прибывшие на объект для работы, должны быть ознакомлены с правилами внутреннего распорядка, характерными опасностями и их признаками, обязанностями по конкретным тревогам и другим вопросам, входящим в объем вводного инструктажа. Сведения о проведении инструктажей фиксируются в специальных журналах с подтверждающими подписями инструктируемого и инструктирующего. На предприятиях должен быть установлен порядок предварительного и периодического медицинского осмотра работников с учетом выполняемой ими работы и профессии в соответствии со сроками, установленными Минздравом России. Персонал предприятия обеспечивается спецодеждой, спецобувью, защитными касками (зимой - с утепленными подшлемниками) и другими средствами индивидуальной защиты. Спецодежда, предназначенная для использования на взрывопожароопасных объектах или взрывопожароопасных участках производства, должна быть изготовлена из термостойких и антистатичных материалов. К работам допускаются лица не моложе 18 лет, годные по состоянию здоровья, прошедшие производственное обучение, инструктаж по безопасному ведению работ согласно «Единой системе работ по созданию безопасных условий труда» и проверку знаний комиссией, назначенной приказом по предприятию. |