В процессе работ по бурению довольно часто возникают различные осложнения, которые, значительным образом, затрудняют проведение работ, но если очень внимательно изучить особенности почвы, на которой проводятся работы и четко знать геологический разрез скважины, то со всеми трудностями будет легко бороться, так как их будет значительно проще выявить и ликвидировать.
Возможные осложнения в процессе бурения нефтяных скважин
Неприятных и опасных моментов в работе всегда хочется избежать, но не всегда получается, поэтому перед началом работ каждый сотрудник должен предельно внимательно ознакомиться со всеми особенностями почвы, на которой ему предстоит работать. Чаще всего работа может затрудняться по причине обвалов, набухания или желобообразования, однако, при своевременном обнаружении проблемы эти затруднения в работе можно быстро ликвидировать, сохранив, при этом, дорогостоящее оборудование и здоровье коллег.
Обвал можно назвать самым частым и распространенным видом осложнений, потому что, чаще всего, им заканчивается вовремя не замеченный другой вид осложнений. Согласно статистике 46% осложнений и аварий заканчивается обвалом. Обвал происходит во время прохождения буром уплотненных глин или глиняных сланцев. Это происходит, когда проходимый слой породы получает достаточное количество влаги за счет бурового раствора или же по причине достаточно большого количества свободной воды в пласте. Этот вид осложнений достаточно опасен, потому что во время него резко повышается внутреннее давление в пласте, выбрасывая наружу бурильные насосы и куски пород. Обвалы довольно часто заканчиваются полным выходом из строя бурильных труб, поэтому при первых признаках обвала нужно сделать нагрузку на долото минимальной, это снизит скорость бурения, но спасет довольно дорогое оборудование.
К счастью, обвалов можно избежать, для этого, нужно использовать буровой раствор с минимальной водоотдачей и максимальной плотностью, а также организовать работы с наиболее высокой скоростью прохождения, так излишняя влага не успеет полностью поглотиться почвой.
Набухание, также происходит по вине бурового раствора, только этот процесс кардинально отличается от обвала. В связи с особенностями некоторых почв, глиняный слой может содержать большое количество (до 30 %) минералов, таких как монтмориллонит, и эти минералы, взаимодействуя с буровым раствором, начинают резко набухать и увеличиваться в объемах, что приводит к плачевным последствиям, а именно, к сужению ствола скважины. Набухшие минералы сильно затрудняют дальнейшее прохождение буровой установки, а это может закончиться прихватом установки и недохождением ее до забоя.
Обойти все проблемы связанные с набуханием минералов можно, для этого нужно использовать утяжеленный бурильный раствор, который содержит вещества способствующие увеличению предельного напряжения сдвига. Этим самым раствором нужно наполнить скважину и немного подождать, пока пройдут все физико-химические процессы, и, конечно, после этого необходимо прости все меры по предупреждению обвалов.
Желобообразование – очень коварное осложнение, потому что этот процесс происходит не сразу, а с ростом числа погружений бурильного инструмента, этот процесс, может происходить, практически, во всех породах, за исключением самых крепких. Основная причина желобообразования – увеличение углов перегиба ствола скважины, а особенно распространены желоба при бурении наклонных или искривленных скважин. Желобообразование довольно проблематичное осложнение, так как оно влечет за собой затяжки, прихваты и заклинивание бурильных труб, что, несомненно, может привести технику в нерабочее состояние.
Все неприятности, которые связаны с желобообразованием, легко решаются правильной расстановкой колонны, при которой искривления будут минимальными. [2]
К сожалению, не всегда, зная все возможные осложнения в процессе работ, удается избежать аварий, ведь бурение не только сложный, но еще и довольно непредсказуемый процесс.
Какие бывают аварии при бурении нефтяных скважин?
В первом полугодии 2012 года на территории Пермского края произошло 2 крупных аварии, рассмотрим эти аварии, их причины и как их можно было избежать [1].
Первая авария произошла 20.02.2012 года при бурении скважины №121 Маговского нефтяного месторождения. Авария произошла из-за того, что по затрубному пространству начала распространяться нефтесодержащая жидкость. Авария случилась зимой, был довольно долгий разрыв между кислотным гидроразрывом пласта и освоением скважины, из-за чего образовались ледяные пробки в трубном и затрубном пространстве, что привело к скоплению нефти под ними.
Боролись с результатами этой аварии на протяжении двух суток, количество загрязненного нефтью снега достигало 33 м3. Весь загрязненный снег передали на переработку на площадку МБР «Озерное».
Розлив нефти произошел из-за отсутствия в скважине около устья незамерзающей жидкости, а также из-за недостаточного обогрева устья скважины после долгого простоя. Также, перед подъемом трубы, она не была промыта, а ледяные пробки спровоцировали обрыв резьбы и, собственно разлив нефтесодержащей жидкости.
Причина этой аварии – халатность бригады, ведь даже непрофессионал может увидеть в грубейшее нарушение правил техники безопасности и любых норм для проведения подобных работ. Экономия денежных средств, которая дополняется невнимательностью и ленью имеет просто ужасающие последствия. В этой аварии пострадавших не было, но была порча насосно-компрессорной трубы НКТ-89. Как мы видим, были все шансы избежать этой аварии, для этого руководству надо было внимательнее следить за тем, правильно ли выполняются работы и все ли соответствует нормам.
15.05.2012 года на скважине №82 Ожгинского нефтяного месторождения проводились аварийные работы по освобождению прихваченных труб, но подрядная организация допустила несколько грубейших ошибок, из-за которых произошел выброс газонефтяного флюида с дальнейшим возгоранием, полным разрушением и падением буровой установки. Выброс газа случился во время того, как производился подъем бурильных труб из скважины с сифоном. Неумелые действия бригады, дополненные отсутствием на месте противовыбросового оборудования не позволили вовремя загерметизировать устье скважины.
Что же на самом деле произошло на месте аварии? По непонятным причинам на месте проведения аварийных работ никто не контролировал объем доливаемого бурового раствора, и, как следствие, в скважине не было необходимого для проведения работ уровня раствора. Противовыбросовое оборудование было неверно запрограммировано, рабочие параметры не соответствовали действительности, что и привело к тому, что в критической ситуации система ПВО не сработала. Дополнялось это все неумелостью бригады, а именно: мастер буровой бригады и инженер-технолог не проходили курс «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях». С бригадой даже не был проведен инструктаж и тренировочные занятия перед вскрытием пласта, а также партией ГТИ не были проведены геолого-технические исследования, а дополнялся этот хаос на площадке отсутствием приборов, контролирующих производственные процессы.
Этой аварии невозможно было избежать, так как на этой площадке нарушалось всё: проектная документация, техника безопасности, нормы для проведения таких работ, отсутствие необходимого оборудования и нужных знаний у непосредственных руководителей бригады, что тогда можно говорить о простых рабочих?! Эта площадка рано или поздно все равно стала бы местом аварии, так как слишком много причин для аварии скопилось в одном месте, и достаточно было даже самого малого осложнения работ для экстремальной ситуации.
Самые распространенные виды аварий и методы их решения
Аварии, в отличие от осложнения работ, невозможно предугадать, их можно только правильно и своевременно ликвидировать. Чаще всего аварийные ситуации возникают из-за того, что рабочие совершенно не придерживаются нужного режима бурения, а также из-за недостаточной квалификации или же, попросту, невнимательности членов буровой бригады. Чаще всего причина аварии – это поломка в скважине долот и трубопроводов, а также, прихват, отвинчивание бурильных труб и попадание в скважину других предметов.
Прихваты бурильных колонн чаще всего происходят по нескольким причинам, к примеру, возможен резкий перепад давления в скважине, контакт некоторых частей инструментов со стенками скважины в течениедолгого времени. Также прихват возможен из-за нарушения целостности скважины по причине обвала или вытекания пород. В случае возникновения аварийных ситуаций с прихватами чаще всего виновники – это невнимательные рабочие, ведь при достаточно глубоком изучении особенности почвы и при соблюдении все правил техники безопасности до прихвата дело не дойдет.
Однако, если прихвата, все же избежать не удалось, на практике существует ряд методов борьбы с прихватами бурильных и обсадных колонн. Для начала применяется метод «расхаживания», в этом случае колонну опускают и поднимают, а также проворачивают ее ротор. Если же после всех манипуляций колонну освободить не удалось, в ход идут более серьезные методы воздействия, такие как водяная, нефтяная или кислотная ванна. Однако и тут есть свои тонкости, практика показала, что нефтяная ванна будет малоэффективна в скважинах, где бурили с промывкой забоя, так как нефть очень быстро всплывает наружу. Но и тут есть верное решение! До и после закачки нефти необходимо прокачать по несколько кубов глинистого раствора, который так просто не отпустит нефть, в таком случае нефтяная ванна дает очень неплохие результаты.
Освободить прихваченные бурильные колонны и устранить заклинивание долота, трубобуров в карбонатных глинистых породах помогает кислотная ванна, в этом случае скважину заполняют специальным раствором, содержащим вещества, которые способствуют уменьшению набухания минералов из-за которых произошел прихват.
Если же, не смотря ни на что, колонна не хочет двигаться с места, ее развинчивают по частям при помощи бурильных труб с левой резьбой, но этот процесс довольно длительный и, как показывает практика, малоэффективный, поэтому чаще всего колонну оставляют в скважине и уходят в сторону.
В случае аварии с бурильными трубами и долотами успешная ее ликвидация во многом зависит от внимательности рабочих, чем быстрее обнаружится слом, тем меньше вероятность опасных последствий. При обнаружении аварии с бурильными трубами бурильщик должен максимально быстро их поднять, очистить и осмотреть для выяснения характера слома. После этого рабочие должны подсчитать число свечей, которые остались в скважине, и определить глубину, на которой находится верхний конец сломанной колонны труб, а затем начать мероприятия по ликвидации аварии.
Ликвидации аварий, вызванных срывом резьбы трубобура, производятся довольно быстро, путем навинчивания калибра на сорванную резьбу корпуса.
Самым распространенным и тяжелым видом аварий при бурении скважин является открытый фонтан, однако, он, во многих случаях возникает при грубых нарушениях правил техники безопасности. Ущерб, который он способен нанести, во многом зависит от условий разреза и глубины скважины.
В процессе работ по бурению довольно часто возникают различные осложнения, которые, значительным образом, затрудняют проведение работ, но если очень внимательно изучить особенности почвы, на которой проводятся работы и четко знать геологический разрез скважины, то со всеми трудностями будет легко бороться, так как их будет значительно проще выявить и ликвидировать.
Возможные осложнения в процессе бурения нефтяных скважин
Неприятных и опасных моментов в работе всегда хочется избежать, но не всегда получается, поэтому перед началом работ каждый сотрудник должен предельно внимательно ознакомиться со всеми особенностями почвы, на которой ему предстоит работать. Чаще всего работа может затрудняться по причине обвалов, набухания или желобообразования, однако, при своевременном обнаружении проблемы эти затруднения в работе можно быстро ликвидировать, сохранив, при этом, дорогостоящее оборудование и здоровье коллег.
Обвал можно назвать самым частым и распространенным видом осложнений, потому что, чаще всего, им заканчивается вовремя не замеченный другой вид осложнений. Согласно статистике 46% осложнений и аварий заканчивается обвалом. Обвал происходит во время прохождения буром уплотненных глин или глиняных сланцев. Это происходит, когда проходимый слой породы получает достаточное количество влаги за счет бурового раствора или же по причине достаточно большого количества свободной воды в пласте. Этот вид осложнений достаточно опасен, потому что во время него резко повышается внутреннее давление в пласте, выбрасывая наружу бурильные насосы и куски пород. Обвалы довольно часто заканчиваются полным выходом из строя бурильных труб, поэтому при первых признаках обвала нужно сделать нагрузку на долото минимальной, это снизит скорость бурения, но спасет довольно дорогое оборудование.
К счастью, обвалов можно избежать, для этого, нужно использовать буровой раствор с минимальной водоотдачей и максимальной плотностью, а также организовать работы с наиболее высокой скоростью прохождения, так излишняя влага не успеет полностью поглотиться почвой.
Набухание, также происходит по вине бурового раствора, только этот процесс кардинально отличается от обвала. В связи с особенностями некоторых почв, глиняный слой может содержать большое количество (до 30 %) минералов, таких как монтмориллонит, и эти минералы, взаимодействуя с буровым раствором, начинают резко набухать и увеличиваться в объемах, что приводит к плачевным последствиям, а именно, к сужению ствола скважины. Набухшие минералы сильно затрудняют дальнейшее прохождение буровой установки, а это может закончиться прихватом установки и недохождением ее до забоя.
Обойти все проблемы связанные с набуханием минералов можно, для этого нужно использовать утяжеленный бурильный раствор, который содержит вещества способствующие увеличению предельного напряжения сдвига. Этим самым раствором нужно наполнить скважину и немного подождать, пока пройдут все физико-химические процессы, и, конечно, после этого необходимо прости все меры по предупреждению обвалов.
Желобообразование – очень коварное осложнение, потому что этот процесс происходит не сразу, а с ростом числа погружений бурильного инструмента, этот процесс, может происходить, практически, во всех породах, за исключением самых крепких. Основная причина желобообразования – увеличение углов перегиба ствола скважины, а особенно распространены желоба при бурении наклонных или искривленных скважин. Желобообразование довольно проблематичное осложнение, так как оно влечет за собой затяжки, прихваты и заклинивание бурильных труб, что, несомненно, может привести технику в нерабочее состояние.
Все неприятности, которые связаны с желобообразованием, легко решаются правильной расстановкой колонны, при которой искривления будут минимальными. [2]
К сожалению, не всегда, зная все возможные осложнения в процессе работ, удается избежать аварий, ведь бурение не только сложный, но еще и довольно непредсказуемый процесс.
Какие бывают аварии при бурении нефтяных скважин?
В первом полугодии 2012 года на территории Пермского края произошло 2 крупных аварии, рассмотрим эти аварии, их причины и как их можно было избежать [1].
Первая авария произошла 20.02.2012 года при бурении скважины №121 Маговского нефтяного месторождения. Авария произошла из-за того, что по затрубному пространству начала распространяться нефтесодержащая жидкость. Авария случилась зимой, был довольно долгий разрыв между кислотным гидроразрывом пласта и освоением скважины, из-за чего образовались ледяные пробки в трубном и затрубном пространстве, что привело к скоплению нефти под ними.
Боролись с результатами этой аварии на протяжении двух суток, количество загрязненного нефтью снега достигало 33 м3. Весь загрязненный снег передали на переработку на площадку МБР «Озерное».
Розлив нефти произошел из-за отсутствия в скважине около устья незамерзающей жидкости, а также из-за недостаточного обогрева устья скважины после долгого простоя. Также, перед подъемом трубы, она не была промыта, а ледяные пробки спровоцировали обрыв резьбы и, собственно разлив нефтесодержащей жидкости.
Причина этой аварии – халатность бригады, ведь даже непрофессионал может увидеть в грубейшее нарушение правил техники безопасности и любых норм для проведения подобных работ. Экономия денежных средств, которая дополняется невнимательностью и ленью имеет просто ужасающие последствия. В этой аварии пострадавших не было, но была порча насосно-компрессорной трубы НКТ-89. Как мы видим, были все шансы избежать этой аварии, для этого руководству надо было внимательнее следить за тем, правильно ли выполняются работы и все ли соответствует нормам.
15.05.2012 года на скважине №82 Ожгинского нефтяного месторождения проводились аварийные работы по освобождению прихваченных труб, но подрядная организация допустила несколько грубейших ошибок, из-за которых произошел выброс газонефтяного флюида с дальнейшим возгоранием, полным разрушением и падением буровой установки. Выброс газа случился во время того, как производился подъем бурильных труб из скважины с сифоном. Неумелые действия бригады, дополненные отсутствием на месте противовыбросового оборудования не позволили вовремя загерметизировать устье скважины.
Что же на самом деле произошло на месте аварии? По непонятным причинам на месте проведения аварийных работ никто не контролировал объем доливаемого бурового раствора, и, как следствие, в скважине не было необходимого для проведения работ уровня раствора. Противовыбросовое оборудование было неверно запрограммировано, рабочие параметры не соответствовали действительности, что и привело к тому, что в критической ситуации система ПВО не сработала. Дополнялось это все неумелостью бригады, а именно: мастер буровой бригады и инженер-технолог не проходили курс «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях». С бригадой даже не был проведен инструктаж и тренировочные занятия перед вскрытием пласта, а также партией ГТИ не были проведены геолого-технические исследования, а дополнялся этот хаос на площадке отсутствием приборов, контролирующих производственные процессы.
Этой аварии невозможно было избежать, так как на этой площадке нарушалось всё: проектная документация, техника безопасности, нормы для проведения таких работ, отсутствие необходимого оборудования и нужных знаний у непосредственных руководителей бригады, что тогда можно говорить о простых рабочих?! Эта площадка рано или поздно все равно стала бы местом аварии, так как слишком много причин для аварии скопилось в одном месте, и достаточно было даже самого малого осложнения работ для экстремальной ситуации.
Самые распространенные виды аварий и методы их решения
Аварии, в отличие от осложнения работ, невозможно предугадать, их можно только правильно и своевременно ликвидировать. Чаще всего аварийные ситуации возникают из-за того, что рабочие совершенно не придерживаются нужного режима бурения, а также из-за недостаточной квалификации или же, попросту, невнимательности членов буровой бригады. Чаще всего причина аварии – это поломка в скважине долот и трубопроводов, а также, прихват, отвинчивание бурильных труб и попадание в скважину других предметов.
Прихваты бурильных колонн чаще всего происходят по нескольким причинам, к примеру, возможен резкий перепад давления в скважине, контакт некоторых частей инструментов со стенками скважины в течениедолгого времени. Также прихват возможен из-за нарушения целостности скважины по причине обвала или вытекания пород. В случае возникновения аварийных ситуаций с прихватами чаще всего виновники – это невнимательные рабочие, ведь при достаточно глубоком изучении особенности почвы и при соблюдении все правил техники безопасности до прихвата дело не дойдет.
Однако, если прихвата, все же избежать не удалось, на практике существует ряд методов борьбы с прихватами бурильных и обсадных колонн. Для начала применяется метод «расхаживания», в этом случае колонну опускают и поднимают, а также проворачивают ее ротор. Если же после всех манипуляций колонну освободить не удалось, в ход идут более серьезные методы воздействия, такие как водяная, нефтяная или кислотная ванна. Однако и тут есть свои тонкости, практика показала, что нефтяная ванна будет малоэффективна в скважинах, где бурили с промывкой забоя, так как нефть очень быстро всплывает наружу. Но и тут есть верное решение! До и после закачки нефти необходимо прокачать по несколько кубов глинистого раствора, который так просто не отпустит нефть, в таком случае нефтяная ванна дает очень неплохие результаты.
Освободить прихваченные бурильные колонны и устранить заклинивание долота, трубобуров в карбонатных глинистых породах помогает кислотная ванна, в этом случае скважину заполняют специальным раствором, содержащим вещества, которые способствуют уменьшению набухания минералов из-за которых произошел прихват.
Если же, не смотря ни на что, колонна не хочет двигаться с места, ее развинчивают по частям при помощи бурильных труб с левой резьбой, но этот процесс довольно длительный и, как показывает практика, малоэффективный, поэтому чаще всего колонну оставляют в скважине и уходят в сторону.
В случае аварии с бурильными трубами и долотами успешная ее ликвидация во многом зависит от внимательности рабочих, чем быстрее обнаружится слом, тем меньше вероятность опасных последствий. При обнаружении аварии с бурильными трубами бурильщик должен максимально быстро их поднять, очистить и осмотреть для выяснения характера слома. После этого рабочие должны подсчитать число свечей, которые остались в скважине, и определить глубину, на которой находится верхний конец сломанной колонны труб, а затем начать мероприятия по ликвидации аварии.
Ликвидации аварий, вызванных срывом резьбы трубобура, производятся довольно быстро, путем навинчивания калибра на сорванную резьбу корпуса.
Самым распространенным и тяжелым видом аварий при бурении скважин является открытый фонтан, однако, он, во многих случаях возникает при грубых нарушениях правил техники безопасности. Ущерб, который он способен нанести, во многом зависит от условий разреза и глубины скважины.
Процесс бурения нефтяной скважины очень сложный и непредсказуемый, поэтому руководство объекта должно обязательно провести ознакомление и обучение персонала всем правилам и нормам техники безопасности, а также объяснить всю специфику работы на подобных объектах, составить четкий и последовательный план действий на случай аварийной ситуации. В случае возникновения аварийных или экстремальных ситуаций каждый работник должен четко знать, что ему делать во избежание хаоса и паники на объекте, при грамотном и своевременном обучении все действия работников будут четкими, обдуманными и последовательными. При строгом контроле выполнения всех норм, при проведении работ, на всех его этапах риск возникновения чрезвычайных ситуаций сводится к минимуму, так как при должном отношении к своим обязанностям даже самые незаметные отклонения от нормы будут быстро выявлены и ликвидированы. Своевременная диагностика и устранение неполадок в работе оборудования может сохранить не только его работу, а еще здоровье и жизнь всех работников, контактирующих с ним.
Главный инженер ООО «ЭКОЛ и НК» Валышков Игорь Леонидович
Ведущий главный эксперт ООО ЦЭДиК «Нефтегазэнерго» Омаров Гусайна Омарович
