ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.04.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Фонтаноопасность залежи – потенциальная способность создать при ее разбуривании условия неуправляемого поступления флюида в ствол скважины, интенсивного развития ГНВП с последующим переходом его в открытое фонтанирование и оказывать воздействие на окружающую среду при возникновении фонтана.
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ ФОНТАНООПАСНОСТЬ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ СКВАЖИН
Под физическими условиями возникновения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов понимается наличие в скважине (как правило, в зоне открытого ствола) геологических или технологических факторов, которые потенциально могут вызвать непредусмотренное технологией работ и неуправляемое поступление пластового флюида в ствол скважины в процессе ее сооружения, эксплуатации или ремонта.
Под газонефтеводопроявлениями, как физическим явлением, понимается перенос пластовых флюидов из пород, слагающих разрез, в буровой раствор, заполняющий пространство скважины. Открытый фонтан – это последняя стадия развития газонефтеводопроявления, когда пластовый флюид, поступающий из проявляющего пласта, полностью вытесняет буровой раствор из скважины и беспрепятственно изливается на дневную поверхность. Пластовые жидкости и газы могут поступать в скважину только из проницаемых пород, насыщенных соответствующим флюидом. Поэтому можно констатировать, что горно-геологическим фактором возникновения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов является наличие по разрезу геологических объектов (пластов), характеризующихся различного рода проницаемостью, и насыщенных пластовым флюидом. Первостепенное значение имеет наличие пластового флюида. Это значит, что насыщенность объекта потенциального проявления жидкостью или газом является необходимой при отнесении его к объекту потенциальной опасности возникновения газонефтеводопроявления и открытого фонтана, но не достаточной.
Только совместное событие – наличие пластовых флюидов и проницаемость пласта – позволяет считать этот пласт фактором потенциального возникновения проявлений.
Каждый конкретный геологический объект, потенциально предрасположенный к возникновению газонефтеводопроявлений и открытого фонтана, по-разному воспринимается технологическими службами с позиций опасности возникновения подобных осложнений и аварий. Это восприятие зависит, во-первых, от способности предотвратить возможное газонефтеводопроявление, а во-вторых, от степени опасности последствий от газонефтеводопроявления или открытого фонтана для обслуживающего персонала и окружающей среды. В свою очередь, возможность предотвращения газонефтеводопроявления и открытого фонтана, а также степень опасности последствий от их возникновения определяются геолого-физическими характеристиками флюидосодержащих пластов и свойствами пластовых флюидов.
Каждая скважина (на стадии строительства, эксплуатации или ремонта) представляет собой конкретный технико-технологический объект с определенной технической оснащенностью и номенклатурой технологических действий.
Технические средства, как фактор возникновения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов, можно разделить на три основные группы:
1. Технические средства, не связанные напрямую с предупреждением возникновения и ликвидации газонефтеводопроявлений, режимы работы которых (особенно неисправности или выходы из строя) являются источником их возникновения. В качестве примера можно привести следующие технические средства: буровые насосы и элементы циркуляционной системы (устройства очистки и дегазации); система долива бурового раствора при спускоподъёме; механизмы спуска и подъема бурильных труб; элементы фонтанной арматуры; подземное оборудование для ремонта и эксплуатации; элементы технологической оснастки бурильных и обсадных колонн и т.д.
2. Технические средства, устанавливаемые на скважинах для обеспечения фонтанной безопасности проведения технологически предусмотренных работ. Примером тому являются все виды противовыбросового оборудования и дополнительные элементы устьевой оснастки скважин при их бурении, эксплуатации и ремонте.
3. Контрольно-измерительные приборы и аппаратура, предназначенные для своевременного обнаружения признаков газонефтеводопроявлений.
Выход из строя или неисправности технических средств каждой из вышеперечисленных групп если и не приводят непосредственно к возникновению газонефтеводопроявления или открытому фонтану, то, во всяком случае, способствуют увеличению опасности (риска) возникновения этих осложнений или аварий.
Технология проведения работ при строительстве, эксплуатации или ремонте скважин должна планироваться и реализовываться таким образом, чтобы исключить возможность возникновения любых осложнений или аварийных ситуаций, в том числе связанных с газонефтеводопроявлением и открытым фонтанированием. Однако на практике вступают в силу различного рода противодействующие обстоятельства: неверный выбор режимно-технологических параметров из-за недостаточности информации о горно-геологических условиях бурения, ошибочные действия исполнителей работ, принятие непродуманных инженерно-технологических решений, невыполнение технологических требований и предписаний исполнителями работ, в результате чего может сложиться ситуация, когда эти, упомянутые выше, факторы технологического характера приведут к возникновению ГНВП или, как следствие, открытому фонтанированию. Можно сказать, что реализация технологических операций при строительстве, эксплуатации и ремонте скважин, как фактор воздействия на состояние геолого-технического объекта (скважины), несет в себе опасность создания таких условий, при которых возможно возникновение газонефтеводопроявлений и даже открытых фонтанов.
Очевидно, что только совместное влияние этих факторов определяет уровень опасности возникновения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов в каждом конкретном случае при определении аварийной обстановки. В зависимости от сочетания характеристик этих факторов можно судить о потенциальной осложненности проведения процессов строительства, эксплуатации и ремонта скважин.
Иными словами, в каждом конкретном случае можно оценить уровень опасности возникновения аварийной ситуации, то есть определить фонтаноопасность технологического объекта (скважины).
Под фонтаноопасностью при строительстве, эксплуатации и ремонте скважин понимается потенциальная возможность развития возникшего газоводонефтепроявления в открытый фонтан при существующих горно-геологических условиях, используемых технических средствах и применяемой технологии ведения работ.
Можно оценить фонтаноопасность по каждой группе факторов, влияющих на возникновение газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов, в отдельности. Такая оценка состоит в анализе характеристик горно-геологических, технических и технологических факторов, от которых зависят условия поступления флюидов из пласта в ствол скважины [2].
Забойные двигатели для бурения скважин
Одним из видов погружных устройств, которые применяются для бурения скважин, разного типа являются забойные двигатели.
Принцип работы механизмов заключается в том, что происходит преобразование электрической энергии в гидравлическую или пневматическую. В результате этого происходит вращение бурового долота, что приводит к разрушению породы в середине забоя скважины.
Оборудование можно условно подразделить на несколько видов:
вращательные;
ударные;
пневматические;
гидравлические (объемного типа и гидродинамические);
электронные.
Энергия проходит по колонне, расположенной в середине бурильной трубы посредством использования специального типа кабеля.
Применение забойного двигателя способствует повышению скорости выполнения рабочего процесса, уменьшению стоимости рабочего процесса, понижения затрат энергии, уменьшает возможность возникновения аварийных ситуаций.
Возможные сложности
Добыча нефти и газа — процесс непростой, который сопровождается многочисленными проблемами. Как правило, это возникающие технические сложности. Они могут сделать работу более тяжелой или существенно ее замедлить, могут вовсе заставить остановить процесс. Задача геологов, инженеров и других инженеров, специализирующихся на разработках — предусмотреть все сложности и разработать план действий на случай возникновения каждой из них.
Самые распространенные проблемы — это:
обвалы породы, разрушение ствола;
впитывание почвой раствора для промывки;
техническая неисправность оборудования;
выход из строя шахты;
ошибки при бурении.
Стенки могут обвалиться, когда работать приходится с нестабильными горными породами. Распознать обвал можно по таким признакам, как рост давления и повышение вязкости промывочного раствора. Еще один верный признак: когда на поверхность начинает выходить больше кусков породы, чем должно.
Раствор должен растворять породу, но иногда он просто впитывается ей. Так происходит, когда жидкость забирает нижележащий пласт. Вероятность повышается при высокой впитываемости и пористой структуре этого пласта. Чтобы скважину не размывало, требуется погрузить в начало трубу, которая проводит раствор в желоб, чтобы тот шел целенаправленно.
Как будут вращаться буровой вал и шпиндель — одинаково или на разных скоростях и частотах, зависит от типа пробиваемой породы и диаметра коронки, служащей для бурения. Скоростью управляют через регулятор, он дозирует нагрузку на коронку. Необходимо создать подходящее давление и на стенки, и на резцы коронки.
Фонтанный способ добычи нефти: самый дешевый и простой
Освоение новых месторождений всегда осуществляется с использованием фонтанного способа добычи. Это самый простой, эффективный и дешевый метод. Он не требует дополнительных затрат энергоресурсов и сложного оборудования, так как процесс подъёма продукта на поверхность происходит за счет избыточного давления в самой нефтяной залежи.
Основные преимущества
Главные преимущества фонтанного способа:
Простейшее оборудование скважины;
Минимум затрат электроэнергии;
Гибкость в управлении процессами откачки, вплоть до возможности полной
остановки;
Возможность дистанционного управления процессами;
Продолжительный межтехнологический интервал работы оборудования;
Для эксплуатации новой скважины нужно установить над ней полный контроль. Укрощение фонтана производится с помощью монтажа специальной запорной арматуры, позволяющей впоследствии управлять потоком, контролировать режимы работы, производить полную герметизацию, а если нужно, то и консервацию.
Скважины оборудуют подъёмными трубами разного диаметра, в зависимости от предполагаемого дебита добычи и внутрипластового давления.
При больших объёмах добычи и хорошем давлении используют трубы большого диаметра. Малодебитные скважины для длительного сохранения процесса фонтанирования и уменьшения себестоимости добычи оборудуют подъёмными трубами малого диаметра.
По завершению процесса фонтанирования, на скважине начинают применять механизированные методы добычи.
Технология бурения нефтяных скважин
На начальном этапе пробуривают ствол с небольшой глубиной до 30 метров и диаметром до 40 см. Затем на его дно опускают трубу, которая будет задавать направление для бурения. Стенки между трубой и грунтом цементируют. Затем заглубляют скважину примерно на уровень 500-800 м с меньшим диаметром. Этот участок называют кондуктором, так как он предназначен для изоляции неустойчивых и рыхлых слоёв грунта при бурении. Внешние стенки труб также подвергают цементированию, чтобы трубы были защищены от возможных смещений пластов.
Затем процедура бурения существенно усложняется и не во всех случаях удаётся достичь проектной глубины предполагаемого нефтеносного слоя. Это связано с тем, что продуктивные слои могут располагаться не в виде единого пласта, а нескольких, и добыча должна производиться из более заглублённого участка. В таких ситуациях монтируют промежуточную колонну, которую также цементируют по наружной поверхности.
