Осложнения и аварии в бурении

СОДЕРЖАНИЕ
Основные понятия
Главное условие возникновения ГНВП
Основные причины возникновения ГНВП
Физика процесса
Первые признаки ГНВП
Извлеченные уроки
Основные причины перехода ГНВП в открытое фонтанирование
Барьеры на скважине
Действия геофизического отряда
Нормативные ссылки

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Газонефтеводопроявление (ГНВП) – это поступление пластового флюида (газ, нефть, вода, или их смесь) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве , освоении и ремонте;
Выброс – кратковременное, интенсивное вытеснение из скважины порции бурового раствора энергией расширяющегося газа;
Открытый фонтан – неуправляемое истечение пластового флюида через устье скважины в результате отсутствия, разрушения ПВО (противовыбросового оборудования), или не герметичности запорного оборудования или грифообразования;
Грифон – канал, связывающий ствол скважины с атмосферой, по которому происходит ГНВП.
Открытые фонтаны всегда были и остаются в настоящее время самыми тяжелыми авариями при бурении и ремонте скважин.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП
Главным условием возникновения ГНВП является превышение пластового давления над давлением, создаваемым столбом жидкости в интервале пласта, содержащего флюид:
P пластовое > P гидростатическое в скважине

ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГНВП
Недостаточная плотность бурового раствора вследствие ошибки при проектировании или несоблюдения рекомендуемых параметров раствора при строительстве скважины;
Отсутствие контроля за своевременным доливом скважины при подъеме бурильного инструмента или простое;
Поглощение бурового раствора в процессе строительства скважины;
Превышение скорости подъема или спуска колонны труб;
Изменение параметров бурового раствора вследствие длительных простоев без промывки скважины;
Наличие в разрезе скважины пластов с аномально высоким пластовым давлением, газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивает опасность возникновения ГНВП, даже если пластовое давление ниже гидростатического.
Для предупреждения выброса, должно выполняться условие превышения гидростатического давления столба жидкости в скважине на 10-15% над пластовым

ПОЧЕМУ ПРОИСХОДИТ ВЫБРОС?
Вследствие продолжительного отсутствия циркуляции и обновления бурового раствора, он очень сильно насыщается газом, либо водой или нефтью;
Газ проникает вместе со шламом или через стенки скважины в бурового раствор;
Пузырьки газа на забое скважины очень сильно сжаты, отчего очень малы, поскольку находятся под большим давлением;
При восстановлении циркуляции, буровой раствор с пузырьками газа поднимается вверх;
С уменьшением глубины, уменьшается давление, и пузырьки газа увеличиваются в размере и становятся довольно крупными;
Газ занимая определенный объем значительно уменьшает удельный вес бурового раствора, что в свою очередь, приводит к уменьшению гидростатического давления столба жидкости в скважине и дальнейшему выбросу.
Вода и нефть, которые постепенно просачиваются в скважину, тоже уменьшают удельный вес бурового раствора, что по аналогии с газом, также может привести к выбросу.

ПЕРВЫЕ ПРИЗНАКИ НАЧАВШЕГОСЯ ГНВП
Перелив бурового раствора из скважины при отсутствии циркуляции;
Увеличение объема бурового раствора в приемных емкостях при бурении или промывке скважины;
Увеличение скорости потока бурового раствора из скважины при неизменной подаче буровых насосов;
Уменьшение, по сравнению с расчетным, объема доливаемой жидкости при подъеме инструмента;
Увеличение объема вытесняемого из скважины раствора при спуске труб по сравнению с расчетным;
Снижение плотности бурового раствора при бурении или промывке скважины;
Повышенное газосодержание в буровом растворе.

ПРИМЕР НЕУПРАВЛЯЕМОГО ФОНТАНИРОВАНИЯ
18.07.2014 открытое фонтанирование с возгоранием на скв. №982, куст №156 Верхнеколик-Еганское месторождение
Первые признаки ГНВП: резкое проявление параметра «поток на выходе» с последующим увеличением объема бурового раствора в ЦСГО
В 17-23 произошел выброс с переходом на открытое фонтанирование
Пострадал мастер и бурильщик
Сгорела буровая установка и оборудование
Причины происшествия:
Несвоевременный и неполный долив скважины с начала СПО и впоследствии, уменьшение плотности бур. раствора в скважине (во время СПО), вследствие активного насыщения бур. р-ра газом из пласта БВ11 и вызванное этим снижение гидростатического давления
Неисправность противовыбросового оборудования (задвижек превентора) буровой непосредственно в момент ГНВП
Некорректные действия персонала буровой бригады по предотвращению ГНВП.

ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПЕРЕХОДА ГНВП
В ОТКРЫТОЕ ФОНТАНИРОВАНИЕ
Несвоевременность обнаружения возникновения ГНВП;
Перелив бурового раствора
Выброс
Открытое фонтанирование
Отсутствие, неисправность, низкое качество монтажа противовыбросового оборудования на устье скважины;
Неправильная эксплуатация противовыбросового оборудования;
Недостаточная обученность персонала буровых бригад и специалистов геофизического предприятия приемам и методам предупреждения и ликвидации газонефтеводопроявлений;
Низкая производственная дисциплина;

БАРЬЕРЫ НА СКВАЖИНЕ
Контроль давления в скважине обеспечивается за счет реализации барьерных структур и мероприятий, предназначенных для предотвращения открытого потока жидкости.
Превентор
Устьевое оборудование
Подвеска для обсадной колонны
Цемент в затрубном пространстве
Последняя обсадная
колонна
Пласт под башмаком колонны
Барьерами на скважине являются устройства или элементы конструкции (например, столб промывочной жидкости), который самостоятельно или в группе с другими элементами создает зону, удерживающую давление внутри скважины и предотвращающую открытое фонтанирование.
Барьерная зона -- это два или более барьерных элемента, работающих вместе.
Барьерные зоны:
Столб жидкости
Столб жидкости
Последняя обсадная колонна
Цемент в затрубном пространстве
Пласт под башмаком колонны
Подвеска для обсадной колонны
Устьевое оборудование
Превентор

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
По предупреждению ГНВП:
Проведение собрания с буровой бригадой\бригадой КРС
Обсудите перед началом работ с мастером (супервайзером) наличие и исправность барьерных элементов и устройств на скважине, что именно является барьерными элементами и ответственных лиц за каждый элемент;
Проведите инструктаж по безопасному ведению работ геофизическому отряду и бригаде буровой/КРС с записью в журнале инструктажей;
Обсудите периодичность промывок скважины при проведении ГИС (где требуется), а также действия ответственных лиц в случае возникновения первых признаков ГНВП (переливы, поглощения, газирование и т.д.);
Обсудить места сбора в случае ЧС.

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
По предупреждению ГНВП:
Перед началом проведения ГИС
Убедитесь в наличии штурвалов с щитами и нанесенной информацией о направлении закрытия/открытия и кол-ве оборотов;
Убедитесь в наличии запаса жидкости для долива скважины;
Ознакомитесь с актами опрессовки ПВО, установленного на устье скважины;
Не приступайте к проведению работ без ознакомления с актом на готовность скважины к проведением ГИС, в котором должно быть указано пластовое давление, параметры бурового раствора, время безопасного проведения ГИС без промывки скважины и дата испытания ПВО;
Проверить предоставленную информацию (затяжки при СПО инструмента, газирование скважины, были ли ранее признаки ГНВП на скважине) по данным станции ГТИ (где есть возможность).

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
По предупреждению ГНВП:
Перед началом проведения ГИС
При КРС:
В случае неперфорированной скважины провести совместную опрессовку ПВО бригады КРС и геофизического отряда на максимально ожидаемое давление на устье, но не более давления опрессовки колонны;
Проверьте визуально закрытие устье скважины глухими плашками до начала проведения ГИС;
В процессе проведения ГИС:
При каждой СПО следить за уровнем жидкости в скважине по прибору, при этом гидростатическое давление должно быть больше пластового на 10-15%;
Поддерживать постоянную связь с ГТИ (где возможно) на протяжении всего времени ГИС;
Соблюдать технологию проведения работ, схему обвязки устья;
В зимнее время все работы проводить с подведённым к устью скважины паром во избежание перемерзания ПВО;
Применять устьевое оборудование, которое прошло гидростатические испытания;
Использовать технические средства и приборы раннего обнаружения газонефтеводопроявлений;

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
По предупреждению ГНВП:
При ПГИ:
Проводите предварительно гидравлические испытание ПВО геофизического отряда на максимально ожидаемое давление на устье, но не более давления опрессовки колонны;
При ожидаемом давлении до 350 Атм используют одинарный превентор , свыше 350 Атм применение сдвоенного превентора.
До 350 Атм
Свыше 350 Атм

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
Первоочередные действия производственного персонала при возникновении открытого фонтана.
Отключить силовые и осветительные линии электропитания, электроэнергию в загазованной зоне;
Остановить двигатели внутреннего сгорания;
Прекратить в газоопасной зоне все огневые работы, курение, а также другие действия, способные вызвать искрообразование;
Обесточить все производственные объекты (трансформаторные будки, станки-качалки, газораспределительные пункты и т.д.), которые могут оказаться в газоопасной зоне;
Оповестить руководство Компании, представителей Заказчика, противофонтанную службу и пожарную охрану о возникновении открытого фонтанирования;
Прекратить все работы в опасной зоне и немедленно удалиться за ее пределы;
ПОМНИ! ОТ ВАШИХ ДЕЙСТВИЙ ЗАВИСИТ ВАША ЖИЗНЬ И ЖИЗНЬ ВАШИХ КОЛЛЕГ!
НИКАКИЕ «МАТЕРИАЛЬНЫЙ ЦЕННОСТИ» НЕ СТОЯТ ВАШЕГО ЗДОРОВЬЯ!

ДЕЙСТВИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОТРЯДА
Какие документы необходимо оформить в случае остановки работ при ГНВП? При открытом фонтанировании?
Акт внештатной ситуации;
Запись в вахтенном журнале буровой бригады\бригады КРС;
Хронология работ;