Газонефтеводопроявления

Пластовые жидкости (газ, вода, нефть) могут поступать в скважину, прежде всего, если пластовое давление хотя бы в одном из проницаемых горизонтов больше давления, создаваемого промывочной жидкостью. Некоторое количество пластовых жидкостей поступает в скважину вместе с частицами разбуриваемой породы; объемная скорость такого поступления примерно пропорциональна механической скорости проходки. При высокой механической скорости проходки объем поступающего таким путем газа может быть опасно большим.

Если газоносный объект трещиноват, то в процессе бурения в трещины нередко поступает значительное количество промывочной жидкости, которая смешивается в них с пластовым газом. При понижении давления в скважине (например, при подъеме бурильной колонны) часть поглощенной жидкости вместе с содержащимся в ней газом из трещин возвращается вновь в ствол. Возможно, это одна из основных причин появления в скважине газированной промывочной жидкости.

Как только порция газированной жидкости оказывается на глубине нескольких сот метров от негерметизированного устья скважины, начинается бурное расширение пузырьков газа; при этом часть промывочной жидкости может быть выброшена из скважины, а давление на стенки скачкообразно уменьшится. Подобные выбросы могут переходить в открытое фонтанирование.

Газонефтеводопроявления не только нарушают процесс бурения, но и являются причиной тяжелых аварий. При интенсивных проявлениях возможны случаи разрушения устьев скважин и бурового оборудования, возникновения взрывов и пожаров, сильного загрязнения окружающей среды и даже человеческих жертв.

Основной способ, позволяющий управлять состоянием скважины в случае начинающегося притока пластовой жидкости и предотвращать нерегулируемые выбросы промывочной жидкости,— герметизация устья специальным противовыбросовым оборудованием.

В полный комплект противовыбросового оборудования входят два-три плашечных, универсальный и вращающийся превенторы, аппаратура дистанционного управления ими, а также система трубопроводов обвязки с задвижками (кранами) высокого давления с дистанционным управлением и система регулируемых и нерегулируемых штуцеров. Превентор — это специальная задвижка высокого давления.

Универсальный превентор герметично закрывает скважину как в случае, когда в отверстии его находится бурильная труба, так и в случае, когда там находится бурильный замок или ведущая труба.

Если устье скважины герметизировано плашечным или универсальным превентором, нельзя вращать бурильную колонну. Поэтому при роторном бурении скважину герметизируют также специальным вращающимся превентором, который позволяет вращать бурильную колонну, когда на устье существует сравнительно небольшое избыточное давление.

Рис 8 2 Схема герметизации устья скважины с АВПД: А — аварийные линии, Б — рабочая линия дросселирования, В — резервная линия дросселирования, / — разъемный желоб для промывочной жидкости, 2 — фланцевая катушка; 3 — вращающийся превентор, 4 — универсальный превентор; 5 — плашечные превенторы с вырезными плашками, 6 — превентор с глухими плашками; 7, 17 — крестовины, 8 — колонная головка, 9 — обсадная колонна, 10 — манометры, 11 — быстроразъемные соединения, 12 — быстросъемные штуцеры, 13 — задвижки с гидравлическим управлением; 14 — задвижки с ручным управлением, 15 — отбойная камера, 16 — регулируемые штуцеры, 18 — тройники, 19 — запорные устройства, 20 — разделители к манометрам

Применяют несколько схем установки противовыбросового оборудования на устье скважины. Одна из них, предназначенная для скважины с ожидаемым давлением на устье 70 МПа и более, показана на рис. 6.1. На колонную головку 8 обсадной колонны устанавливают крестовину 7, к которой сверху крепят два плашечных превентора: нижний 5 с вырезными плашками и второй 6 с глухими. На вторую устьевую крестовину 7 укрепляют еще один превентор 5 с вырезными плашками и на него устанавливают универсальный превентор 4. В случае роторного бурения, помимо универсального, применяют также вращающийся превентор3. К каждой из крестовин 7 присоединяют по две боковых линии: аварийную А и линию дросселирования Б или В. Линия дросселирования служит для направления жидкости из скважины с закрытым превентором устьем в очистную систему в период бурения, а также для нагнетания промывочной жидкости буровым или цементировочным насосом в скважину при необходимости ликвидации начавшегося газонефтепроявления. Ее оборудуют быстросменными 12 и регулируемыми 16 штуцерами, которые в случае возникновения на устье избыточного давления позволяют регулировать скорость течения жидкости и противодавление на стенки скважины, а также отбойной камерой 15, при ударе о стенки которой рассеивается избыточная энергия струй, вытекающих через штуцеры.

Аварийные линии предназначены для отвода от скважины и сброса в специальный амбар пластовой нефти и воды и к факелу — газа для сжигания в случае газонефтепроявления. Длина аварийной линии должна быть не менее 100 м.

На всех боковых линиях устанавливают манометры 10 для контроля за давлением и задвижки высокого давления с дистанционным гидравлическим 13 и ручным 14 управлением. Линии от верхней крестовины обычно рабочие, а от нижней — резервные; последние используют в случае выхода из строя рабочих линий.

Если ожидаемое давление на устье существенно меньше 70 МПа, применяют более простые схемы герметизации.

Открывать превентор можно лишь после того, как вся газированная жидкость вышла из скважины и избыточное; давление на выходе из последней снизилось до атмосферного.

В профилактике газонефтеводопроявлений очень важно знать пластовые (поровые) давления в породах, подлежащих разбуриванию.

Лучшее средство для удаления газа из промывочной жидкости — вакуумные и центробежно-вакуумные дегазаторы.

Если не удалось предотвратить приток пластовой жидкости и произошел выброс, когда в скважине находилась бурильная колонна, нужно срочно закрыть превентор, направить выходящую из скважины жидкость через боковой отвод устьевой обвязки, оборудованный регулируемым штуцером, и через бурильные трубы закачивать негазированную промывочную жидкость повышенной плотности..

Если приток не удалось устранить быстро и выброс перешел в открытое фонтанирование, то к работе по ликвидации аварийного осложнения привлекают специализированную противофонтанную службу.