Бурение - Осложнения & ликвидация
Оригинал взят у mechcraft в Бурение - Осложнения & ликвидация
Итак, сегодня я решил донести следующую информацию:
1. Обвал стенок, сужение ствола скважины
2. Поглощение бурового раствора
3. Выброс ! ( бурового раствора, флюида)
Прежде всего хочу уточнить, что:
Буровой раствор
Выносит выбуренную породу (шлам) на поверхность.
Обеспечивает целостность ствола скважины (за счет фильтрационной корки) , оказывая при этом минимальное воздействие на породы слагающие стенки скважины (на химическом уровне). Уравновешивает горное давление пород слагающих стенки и пластовое давление (предотвращать обвалы, сужение ствола и нефтегазоводопроявления).
Кальматирует (закупоривает) проницаемые пласты (при вводе специального наполнителя).
Оказывает минимальное воздействие на проницаемость продуктивных горизонтов (имеет в своем составе вещества (наполнители), легко подверженные распаду при специальных обработках химией, в том числе кислотами), минимальное коррозионное/абразивное воздействие на инструмент и оборудование.
Обладает хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами (полезно для долот).
Обвал стенок, сужение ствола скважины
Происходит в основном по геологическим причинам, часто возникает в следствии применения не правильного бурового раствора плохо совместимого по химическим, плотностным и фильтрационным свойствам с породами, в результате чего прочность пород резко падает, происходит высыпание, растрескивание или выпирание стенок скважины. В таком случае, бурильные и утяжеленные бурильные трубы вместе с долотом может заклинить породой в месте сужения и обвала стенок. Заклинка особенно опасна в процессе подъема бурильного инструмента, на каждую затянутую тонну сверх собственного веса инструмента придется затратить в два-три раза больше усилия для осовбождения . Возникает аварийная ситуация именуемая - прихват. Признаки прихвата: увеличение веса на крюке при отрыве от забоя, увеличение давления нагнетания бурового раствора и исчезновение циркуляции (насосы работают, а раствора на устье нет). Ликвидация хорошего прихвата сложная операция заслуживающая написания целого поста, кратко, в случае обвала стенок скважины и прихвата, сначала пытаются расходить инструмент по движению вниз/вверх, если прихват получился при подъеме, то инструмент стараются разгрузить, то есть расходить вниз.
Полезно, когда в компоновке внизу установлен механизм называемый ЯС JAR (в нынешнее время практически все компании оснащают свои компоновки ясами). ЯС при натяжении/разгрузке бурильной колонны (наиболее распространенные ясы гидравлического типа) дает резкие динамические удары, причем усилие снизу, всего в паре сотен метров от долота, мощностью удара до 60 тонн (просто вытягивая/разгружая инструмент с поверхности такого эффекта не добьешься, километры труб из стали упруги и вытягиваются на метры), в своем роде получается эффект косички Мюнхаузена. ЯС занчительно повышает шансы на освобождение прихваченного инструмента возрастают. Можно попробовать так же создать гидроудары на забое при помощи нестабильной работы буровых насосов (было пара случаев, помогало)
Какие породы склонны к обвалу ? Это осадочные породы: галечник, мергель, пески, а так же аргиллит. Породы приводящие ксужению ствола: гипсы, ангидриты, соли. Гипсы и ангидриты под воздействие воды набухают, соли сами по себе пластичны и под воздействием горного давления текут. Наличие тех или иных пород в разрезе и предопределят подбор соответствующих по рецептуре и физическим свойствам растворов. Правильно подобранная рецептура бурового раствора - 70% успеха в проходке глубокой скважины.
Поглощение бурового раствора
Поглощение или уход бурового раствора во время промывки в стволе скважины происходит при двух условиях: ствол скважины сложен проницаемыми ( трещиноватыми, кавернозными) породами, пластовое давление ниже давления столба жидкости в скважине (бурового раствора). Встречается в основном повсеместно, в Восточной Сибири всегда в траппах и особенно в зонах контактах траппов с осадочными породами. На месторождениях с хорошей альтитудой (высотой над уровнем моря) может начинаться с нуля (с момента начала бурения ). Такие поглощения распространены на Ковыктинском газоконденсатном месторождении. Бывают площади с поглощениями по всему стволу скважины, вплоть до продуктивных горизонтов.
Хорошее поглощение - путь к дифференциальному прихвату ! Дифференциальный прихват, как правило случается при катастрофическом поглощении бурового раствора, в следствии чего буровой инструмент «присасывает» перепадом давления от столба жидкости при перетоке её в поглощающий горизонт. Как правило ликвидировать такие прихваты при большой глубине невозможно даже ясом(большой перепад давления), бурильный инструмент отворачивают и извлекают по частям, сверху на ту часть инструмента который остался в скважине устанавливают так называемый цементный мост от которого бурят новый ствол скважины (зарезают). Все поглощения стараются ликвидировать при первой возможности, для этого в раствор вводят специальные наполнители забивающие проницаемые зоны, при сильных воплощениях с наполнителями закачивают структурированные глинистые или глинисто цементные пасты. При невозможности ликвидации наполнителями пастами, и цементными смесями, бурение скважины продолжается на воде или воздухе как наиболее дешевом способе промывки (продувки) и очистки забоя скважины. После чего в скважину для перекрытия ( в том числе и этих зон) спускается и цементируется обсадная колонна (бесшовная толстостенная стальная труба).
Не буду уточнять на сколько затрудняет и удорожает бурение скважин поглощения, но могу сказать, что в тех случаях когда казалось бы бурение скважины займет пару месяцев, бывает процесс растягивается на год.
Выброс (нефтегазоводопроявления)
Частенько приводит к человеческим жертвам. Представляет собой поток воды/газа/нефти под высоким давлением появляющийся на устье скважины в очень короткое время и способный разрушить устьевое оборудованием, основание и мачту буровой установки. Газ и нефть в короткое время воспламенятся и дотла выжигает все на сотни метров вокруг. Буровая установка сгорает в считанные минуты. Выброс разделяется на управляемый (фонтан) и не управляемый. Управляемый выброс ликвидируется силами бригады, при неуправляемом привлекаются специальные службы МЧС и военные. Первый шаг ликвидации выброса - не допустить его переход в неуправляемый. Достигается это герметизацией устья скважины при помощи специального оборудования - превенторов. Превентор перекрывает затрубное пространство как задвижка зажимая бурильные трубы герметизирующими плашками с вырезами под трубы и уплотнениями. Если труб нет - плашки закрываются наглухо как шибер обычной задвижки (глухие плашки) Происходят выбросы из-за несоответствия давления столба бурового раствора пластовому, поглощения в несовместимых геологических зонах (верхний пласт проявляет, нижний поглощает), поглощении в очень проницаемом продуктивном горизонте. Обычно самый действенный способ ликвидировать выброс - закачать в скважину на противодавлении большое количество бурового раствора. Плотность раствора при этом должна обеспечивать противодавление пластовому давлению воды/нефти/газа. При одновременном поглощении необходимо так же использовать наполнители. Я обычно использовал вязкую глинистую пасту с органическими наполнителями, соответственно так же закачивал под высоким давлением, так чтобы закальматировать проницаемый газоносный горизонт.
Так же выбросы происходят при недоливе скважины буровым раствором и выполнении спускоподъемных операций с нарушениями - быстрый подъем инструмента приводит к поршневанию скважины. И то и другое снижает давление на продуктивный горизонт вызывая необратимый приток газа и нефти в скважину.
Итак, сегодня я решил донести следующую информацию:
1. Обвал стенок, сужение ствола скважины
2. Поглощение бурового раствора
3. Выброс ! ( бурового раствора, флюида)
Прежде всего хочу уточнить, что:
Буровой раствор
Выносит выбуренную породу (шлам) на поверхность.
Обеспечивает целостность ствола скважины (за счет фильтрационной корки) , оказывая при этом минимальное воздействие на породы слагающие стенки скважины (на химическом уровне). Уравновешивает горное давление пород слагающих стенки и пластовое давление (предотвращать обвалы, сужение ствола и нефтегазоводопроявления).
Кальматирует (закупоривает) проницаемые пласты (при вводе специального наполнителя).
Оказывает минимальное воздействие на проницаемость продуктивных горизонтов (имеет в своем составе вещества (наполнители), легко подверженные распаду при специальных обработках химией, в том числе кислотами), минимальное коррозионное/абразивное воздействие на инструмент и оборудование.
Обладает хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами (полезно для долот).
Обвал стенок, сужение ствола скважины
Происходит в основном по геологическим причинам, часто возникает в следствии применения не правильного бурового раствора плохо совместимого по химическим, плотностным и фильтрационным свойствам с породами, в результате чего прочность пород резко падает, происходит высыпание, растрескивание или выпирание стенок скважины. В таком случае, бурильные и утяжеленные бурильные трубы вместе с долотом может заклинить породой в месте сужения и обвала стенок. Заклинка особенно опасна в процессе подъема бурильного инструмента, на каждую затянутую тонну сверх собственного веса инструмента придется затратить в два-три раза больше усилия для осовбождения . Возникает аварийная ситуация именуемая - прихват. Признаки прихвата: увеличение веса на крюке при отрыве от забоя, увеличение давления нагнетания бурового раствора и исчезновение циркуляции (насосы работают, а раствора на устье нет). Ликвидация хорошего прихвата сложная операция заслуживающая написания целого поста, кратко, в случае обвала стенок скважины и прихвата, сначала пытаются расходить инструмент по движению вниз/вверх, если прихват получился при подъеме, то инструмент стараются разгрузить, то есть расходить вниз.
Полезно, когда в компоновке внизу установлен механизм называемый ЯС JAR (в нынешнее время практически все компании оснащают свои компоновки ясами). ЯС при натяжении/разгрузке бурильной колонны (наиболее распространенные ясы гидравлического типа) дает резкие динамические удары, причем усилие снизу, всего в паре сотен метров от долота, мощностью удара до 60 тонн (просто вытягивая/разгружая инструмент с поверхности такого эффекта не добьешься, километры труб из стали упруги и вытягиваются на метры), в своем роде получается эффект косички Мюнхаузена. ЯС занчительно повышает шансы на освобождение прихваченного инструмента возрастают. Можно попробовать так же создать гидроудары на забое при помощи нестабильной работы буровых насосов (было пара случаев, помогало)
Какие породы склонны к обвалу ? Это осадочные породы: галечник, мергель, пески, а так же аргиллит. Породы приводящие ксужению ствола: гипсы, ангидриты, соли. Гипсы и ангидриты под воздействие воды набухают, соли сами по себе пластичны и под воздействием горного давления текут. Наличие тех или иных пород в разрезе и предопределят подбор соответствующих по рецептуре и физическим свойствам растворов. Правильно подобранная рецептура бурового раствора - 70% успеха в проходке глубокой скважины.
Поглощение бурового раствора
Поглощение или уход бурового раствора во время промывки в стволе скважины происходит при двух условиях: ствол скважины сложен проницаемыми ( трещиноватыми, кавернозными) породами, пластовое давление ниже давления столба жидкости в скважине (бурового раствора). Встречается в основном повсеместно, в Восточной Сибири всегда в траппах и особенно в зонах контактах траппов с осадочными породами. На месторождениях с хорошей альтитудой (высотой над уровнем моря) может начинаться с нуля (с момента начала бурения ). Такие поглощения распространены на Ковыктинском газоконденсатном месторождении. Бывают площади с поглощениями по всему стволу скважины, вплоть до продуктивных горизонтов.
Хорошее поглощение - путь к дифференциальному прихвату ! Дифференциальный прихват, как правило случается при катастрофическом поглощении бурового раствора, в следствии чего буровой инструмент «присасывает» перепадом давления от столба жидкости при перетоке её в поглощающий горизонт. Как правило ликвидировать такие прихваты при большой глубине невозможно даже ясом(большой перепад давления), бурильный инструмент отворачивают и извлекают по частям, сверху на ту часть инструмента который остался в скважине устанавливают так называемый цементный мост от которого бурят новый ствол скважины (зарезают). Все поглощения стараются ликвидировать при первой возможности, для этого в раствор вводят специальные наполнители забивающие проницаемые зоны, при сильных воплощениях с наполнителями закачивают структурированные глинистые или глинисто цементные пасты. При невозможности ликвидации наполнителями пастами, и цементными смесями, бурение скважины продолжается на воде или воздухе как наиболее дешевом способе промывки (продувки) и очистки забоя скважины. После чего в скважину для перекрытия ( в том числе и этих зон) спускается и цементируется обсадная колонна (бесшовная толстостенная стальная труба).
Не буду уточнять на сколько затрудняет и удорожает бурение скважин поглощения, но могу сказать, что в тех случаях когда казалось бы бурение скважины займет пару месяцев, бывает процесс растягивается на год.
Выброс (нефтегазоводопроявления)
Частенько приводит к человеческим жертвам. Представляет собой поток воды/газа/нефти под высоким давлением появляющийся на устье скважины в очень короткое время и способный разрушить устьевое оборудованием, основание и мачту буровой установки. Газ и нефть в короткое время воспламенятся и дотла выжигает все на сотни метров вокруг. Буровая установка сгорает в считанные минуты. Выброс разделяется на управляемый (фонтан) и не управляемый. Управляемый выброс ликвидируется силами бригады, при неуправляемом привлекаются специальные службы МЧС и военные. Первый шаг ликвидации выброса - не допустить его переход в неуправляемый. Достигается это герметизацией устья скважины при помощи специального оборудования - превенторов. Превентор перекрывает затрубное пространство как задвижка зажимая бурильные трубы герметизирующими плашками с вырезами под трубы и уплотнениями. Если труб нет - плашки закрываются наглухо как шибер обычной задвижки (глухие плашки) Происходят выбросы из-за несоответствия давления столба бурового раствора пластовому, поглощения в несовместимых геологических зонах (верхний пласт проявляет, нижний поглощает), поглощении в очень проницаемом продуктивном горизонте. Обычно самый действенный способ ликвидировать выброс - закачать в скважину на противодавлении большое количество бурового раствора. Плотность раствора при этом должна обеспечивать противодавление пластовому давлению воды/нефти/газа. При одновременном поглощении необходимо так же использовать наполнители. Я обычно использовал вязкую глинистую пасту с органическими наполнителями, соответственно так же закачивал под высоким давлением, так чтобы закальматировать проницаемый газоносный горизонт.
Так же выбросы происходят при недоливе скважины буровым раствором и выполнении спускоподъемных операций с нарушениями - быстрый подъем инструмента приводит к поршневанию скважины. И то и другое снижает давление на продуктивный горизонт вызывая необратимый приток газа и нефти в скважину.