предупреждение возникновения ГНВП. Раздел№1. Предупреждение возникновения и ликвидация ГНВП. Предупреждение возникновения и ликвидация газонефтеводопроявлений
 Скачать 4.33 Mb.
|
1.1. Основы промышленной безопасности3. Президент Российской Федерации или Правительство Российской Федерации могут принимать решение о создании государственной комиссии по техническому расследованию причин аварии и назначать председателя указанной комиссии. 4. Комиссия по техническому расследованию причин аварии может привлекать к расследованию экспертные организации, экспертов в области промышленной безопас-ности и специалистов в области изысканий, проектирования, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, изготовления оборудования и в других областях, а также общественных инспекторов в области промышленной безопасности. 5. Организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, ее работники, организация, проводившая экспертизу промышленной безопасности, обязаны пред-ставлять комиссии по техническому расследованию причин аварии всю информацию, необходимую указанной комиссии для осуществления своих полномочий. 6.Результаты проведения технического расследования причин аварии заносятся в акт, в котором указываются причины и обстоятельства аварии, размер причиненного вреда, допущенные нарушения требований промышленной безопасности, лица, допустившие эти нарушения, а также меры, которые приняты для локализации и ликвидации последствий аварии, и содержатся предложения по предупреждению подобных аварий. Техническое расследование причин аварии Статья 12. Техническое расследование причин аварии7. Материалы технического расследования причин аварии направляются в федеральный орган исполнительной власти в области промышленной безопасности, или в его территориальный орган, членам комиссии по техническому расследованию причин аварии, а также в иные заинтересованные государственные органы. 8. Порядок проведения технического расследования причин аварии и оформления акта технического расследования причин аварии устанавливается федеральным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности (пункт в редакции, введенной в действие с 1 января 2005 года Федеральным законом от 22 августа 2004 года N 122-ФЗ. 9. Финансирование расходов на техническое расследование причин аварии осуществляется организацией, эксплуатирующей опасный производственный объект, на ко-тором произошла авария 1. Организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана организовывать и осуществлять производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности в соответствии с требованиями, устанавливаемыми Правительством Российской Федерации. 2. Организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты I или II класса опасности, обязаны создать системы управления промышленной безопасностью и обеспечивать их функционирование. 4. Системы управления промышленной безопасностью обеспечивают: определение целей и задач организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты, в области промышленной безопасности, информирование общественности о данных целях и задачах; идентификацию, анализ и прогнозирование риска аварий на опасных производственных объектах и связанных с такими авариями угроз; планирование и реализацию мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах, в том числе при выполнении работ или оказании услуг на опасных производственных объектах сторонними организациями либо индивидуальными предпринимателями; координацию работ по предупреждению аварий и инцидентов на опасных производственных объектах; осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности; безопасность опытного применения технических устройств на опасных производственных объектах в соответствии с пунктом 3 статьи 7 настоящего Федерального закона; своевременную корректировку мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах; участие работников организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты, в разработке и реализации мер по снижению риска аварий на опасных производственных объектах; информационное обеспечение осуществления деятельности в области промышленной безопасности. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙ И ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН 1.1. Основы промышленной безопасности Даже при использовании современных достижений в области конструирования и технологии строительства скважин, не удается избежать осложнений и аварий. 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, а также действиями персонала предприятия. К осложнениям относят:
Аварией считают нарушение непрерывности технологического процесса строительства скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных техническим проектом. К авариям относят:
1.2. Характеристика проявлений и фонтанов при освоении и ремонте скважин Газонефтеводопроявление (ГНВП) - вид осложнения, при котором происходит поступление флюида из пласта в ствол скважины или через ее устье, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении, ремонте и эксплуатации, которое можно регулировать или приостанавливать с помощью противовыбросового или запорного оборудования. По составу компонентов флюидов различают: газопроявления Смешанные (газонефтеводопроявления) нефтеводопроявления Газопроявления более опасны из-за физических свойств газа - малой вязкости и плотности. Газопроявление возникает и переходит в открытый фонтан значительно быстрее, чем жидкостное, при закрытии противовыбросового оборудования давление на устье скважин растёт быстрее и достигает значений, близких к пластовому давлению. 1.2. Характеристика проявлений и фонтанов при освоении и ремонте скважин Характерные особенности газопроявлений: 1. Способность газа быстро менять свой объём и давление в больших пределах, за короткое время. 2. Способность газа проникать в ствол скважины и образовывать газовые пачки и способность газовых пачек всплывать в столбе промывочной жидкости с одновременным расширением и вытеснением жидкости из скважины, а также способность газовой пачки к всплытию в загерметизированной скважине с сохранением первоначального пластового давления. при закрытом устье скважины газ всплывает к устью со своим давлением и объёмом, при этом давление на устье будет равняться давлению близкому к пластовому (Руст = Рпл). А на забое давление удваивается – Рзаб = 2Руст = Рпл + 0,1 · Yпж · Нскв 3. Скорость подъёма газовой пачки в десятки раз выше чем нефтяной. газ в пласте находится в растворенном состоянии. Поступивший в ствол скважины флюид с растворенным газом поднимается к устью скважины, в результате происходит снижение давления внутри жидкости, когда его величина достигает давления насыщения, из флюида выделяется газ и всплывает в виде пузырьков со скоростью 800 м/час. Образующиеся газовые столбики занимают всё поперечное сечение ствола скважины, движется со скоростью 600-900 м/час, что приводит к выбросам и открытым фонтанам. Условие быстрого изменения объёма и давления в больших пределах подчиняется закону Бойля – Мариотта. РV = Const P1V1 = P2V2 … PпVп Если устье скважины разгерметизировали, объем увеличивается в десятки – сотни раз, происходит выброс и фонтанирование. 5. Газ токсичен (возможно отравления персонала, коррозия металла) 4. Газ взрывопожароопасен. 1.2. Характеристика проявлений и фонтанов при освоении и ремонте скважин Характерные особенности нефтепроявлений: 1. Нефтепроявление при прочих равных условиях возникает медленнее, чем газопроявление. Давление на устье, ниже на величину противодавления созданное в скважине столбом флюида. 2. Скорость всплытия нефти в промывочной жидкости 80м/час, поэтому нефтепроявление протекает медленнее,т.к. нефть имеет определенную величину плотности и вязкости, вследствие этого: 3. Максимальное избыточное давление на устье возникает при полном замещении столба промывочной жидкости пластовым флюидом.(нефтью). Руст = Рпл – (0,1 * Yнефти * Ннефти) 4. Последствия нефтепроявления связаны с очисткой территории, устья и оборудования от замазученности. Газонефтеводопроявление включает в себя признаки газа и жидкостного проявления. Открытый фонтан (ОФ) - это неуправляемое истечение пластовых флюидов через устье скважины в результате отсутствия, технической неисправности, негерметичности, разрушения противовыбросового или запорного оборудования или вследствие грифонообразования. Открытые нефтяные и газовые фонтаны являются наиболее сложными авариями в нефтяной промышленности. Нередко они приобретают характер стихийных бедствий, требуют больших затрат материальных ресурсов, существенно осложняют деятельность буровых и нефтегазодобывающих предприятий, а также прилегающих к району аварии объектов промышленности и населенных пунктов, наносят невосполнимый ущерб окружающей среде. 1.2. Характеристика проявлений и фонтанов при освоении и ремонте скважин Поскольку ликвидация аварий сопряжена с возможным возгоранием и травмированием работающих на устье скважины, каждый открытый фонтан следует рассматривать как потенциальную возможность группового несчастного случая. ОТКРЫТЫЙ ФОНТАН ЛЕГЧЕ ПРЕДУПРЕДИТЬ, ЧЕМ ЛИКВИДИРОВАТЬ Открытые фонтаны всегда были и остаются в настоящее время самыми тяжелыми авариями при бурении и ремонте скважин. Как правило, открытые фонтаны сопровождаются многими последствиями. Такими как:
Несмотря на совершенствование противовыбросового оборудования и технологию строительства, ремонта и эксплуатации скважин, количество открытых фонтанов и убытки от них сокращаются медленно. Чаще всего причиной этого является отсутствие должного контроля за поведением скважины, при которой невозможно определить начало ГНВП и своевременно принять меры по его ликвидации, а так же неграмотные работы по глушению проявления. Каждый открытый фонтан проходит стадии: 1. Начала ГНВП, когда в ствол скважины только начинает поступать флюид из пласта. 2. Подъем флюида по стволу скважины и выброс, если устье оказалось незагерметизированным. Нормальная ликвидация проявления может быть только в том случае, если его обнаружение и герметизация произошли на первом этапе - начале поступления флюида из пласта т.е. произвести раннее обнаружение начала ГНВП. 1.2. Характеристика проявлений и фонтанов при освоении и ремонте скважин Выброс – кратковременное, интенсивное вытеснение из скважины порции бурового раствора энергией расширяющегося газа. Грифон, ГРИФОНООБРАЗОВАНИЕ – истечение газа, нефти, воды или их сочетания в результате их миграции по трещинам и каналам из продуктивных горизонтов за обсадной колонной скважины на поверхность земли или на дно моря и через толщу воды на поверхность. 1.3. Причины и признаки возникновения ГНВП и ОФ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП Анализ основных давлений действующих в скважине. Давление, P – МПа, кгс/см.2. Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях. Гидростатическое давление, Ргст - МПа; кгс/см². Гидростатическим давлением принято называть давление, определяемое весом столба жидкости рассматриваемого сечения приходящегося на единицу площади. P гст = g Н где - плотность жидкости; H - глубина скважины, по вертикали в метрах В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола. Гидравлические потери (сопротивление) Pг.c, МПа; кгс/см.2. Гидравлические потери определяются как давление, которое необходимо создать, чтобы прокачать данный флюид с данной скоростью через данную систему. Гидравлические потери возникают только при прокачивании флюидов и суммируются со всеми другими давлениями, действующими в интересующей нас точке. Избыточное давление, Pиз - кгс/см.2. Избыточное давление (противодавление) есть давление, действующее на закрытую или открытую (в динамике) систему, определяемое иными, чем гидростатическое давление, источниками. В нашем случае избыточным давлением в закрытой при ГНВП скважине будет давление в бурильных трубах - Pиз.т. и колонне - Pиз.к. Избыточным давлением в динамических условиях будут гидравлические потери в дросселе -Pг.c. Избыточное давление добавляется к давлению, действующему в рассматриваемой точке в статических и динамических условиях. Это положение является основополагающим в понимании методики глушения скважины. Избыточное давление в бурильных трубах. Pиз.т. - кгс/см.2 Pиз.т. - это давление на стояке при закрытой скважине без циркуляции. Pиз.т. равно разнице между пластовым давлением Pпл и гидростатическим давлением столба бурового раствора в бурильных трубах. 1.3. Причины и признаки возникновения ГНВП и ОФ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз.к. - кгс/см.2 Pиз.к. - это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутвии циркуляции. Pиз.к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве. Забойное давление, Рзаб - кгс/см.2 Забойное давление есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях. Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз. Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его: в нормальных условиях Рзаб > Рпл; при ГНВП, когда скважина закрыта, Рзаб = Рпл. Пластовое давление, Pпл - кгс/см.2. 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. Нормальным пластовым давлением считается давление равное гидростатическому давлению столба воды на глубине залегания пласта. Пластовое давление выше давления столба воды называется аномально высоким пластовым давлением. Пластовое давление ниже давления столба воды называется аномально низким пластовым давлением. Главным условием начала ГНВП является превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением: P пл. > P заб 1.3. Причины и признаки возникновения ГНВП и ОФ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП 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). ПБ в НГП требуют, чтобы гидростатическое давление (Р гст) превышало пластовое (Р пл) в следующих размерах:
При известном пластовом давлении горизонта необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт определяют: = ( Рпл + Р) / g Н Давление поглощения – давление, при котором возникает массовая фильтрация жидкости из скважины в пласт:
Для безаварийного ремонта скважины противодавление столба промывочной жидкости должно быть больше пластового и меньше давления гидроразрыва пласта или давления фильтрации. УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ В СКВАЖИНЕ Р пл. < Р п.ж. < Р грп 1.3. Причины и признаки возникновения ГНВП и ОФ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП Основные принципы анализа давлений Давлениями, которые мы можем регулировать и контролировать при промывке скважины во время ликвидации проявления, являются: Основными причинами возникновения газонефтеводопроявлений при ремонте скважин являются:
Общее давление в любой точке скважины будет складываться из этих трех давлений Pобщ = Рг + Рг.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.
Наличие в разрезе скважины газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивают опасность возникновения ГНВП, даже если пластовое давление ниже гидростатического. |