Система оперативного контроля притока углеводородов в скважину в процессе бурения и СПО

Отраслевая принадлежность: Нефтегазодобыча
Предметная область: ГНВП при бурении скважин

Понятие газонефтеводопрявления
Газонефтеводопроявление
- это поступление пластового флюида
(газ, нефть, вода, или их смесь) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении и ремонте.

Понятие выброс
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, или негерметичности запорного оборудования, или грифонообразования.

Неконтролируемое поступление в скважину пластовой жидкости или газа в процессе бурения и СПО может привести к катастрофическим авариям с тяжелейшими последствиями.
Выброс бурового раствора и открытое фонтанирование скважины это самые сложные и опасные аварии которые имеют место при строительстве скважин.

Открытый фонтан с возгоранием

Открытый фонтан с возгоранием

Систематизация причин газонефтеводопроявлений при бурении

Признаки газонефтеводопроявлений

Причины известны, признаки имеются! Почему имеют место аварии?
Человеческий фактор? ДА! Но не только!!!
Причины разные: зависящие от нас, не зависящие от нас. Важно что поступление флюида в скважину может привести к аварии, а может и нет. Проблема состоит в том что все прямые признаки (я уж не говорю о косвенных) не являются достаточно надежными так как наблюдаются нами на поверхности, с существенной задержкой по времени от момента начала ГНВП.

С учетом глубины скважины и скорости восходящего потока бурового раствора задержка по времени для глубоких скважин (4-5 тыс.м.) может составлять 3,5 -5 часов.
Как и в медицине здесь важна ранняя диагностика для того, чтобы своевременно принять превентивные меры.
Арсенал этих мер достаточный, надежный, главное вовремя!!!

ГОСТ Р 53375-2009
Именно поэтому национальным стандартом предусмотрено при осуществлении ГТК при строительстве скважин иметь в составе станции ГТИ СИСТЕМУ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ газопроявлений.

Система анализирует амплитуды и спектр пульсаций давлений, определяет отношение амплитуд пульсаций и их сдвиг по фазе, формирует сигнал наличия газа в затрубном пространстве.
Выдержки из ГОСТ Р 53375-2009
8.6 Система раннего обнаружения газопроявлений
8.6.1 Система раннего обнаружения газопроявлений устанавливается на буровой и должна обеспечивать повышение безопасности буровых работ за счет обнаружения выбросоопасных объемов газа в затрубном пространстве бурящейся скважины до выхода его на дневную поверхность.
8.6.2 Система раннего обнаружения газопроявлений основана на изменениях акустических свойств бурового раствора за счет попадания в него газа из пластов-коллекторов (изменение амплитуды пульсаций и скорости прохождения акустической волны, создаваемой работой поршневых буровых насосов или специального забойного генератора гидравлических импульсов).
8.6.3 Система раннего обнаружения газопроявлений состоит из двух датчиков динамического давления, установленных в линии высокого давления на входе в скважину и в затрубном пространстве на выходе из скважины.

Раннее обнаружение газонефтеводопроявлений

Раннее обнаружение газонефтеводопроявлений
Ранним обнаружением ГНВП считается обнаружение увеличения объема притока пластового флюида в ствол скважины не выше допустимой величины Vдоп , которую устанавливают равной 1/2 Vпр., но не более 1.5м3.

Основные понятия о давлениях в скважине

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.
Забойное давление
есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях.
Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его:
- в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;
- приГНВП , когда скважина закрыта , Рзаб=Рпл.
Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз.
Основные понятия о давлениях в скважине

Основное условие возникновения ГНВП
- превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением.
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).
Основные понятия о давлениях в скважине

Основное условие возникновения ГНВП
- превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением.
Основные понятия о давлениях в скважине

Основные понятия о давлениях в скважине
Гидростатическое давление
необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт
Определение забойных давлений ( Р заб)
Забойное давление при отсутствии циркуляции длительное время снижается за счет явлений седиментации, фильтрации, контракции, а так же температурных изменений бурового раствора на величину Δ Рст
Забойное давление при спуске бурильного инструмента

Основные понятия о давлениях в скважине
Определение забойных давлений (Р заб)
Забойное давление при подъеме бурильной колонны
где

Основные понятия о давлениях в скважине
Основные принципы анализа давлений
Давлениями, которыми мы можем регулировать и контролировать при промывке скважины во время ликвидации проявления, являются:
гидростатическое давление - Рr;
гидростатические потери - Pr.c;
избыточное давление - Pиз.
Общее давление в любой точке скважины будет складываться из этих трех давлений Pобщ=Рr+Рr.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.