Бурение скважин на нефть и газ — сложный технологический процесс. Для его осуществления задалживается большое число разнообразного оборудования, инструментов и материалов.
Оборудование, находящееся в скважине, работает в условиях невидимых человеком. О его состоянии приходится судить только по показаниям приборов. Это требует повышенного внимания к эксплуатации и уходу за оборудованием, инструментами и приборами, а также строгого соблюдения предписаний по технологии бурения скважин.
Несмотря на большую организационную работу, проводимую для исключения аварий технологическими службами предприятий, все еще не удалось устранить разнообразные факторы, способствующие их возникновению. Очевидно, еще длительное время аварии будут постоянными спутниками буровиков.
Под аварией в бурении следует понимать нарушение технологического процесса строительства скважины, вызываемое потерей подвижности колонны труб или их поломкой с оставлением в скважине элементов колонны труб, а также различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуется проведение специальных работ.
ГНВП Газонефтеводопроявление.
Характерными поломками являются: поломка по телу или узлам соединения бурильных, утяжеленных, ведущих, обсадных и насосно-компрессорных труб, бурильных замков, переводников; поломки забойных двигателей, амортизаторов, расширителей, центраторов, долот, вспомогательных и ловильных инструментов и т. д. Кроме того, в скважине могут оставаться долота, забойные двигатели, геофизические и другие приборы и инструменты или их части.
Часто бурильные и обсадные колонны неожиданно оказываются прихваченными или заклиненными в скважине. Происходит также смятие или нарушение обсадной колонны, которой перекрыта часть ствола скважины.
Нередки еще не предвиденные газонефтеводопроявления, надолго останавливающие процесс строительства скважины.
Все отмеченные выше нарушения технологического процесса строительства скважины, для устранения которых проводятся дополнительные работы, независимо от времени, затраченного на их ликвидацию, относятся к авариям в бурении.
Нарушения непрерывности технологического процесса строительства скважины, происшедшие при соблюдении требований технологического проекта и правил ведения буровых работ, вызванные явлениями горно-геологического характера, такие как поглощения, нефтегазопроявления, выбросы, осыпи, обвалы, желобные выработки, искривления ствола, открытое фонтанирование и другие, а также последствия стихийных бедствий — относятся к осложнениям.
Классификация аварий
Для разработки методов предупреждения и ликвидации аварий потребовалось сгруппировать их по ряду общих признаков.
В соответствии с этим была разработана классификация аварий. В основу ее положен принцип выделения в отдельные виды схожих между собой и часто повторяющихся аварий. В свою очередь, виды аварий подразделены на группы, в которых, кроме общих признаков, учитываются и самостоятельные признаки, отличающиеся от аварий другой группы.
Ловильные работы при бурении и ремонте скважин с помощью овершота. Выбор захвата.
Для всех буровых предприятий страны (Министерств геологии, нефтяной и газовой промышленности) разработана и утверждена единая Инструкция по классификации, расследованию и учету аварий при бурении скважин на нефть и газ.
Все аварии в бурении условно подразделяются на следующие виды: аварии с элементами колонны бурильных труб, прихваты бурильных и обсадных колонн, аварии с долотами, аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки; аварии из-за неудачного цементирования, аварии с забойными двигателями; аварии в результате падения в скважину посторонних предметов, прочие аварии.
Аварии с элементами колонны бурильных труб — оставление в скважине элементов колонны бурильных труб (ведущих, бурильных и утяжеленных труб, переводников, муфт, замков, центраторов, амортизаторов, калибраторов) из-за поломок по телу на гладком участке, в зоне замковой резьбы или по сварному шву, из-за срыва по резьбовому соединению, а также в результате падения в скважину указанных элементов.
Прихваты бурильных и обсадных колонн — непредвиденная потеря подвижности колонны труб вследствие прилипания под действием перепада давления; заклинивания в желобах, в местах сужения ствола или посторонними предметами; в результате обвала или осыпания горных пород со стенок скважины или оседания шлама за счет нарушения режима промывки, а также из-за образования сальника на бурильной колонне.
Аварии с долотами — оставленные в скважине долота, бурильной головки расширителя, а также их элементов и частей.
Аварии с обсадными колоннами и элементами их оснастки — аварии со спускаемыми, спущенными и зацементированными колоннами либо с их частями, вызванные разъединением их по резьбовым соединениям, обрывом по сварному шву и телу трубы, смятием или разрывом тела трубы, падением колонны или ее части, повреждением обсадных труб при разбуривании цементного стакана, стоп-кольца обратного клапана, направляющей пробки или неисправностью элементов оснастки низа обсадной колонны.
Аварии из-за неудачного цементирования — прихват затвердевшим цементным раствором колонны бурильных труб, на которой спускалась секция обсадных труб или потайная колонна «хвостовик»; отказ в работе и повреждение узлов подвески секции обсадной колонны, нарушающие процесс крепления и дальнейшую проводку скважины; оголение башмака, недоподъем в затрубном пространстве или остановление в колонне цементного раствора, для удаления которого требуются дополнительные работы по устранению нарушения, а также негерметичность отдельных труб обсадных и бурильных колонн, послужившая причиной некачественного цементирования.
Аварии с забойными двигателями — оставление турбобура, электробура, виброударника, винтового двигателя или их узлов в скважине вследствие поломок или разъединения с бурильной колонной.
Аварии в результате падения в скважину посторонних предметов — падение в скважину вкладышей ротора, роторных клиньев, параллелей и вкладышей ключей АКБ, кувалд, ключей, ручных инструментов, приспособлений и их частей и других предметов, с помощью которых велись работы на устье скважины или над ним.
Прочие аварии — аварии, возникающие при производстве промысловых геофизических исследований в скважине (обрывы и прихваты кабеля, грузов, шаблонов, торпед и других устройств, применяемых при исследовании скважин и проведении вспомогательных работ), открытые нефтяные и газовые фонтаны; падение и разрушение вышек, морских оснований, падение элементов талевой системы; взрывы и пожары на буровой, приводимые к выходу из строя оборудования и остановке бурения.
Началом аварии считается момент ее возникновения, хотя он может быть обнаружен и позже, а окончанием аварии — момент восстановления условий для продолжения бурения.
Авария в скважине, происшедшая в период ликвидации ранее возникшей аварии, регистрируется, но не учитывается. Время на ее ликвидацию суммируется со временем, затраченным на ликвидацию первоначально возникшей аварии. Такой же порядок учета распространяется и на случаи возникновения всех последующих аварий при ликвидации первой.
Аварии, происшедшие при испытании скважины в процессе бурения (с испытателями пластов) или после окончания бурения, учитываются как аварии, происшедшие при испытании скважин.
Причины аварий
Аварии возникают в основном вследствие брака в работе исполнителей технологического процесса или изготовителей инструментов, оборудования и механизмов.
Как правило, бракованные изделия спускают в скважину очень редко, так как перед спуском в скважину их проверяют. Невнимательность и небрежность при проверке способствуют увеличению числа аварий с инструментами, спускаемыми в скважину. Число аварий из-за применения бракованных заводских изделий ежегодно не превышает 3—5%.
Основное число аварий (на некоторых предприятиях оно достигает до 95 % общего числа аварий) происходит вследствие нарушения требований техники и технологии ведения буровых работ, предусмотренных в технических и технологических проектах на строительство скважин.
Беспечность и пассивность отдельных исполнителей, несоблюдение ими требований проектов и инструкций по эксплуатации механизмов — основной источник аварий. Причины аварий, прежде всего, объясняются недостатками внутри предприятия, несовершенством организации работы по строительству и обеспечения буровой всем необходимым для проводки скважин, отклонением от технологии бурения и требований к эксплуатации механизмов, бурильных колонн, забойных двигателей, инструментов, приборов и т. п.
Источник: zdamsam.ru
Тема 13. Осложнения и аварии при бурении скважины
Определение понятий осложнение и авария. Виды осложнений и аварий. Место осложнений и аварий в балансе календарного времени строительства скважины.
Поглощения. Влияние поглощения на условия промывки скважин. Причины возникновения поглощения.
Способы предупреждения и ликвидации поглощения в процессе вскрытия поглощающего пласта. Способы ликвидации поглощения после вскрытия скважиной поглощающего интервала.
Материалы и технические средства для изоляции зон поглощения. Проверка качества изоляции зон поглощения.
Нарушение устойчивости стенок скважины. Виды нарушений устойчивости. Прямые и косвенные признаки проявления неустойчивости. Причины проявления неустойчивости стенок скважины.
Осложнения при бурении в многолетнемерзлых породах (ММП).
Прихваты и затяжки колонны труб, желобообразование. Понятия о каждом из этих видов осложнений, их признаки и причины возникновения. Способы определения места и причины прихвата. Способы ликвидации прихватов, принципы выбора способа ликвидации. Правила ликвидации прихватов.
Техника безопасности при ликвидации прихватов.
Классификация аварий: с элементами колонны бурильных труб; с породоразрушающим инструментом; с забойными двигателями; с обсадными колоннами и элементами их оснастки; из-за неудачного цементирования; прочие (падение в скважину посторонних предметов, прихваты геофизических приборов и т.п.). Признаки аварий каждого вида, причины возникновения и мероприятия по предупреждению аварий.
Ловильный инструмент для ликвидации аварий в скважине. Классификация, назначение, конструктивные особенности.
Порядок и технология проведения аварийных работ.
Нормативная и рабочая документация, регламентирующая предотвращение и ликвидацию осложнений и аварий при бурении скважин.
Тема 14. Предупреждение, ранее обнаружение и ликвидация газонефтеводопроявлений
Основные причины и разновидности флюидопроявлений. Классификация тяжести осложнений на категории: проявление, выброс, фонтан, грифон. Отрицательные последствия их с точки зрения ущерба для персонала буровой бригады и населения, окружающей природной среды, техносферы. Примеры газонефтепроводопроявлений (ГНВП) при строительстве скважин.
Пластовое, поровое, горное и забойное давления. Статистическое и гидродинамическое давление в скважине. Давление поглощения и гидроразрыва пород. Аномальное пластовое давление. Эквивалентная плотность промывочной жидкости.
Причины поступления пластового флюида в скважину при различных технологичных операциях.
Признаки и раннее обнаружение газонефтеводопроявления. Предупреждение газонефтеводопроявлений в процессе строительства.
Оборудование устья скважин. Устьевое оборудование. Колонная головка. Назначение. Конструкция, типы колонных головок.
Правила монтажа колонных головок.
Превенторы. Назначение, устройство превенторов. Порядок работы с превенторами.
Блоки глушения и дросселирования. Пульт управления.
Система обвязки устья скважины. Типичные схемы обвязки устья скважины.
Монтаж противовыбросового оборудования. Рабочие и опрессовочные давления противовыбросового оборудования. Проверка, контроль и техническое обслуживание противовыбросового оборудования.
Фонтанная арматура. Назначение, устройство, конструкции отдельных узлов.
Подземное оборудование. Назначение, конструкция и правила эксплуатации. Шаровые краны. Назначение, устройство. Давление опрессовки.
Первоочередные действия членов буровой вахты в различных случаях возникновения газонефтеводопроявления (в процессе бурения и промывки, в процессе спускоподъемных операций, при полностью извлеченном бурильном инструменте, в процессе геофизических исследований, при креплении скважины).
Планы ликвидации возможных аварий в процессе строительства скважины. Учебно-тренировочные занятия по сигналам «Выброс» и «Газовая опасность».
Нормативная и рабочая документация, регламентирующая предупреждение и ликвидацию газонефтеводопроявлений.
Источник: studopedia.ru
Введение
Аварией считается нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом.
С развитием нефтегазовой промышленности и увеличением объемов добычи полезных ископаемых наиболее остро стали вставать вопросы безопасности. Бурение — один из начальных этапов добычи нефти и газа, поэтому аварии, происходящие во время этого процесса, оказывают большое влияние, а именно: происходит задержка процесса бурения, из-за чего увеличиваются затраты на разработку. Поэтому уменьшить количество инцидентов, значит увеличить прибыль, а так же сделать работу группы буровиков более безопасной.
Актуальность темы: большинство компаний стремится увеличить свою прибыль экстенсивными способами (увеличением количества скважин, рабочих и пр.), не уделяя должного внимания вопросам безопасности. Поэтому остается важным изучение аварий, происходящих при бурении, их исследование и поиск способов предотвращения, или, если аварию уже не предотвратить, поиск эффективных способов ликвидации последствий, поскольку это поможет существенно снизить стоимость бурения.
Цель работы: изучить материал по авариям, связанным с бурением.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести литературный обзор по теме: «Аварии при бурении».
2. Составить реферат по обзору.
3. Подготовить доклад и презентацию.
4. Защитить работу.
Определение аварий при бурении, их классификация и профилактика
Аварией считается нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом. Аварии происходят из-за поломки, оставления или падения в скважину элементов обсадных или бурильных колонн, из-за неудачного цементирования обсадных колонн, прихвата, открытого фонтанирования и падения в скважину различных предметов.
Классификация аварий
По степени тяжести последствий для производства аварии делятся на две группы: простые и сложные. К сложным относятся аварии, ликвидация которых длится более 3-5 сут., а также вызвавшие закрытие скважины или существенное изменение ее глубины, пространственного положения и конструкции.
В зависимости от характера возникновений аварий выделяют следующие группы:
· аварии с элементами бурильной колонны;
· обрыв бурильных труб;
· аварии с долотами;
· прихваты бурильных и обсадных колонн;
· аварии с обсадной колонной и элементами ее оснастки;
· аварии из-за неудачного цементирования;
· аварии с забойными двигателями;
· падение в скважину посторонних предметов;
К авариям с элементами бурильной колонны относится оставление в скважине колонны бурильных труб или элементов компоновки низа из-за: поломки или срыва по резьбовой части; поломки по сварному шву; поломки по сварному телу; поломки ведущей трубы и элементов компоновки.
Обрывом называется авария, характеризующаяся нарушением целостности элементов бурильной колонны, находящейся в скважине. Обрывы бурильных труб классифицируются по качественно однородным признакам. Формы обрыва бывают разные: клиновидные; прямые; фигурные; спиралевидные. По месту обрыва: в теле бурильных труб; в резьбовых соединениях бурильных труб; в соединительных переходниках бурильных труб. Виды некоторых обрывов по месту их возникновения показаны на рис. 8.1, а, е, ж.
Рис. 8.1 Формы обрыва бурильных труб:
а — клиновидный; б — прямой; в — фигурный; г — спиралевидный; д — в резьбовой нарезке; е — в муфте; ж — в ниппеле замка
С породоразрушающими инструментами происходят следующие аварии:
· алмазные коронки — отрыв матриц; поломка секторов и выкрашивание из них алмазов; срыв резьб; слом тела в резьбовой части;
авария бурение скважина геологический
· алмазные расширители — выпадение алмазосодержащих штабиков; срыв резьбы; слом тела в резьбовой части;
· твердосплавные долота истирающего типа — выпадение твердосплавных резцов (пластин); срыв резьбы; слом тела в резьбовой части;
· шарошечные долота и расширители — отрыв шарошки; скол и выпадение вооружения шарошки (зубьев); срыв резьбы; слом тела в резьбовой части.
Прихватом называется авария в скважине, которая характеризуется частичным или полным прекращением движения бурового инструмента, обсадных труб или геофизических приборов. Прихваты разделяются на следующие наиболее распространенные виды.
Прихват шламом. Прихваты шламом происходят во время всех операций, когда буровой инструмент находится в скважине.
Прихват горными породами. Этот вид прихвата возможен при: нарушении целостности и устойчивости стенок скважин; прижоге породоразрушающего инструмента; расклинивании керном, растерянным по стволу скважины или оставленным на забое; пересечении старых горных выработок и пустот, заполненных обломочным, сыпучим материалом и др.
Прихват глинистой коркой. Этот вид аварии происходит вследствие прилипания бурового снаряда к глинистой корке, образуемой на стенке скважины из-за перепада давления жидкости.
Прихват осколками металла породоразрушающих инструментов или отколовшимися кусками муфтовозамковых соединений.
Источник: studbooks.net