ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 346
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Особенности освоения морских скважин
По завершении бурения проводят комплекс работ, обеспечивающих промышленный приток нефти или газа в скважину, который принято называть опробованием разведочной скважины или освоение эксплуатационной.
В процессе бурения и проходки различных по своим свойствам пластов используются различные буровые растворы, обладающие многообразными физико-химическими характеристиками. Поскольку конечной целью строительства скважин является добыча углеводородов с максимальной степенью их извлечения из продуктивного пласта, то необходимо четко и своевременно использовать буровые жидкости с известными свойствами, способствующими решению этой сложной задачи без загрязнения призабойной зоны.
Процесс бурения, связанный с необходимой циркуляцией бурового раствора, значительно ухудшает естественную проницаемость продуктивной толщи. Освоение скважин призвано восстановить и по возможности улучшить эту проницаемость, осуществляется, прежде всего, путем снижения противодавления столба жидкости и создания депрессии между пластовым и забойным давлением. Это и способствует притоку на забой пробуренной скважины добываемой продукции.
Процесс освоения скважин характеризуется непрерывным изменением плотности вертикального столба жидкости в скважине, что требует такого подбора плотности закачиваемого раствора, который, с одной стороны, не внедрялся бы в продуктивный пласт, т.е. не забивал бы поровое пространство призабойной зоны, с другой не допускал бы превышения газонасыщенности восходящего (статического) столб которое может повлечь за собой неуправляемое фонтанирование, т.е. выброс пластовойвой продукции из скважины.
В технологии освоения скважин существует несколько способов вызова притока в результате которого постепенно очищается призабойная зона и нарастает добыча:
- снижение противодавления столба жидкости в скважине путем замены тяжелого бурового раствора на жидкость меньшей плотности, вплоть до использования специального бурового раствора («жидкости заканчивания»), а иногда нефти;
- закачка газа на забой, в результате которой при том же уровне столба жидкости снижается его плотность;
- снижение самого уровня жидкости в скважине путем свабирования – «тартания», т.е. извлечения части жидкости с помощью желонок;
- в новых скважинах с ожидаемой фонтанной добычей снижением уровня жидкости путем поршневания (спуск плунжерного насоса под уровень жидкости), метод, широко используемый за рубежом в практике освоения морских скважин.
Нередко перечисленные способы используются совместно, что значительно ускоряет процесс.
Освоение морских скважин имеет свои характерные особенности, обусловленные ограниченностью площади платформы, наличием многочисленного персонала на платформе, быстро ухудшающимися погодными условиями, техническими ограничениями по наличию буровых растворов разных плотностей и т.д.
Кроме того, платформа должна быть обеспечена штатными противопожарными средствами, поскольку при освоении скважины нередки пожароопасные ситуации (например, неожиданный выброс), для ликвидации которых погодные условия не всегда могут позволить приблизиться специальным противопожарным судам.
Далеко не полный перечень подобных обстоятельств требует особо надежной технологии освоения морских скважин и высококвалифицированного персонала.
Прежде всего, в морских условиях очень часто используется для освоения и последующей эксплуатации двухрядный лифт (подъемник), который комплектуется из НКТ разного диаметра (например, первый ряд трубами диаметром 144 мм, второй — диаметром 73 мм). Лифт позволяет более плавно изменять противодавление на пласт, причем первый ряд лифта — телескопический, т.е. выше располагается труба большего диаметра.
Вместе с тем, на скважинах с высоким пластовым давлением производят пакеровку затрубного пространства между эксплуатационной колонной и первым рядом двухрядного лифта. Обычно пакеры рассчитываются на большой перепад давления, при котором используются высокопрочные обсадные трубы; после пакеровки их надежность проверяется опрессовкой.
Современная технология каротажа, оснащенная телеметрическими приборами и компьютерными средствами, позволяет получить изображение ствола скважины и прискважинной зоны в реальном времени в процессе информации и наблюдать пласт во время формирования зоны проникновения, что особенно важно в работах по интенсификации скважин, т.е. в операциях, преследующих повышение объемов добычи. А в целом информация по ряду скважин, в особенности, расположенных по контуру нефтегазоносности, позволяет сформировать представление о продуктивности пласта для более целенаправленного осуществления разработки месторождения.
-
Типичные осложнения при бурении, освоении и эксплуатации скважин
При бурении скважин возникает множество осложнений, чреватых аварийными ситуациями.
В широком перечне причин аварий при бурении одно из ведущих мест занимают выбросы газа из скважин. В особенности часто подобные осложнения имеют место при бурении разведочных скважин, когда предварительные сведения о подлежащем разбуриванию геологическом разрезе неточны и подлежат корректировке в процессе прохождения пластов.
В зависимости от того, насколько своевременно определяется факт интенсивного разгазирования бурового раствора, настолько надежно будет проведено бурение, скорость обнаружения попадания газа в буровой раствор, определяется возможность предотвращения выброса газа, последствия которого весьма опасны, вплоть до взрыва.
Обычно в процессе бурения непрерывно осуществляется наблюдение за уровнем и плотностью бурового раствора, и при их изменении срочно принимаются необходимые меры, заключающиеся в увеличении плотности раствора, что повышает противодавление на пласт столбом жидкости.
Однако далеко не всегда этот способ контроля обеспечивает безаварийность бурения.
Фирма «Анадрилл» создала упреждающую акустическую систему обнаружения попадания газа в буровой раствор — «Кик Алерт», которая позволяет бурильщику иметь больше времени для проведения необходимых мероприятий. Раннее предотвращение опасности снижает и вероятность прихвата инструмента. Принцип функционирования системы заключается в использовании низкочастотных акустически сигналов, подаваемых грязевыми насосами. Эти сигналы улавливаются вблизи насосов датчиками давления на напорной трубе и в кольцевом пространстве скважины на переходном ниппеле.
Если газ отсутствует, или если фоновый объем газа постоянный в стволе скважины, сигналы идут с постоянной скоростью в низ бурильной колонны и в верх — в кольцевое пространство. Время прохождения сигнала в этом случае тоже постоянно и лишь медленно меняется в зависимости от высоты столба и характеристики раствора. Это медленное изменение отражается в фазовом различии между датчиками напорной трубы и кольцевого пространства. Когда газ поступает в ствол скважины, сигнал медленно затухает и, таким образом, время его прохождения увеличивается, а фазовое различие между датчиками возрастает.
Состояние бурового раствора, в зависимости от притоков газа, определяется noдсчетом частотности изменения скорости прохождения сигнала. Приток газа ускоряет прохождение звука, порядка нескольких сотен миллисекунд за период в несколько минут. Под влиянием других факторов это происходит значительно медленнее - порядка нескольких миллисекунд в минуту. Для притока газа установлен порог срабатывания тревоги — 12 мс/мин. При нормальном бурении изменение времени прохождения сигнала составляет 0 ± 2—4 мс/мин. Приток газа увеличивает эту скорость и срабатывает сигнал тревоги.
В практике длительной эксплуатации скважин часто складывается ситуация, когда в результате вибрации НКТ в резьбовых соединениях труб возникают неплотности, через которые происходит утечка части продукции в затрубное пространство. Реже подобные случаи происходят в результате разгерметизации пакеров.
В любом случае необходимо произвести глушение скважин, выяснить причины разгерметизации и устранить их.
ПБУ различных типов используются примерно с 1955 г. В начальный период, естественно, еще не было достаточного опыта их проектирования, как, впрочем, и эксплуатации. Кроме того, довольно много аварий имели место при перегонах установок с одной точки бурения на другую: «... до 1984 г., т.е. за 28 лет эксплуатации ПБУ, потерпели крупные аварии 104 установки — 1/9 часть всех построенных к тому времени; при этом 52 установки погибли».
-
Капитальный ремонт скважин
Современная технология разработки месторождений как морских, так и на суше не обеспечивает долговечности скважины и спущенного в нее оборудования в течение всего срока эксплуатации. С различной частотой отказывает оборудование, повреждается ствол скважины, нарушается изоляция, идет процесс «старения» скважины, что требует с нарастающей периодичностью останавливать эксплуатацию и производить восстановительные работы или же замену оборудования (или части его).
Весь комплекс работ по восстановлению работоспособности скважины принято называть капитальным или подземным ремонтом скважины, причем, если на суше эти работы выполняются специализированными бригадами, то в море – преимущественно буровым персоналом, поскольку после завершения разбуривания намеченного фонда скважин буровое оборудование зачастую остается на платформе до конца эксплуатации объекта в целом, т. к. процесс демонтажа в значительной мере тяжелого изношенного оборудования с целью его замены на более легкое для ремонта скважины представляет большие сложности с неоправданными финансовыми затратами.
Наряду с капитальным ремонтом, производимым в плановом порядке, возникает необходимость и текущего ремонта скважин, неизбежного при их длительной и непрерывной эксплуатации.
Кроме того, ремонт скважин возможен и в процессе бурения, вследствие различного рода аварий: падения в скважину посторонних предметов, поломки или обрыв бурильных и обсадных труб, долот, забойных двигателей, прихват инструмента (т.е. когда колонна труб, спущенных в скважину, теряет подвижность) и т.п.
На платформе все виды ремонта скважин максимально механизированы, хотя доля тяжелого ручного труда неизбежна в силу целого ряда непредвиденных обстоятельств, а также сложности многооперационных процессов, не всегда выполняемы в строгой последовательности. И тем не менее комплекс технических средств, используемых при ремонтных работах, весьма велик по номенклатуре и функциональному назначению, отличаясь большим многообразием типоразмеров и характеристиками. Необходимо отметить, что в силу конструктивного исполнения самой скважины технологии бурения и различных комплектов оборудования, спускаемых в нее, наиболее трудоемкой частью ремонта являются спуско-подъемные операции, специфичные только для нефтегазовой отрасли.
Выполняются они с помощью лебедок и талевой системы, установленных совместно с буровой вышкой, спайдеров, элеваторов со штропами, автоматов для свинчивания и развинчивания НКТ, а также цепных, шарнирных и штанговых ключей используемых при работах вручную.
Кроме того, на платформе предусматривается комплект ловильного инструмента-для извлечения оборвавшихся труб, долот и т.п., в который входят труболовки метчики, колокола, фрезеры различных конфигураций.
В целом же все виды ремонта морских скважин — эксплуатационных и нагнетательных, и скважин, пробуренных на суше, — совершенно аналогичны. И принципиальным отличием последних является то, что на платформе предусматривается по возможности весь необходимый комплекс штатного оборудования и специалистов способных выполнять соответствующие виды ремонтных работ, прибегая к помощи иных специалистов лишь в отдельных, исключительных случаях, не предусмотренных штатными ситуациями.
Особо следует отметить, что ремонт скважин с подводным заканчиваем осуществляется со специализированных судов, и его технология отличается от технологи ремонта скважин с надводным устьем. Для подводных скважин разработан специальный комплекс технических средств.
Но поскольку в целом технологически капитальный ремонт морских скважин существенно не отличается от «сухопутных», ниже рассмотрены лишь некоторые операции.
Заключение
Разведка и разработка морских нефтяных и газовых месторождений отличаются от аналогичных работ на суше большой стоимостью и сложностью. Комплекс технических средств для освоения морских нефтяных и газовых месторождений состоит из большого количества типов и видов уникальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений(стационарных платформ, буровых судов и т.д.), бурового и нефтепромыслового оборудования, систем связи, навигации и охраны окружающей среды.