Циркуляционная система буровой установки
ЦС – комплекс механизмов и оборудования, предназначенный для выполнения технологических операций с промывочной жидкостью (ПЖ):
приготовление ПЖ
подача ПЖ в скважину
кондиционирование ПЖ
хранение запаса ПЖ
Кондиционирование пж
Очистка ПЖ от твердых частиц
вибросито
пескоотделитель
илоотделитель
центрифуга
Очистка ПЖ от газа
дегазатор, газовый сепаратор
Химическая обработка ПЖ
дозатор, смеситель; диспергатор ; перемешиватель
17. Осложнения и аварии при бурении скважин.
Осложнения при бурении – это нарушения непрерывности технологического процесса строительства скважины, вызванные горно-геологическими условиями проходимых пород.
Аварии при бурении- это нарушения непрерывности тех.процесса сооружения скважины из-за несоблюдения условий тех.проекта, нарушения правил ведения буровых работ, не принятия должностных мер по предупреждению и ликвидации осложнений или внезапного отказа бурового оборудования, требующие проведения специальных противоаварийных работ, не предусмотренных тех.проектом.
Аварии сопровождаются остановками процесса бурения и приводят к значительным потерям финансовых, материальных и временных ресурсов, вплоть до ликвидации скважины или ее частей.
Виды осложнений при бурении:
Поглощения бурового или тампонажного раствора.
Газонефтеводопроявления(флюидопроявления)
Осыпи и обвалы пород, слагающих стенку скважины.
Сужение ствола скважины.
Прихват колонны бурильных или обсадных труб.
Самопроизвольное искривление скважины.
Желобообразования
Сальникообразования
Ухудшение проницаемости продуктивного пласта
Горно-геологические характеристики:
Пластовое давление– давление флюида в открытых порах (трещинах) пород – Pпл.
Поровое давление– давление флюида в закрытых порах (трещинах) пород – Pпор.
Горное давление –геостатическое давление вышерасположенной толщи пород – Pгор.
Давление в скважине– гидростатическое давление столба промывочной жидкости в скважине, плюс гидродинамическая составляющая от движения промывочной жидкости – Pск = Pгс + Pгд.
Депрессияв скважине, когда Pск<Pпл.
Репрессия в скважине, когда Pск>Pпл.
Коэффициент аномальностипластового давления
Давление поглощения или гидроразрыва – давление на стенку скважины, при котором возникает поглощение в пласт всех фаз промывочной жидкости – Pгр.
Фильтрация промывочной жидкости, когда в пласт поглощается жидкая фаза, а твердая остается на стенке скважины и образует фильтрационную корку.
Индекс (коэффициент) давления поглощения (гидроразрыва)
Поглощение бурового раствора.
Поглощение бурового раствора происходит в результате превышения давления в скважине Pск над пластовым давлением Pпл, когда раствор из скважины, преодолевая местные гидравлические сопротивления, проникает в поры и трещины породы.
Факторы, влияющие на возникновение поглощений:
Геологические: тип поглощающего пласта; его мощность и глубина залегания; низкая сопротивляемость породы гидроразрыву; значение пластового давления; вид пластового флюида.
Технологические: способ бурения; количество и качество промывочной жидкости, подаваемой в скважину; скорость проведения СПО.
Необходимые условия поглощения:
Высокая проницаемость и гидропроводность пласта.
Высокий перепад давления Pск – Pпл, превышающий критическое значение.
Низкая прочность породы приводит к гидроразрыву пласта.
Особая опасность – зоны с АНПД.
Методы предупреждения и ликвидации поглощений:
Снижение гидростатического давления в скважине за счет уменьшения плотности промывочной жидкости.
Снижение гидродинамического давления на стенку скважины за счет выбора КНБК, ограничения скорости СПО, недопущения сальников и др.
Изоляция поглощающего пласта от скважины закупоркой каналов поглощений специальными материалами, тампонажными растворами и пастами.
Бурение без выхода бурового раствора с последующим спуском обсадной колонны.
Газонефтепроявления (ГНВП)
ГНВП происходит в результате превышения давления в пласте Pпл над давлением в скважине Pск, когда пластовый флюид, преодолевая местные гидравлические сопротивления, через поры и трещины породы проникает в скважинное пространство.
ГНВП может привести к грифонам, газонефтяным фонтанам, взрывам, пожарам.
Особая опасность – при бурении газовых скважин в зонах с АВПД.
Основные признаки ГНВП:
увеличение объема бурового раствора в емкостях;-повышение газосодержания в буровом растворе;
изменение свойств бурового раствора;-возрастание мехскорости проходки.
ГНВП может также возникнуть при понижении уровня промывочной жидкости в скважине вследствие потери циркуляции или при подъеме бурильных труб с недостаточным доливом скважины.
Предупреждение ГНВП:
Увеличение плотности бурового раствора.
Обязательные промежуточные промывки скважины и промывка перед подъемом колонны бурильных труб.
Предотвращение резких колебаний давления в скважине при СПО.
Обязательный непрерывный долив скважины при подъеме труб.
Установка обратного клапана в ведущей трубе.
Установка противовыбросового оборудования – превенторов.
Выбор плотности бурового раствора
Правилами безопасности ведения буровых работ предусмотрено выбирать плотность промывочной жидкости таким образом, чтобы обеспечить превышение гидростатического давления в скважине над пластовым (поровым) на величину не более:
10 % от пластового для скважин глубиной до 1200 м и репрессии не более 1,5 МПа;
5 % от пластового для скважин глубиной свыше 1200 м и репрессии не более 3,0 МПа.
осложнения, связанные с нарушением целостности стенки скважины
Обвалы, (осыпи) происходят при прохождении уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев. В результате увлажнения буровым раствором или ее фильтратом снижается предел прочности уплотненной глины, аргиллита или глинистого сланца, что ведет к их обрушению (осыпям).
Обвалам (осыпям) может способствовать набухание. Проникновение свободной воды, которая содержится в больших количествах в растворах, в пласты, сложенные уплотненными глинами, аргиллитами или глинистыми сланцами, приводит к их набуханию, выпучиванию в ствол скважины и в конечном счете к обрушению (осыпанию).
Небольшие осыпи могут происходить из-за механического воздействия бурильного инструмента на стенки скважины. Обвалы (осыпи) могут произойти также в результате действия тектонических сил, обусловливающих сжатие пород.
Растворение
Растворение происходит при прохождении соляных пород. Соляные породы, слагающие стенки скважины, растворяются под действием потока промывочной жидкости.
Устойчивость (по отношению к растворению) стенки скважины, сложенной однородными породами, независимо от скорости восходящего потока, может быть достигнута лишь при условии полного насыщения бурового раствора солью (соль, содержащаяся в растворе, должна быть такой же, как соль, из которой сложены стенки скважины).