Файл: Курсовая работа Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин.rtf
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 72
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, вся скважинная сборка или буровой инструмент. Оборудование, потерянное (оставленное) в скважине, чаще всего можно извлечь. Рассматривая такую возможность, следует точно сопоставлять трудоёмкость и затратность работ по возвращению оборудования со стоимостью самого оборудования.
Основные виды технологических проблем при бурении скважин, с указанием их причин и вероятных последствий, представлены в табл. 9.
Таблица 9. Виды технологических проблем, их причины и возможные последствия
Для скважины № 256 Южно-Ягунского месторождения обрушение скважины, а также повреждение целостности труб и защитного покрытия или застревание буровой колонны, ввиду неустойчивости стенок скважины (осыпи и обвалы), может возникнуть во всем интервале бурения (0-3007 м.).
Разжижение бурового раствора в интервале: 0-2050м.
Нефтегазоводопроявления могут возникнуть в интервале: 2050-3007м.
Кроме того, сужение ствола скважины возможно, главным образом в интервале 2050-3007м. Здесь берёт начало отклонение бурового процесса от вертикальной траектории с риском недостаточного расширения ствола и предельно допустимой деформации бурильной колонны.
.3 Снижение рисков
Снижению рисков возникновения аварийных ситуаций и технологических проблем способствуют:
допуск к проведению работ квалифицированного и прошедшего специальное обучение персонала;
использование надёжных технических средств и методов контроля при бурении;
наличие и правильный учёт достоверной инженерно-геологической и информации;
использование эффективных буровых растворов в достаточных объемах для всех стадий бурения;
применение надёжной технологии и оборудования, соответствующих инженерно-геологическим условиям;
прогнозирование и подготовка дополнительных технологических мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций (это особенно актуально в сложных инженерно-геологических условиях);
минимизация нежелательных перерывов при постадийном бурении скважины;
построение на стадии проектирования оптимальной траектории бурения, включая радиусы изгиба, углы искривления, длины участков и др.
Сложные инженерно-геологические условия бурения:
напорные воды;
трещиноватая порода;
крупнозернистый проницаемый грунт.
Для устойчивости скважины необходимо соблюдать технологические параметры подачи бурового раствора на забой, а также обеспечить верный подбор его состава.
Для грунтов каждого типа необходимо использовать определённые ППР соотношения между давлением подачи бурового раствора, диаметром выходных сопел буровой установки (определяют поступающий объём раствора), показателями вязкости бурового раствора и скорости прямого и обратного хода.
При бурении и сопутствующем расширении бурового канала вероятен риск возникновения перед расширителем так называемого «гидрозамка» - гидравлического сопротивления, которое превышает мощность буровой установки. Это сопротивление возникает из-за потери циркуляции. Для снижения риска возникновения «гидрозамка», а также для обеспечения циркуляции необходимо:
ограничивать скорости проходки при расширении;
использовать расширители, соответствующие геолого-техническим условиям проходки;
подавать в скважину достаточное количество бурового раствора, не допуская перерывов.
.4 Управление рисками
При бурении эксплуатационной скважины управление рисками включает:
контроль точного выполнения требований руководящих, нормативных и инструктивных документов на стадиях проведения инженерных изысканий и проектирования;
производственный технологический контроль в процессе бурения;
своевременное и оперативное реагирование на изменения инженерных и геолого-технических условий проходки, включая корректировку состава бурового раствора, проведение дополнительных мероприятий по обеспечению производства работ, корректировку технологии бурения, использование вспомогательного оборудования и т.п.;
оценку возможности возникновения аварийных ситуаций и технологических проблем, приводящих к негативному результату или значительному удорожанию работ.
Страховые компании могут застраховать риски бурения. Страхование рисков подразделяется на имущественное и от несчастных случаев. При страховании от несчастных случаев предприятию предоставляется защита от случаев личного ущерба или телесных повреждений в результате деятельности. Целью имущественного страхования является защита имущества от повреждений. Предпочтительнее пользование расширенным типом договора имущественного страхования: в этом случае предприятие оказывается защищено от всех видов рисков материальных потерь или ущерба имущества. При заключении стандартного договора страхования имущество будет защищено только от последствий пожара.
Создание резерва денежных средств на аварийную или внеплановую работу, для покрытия непредвиденных расходов также предусматривается управлением рисками при бурении добывающей скважины.
Перечень показателей строительства скважины с указанием возможной оценки их качества приведён в табл. 10.
Таблица 10. Показатели качества строительства эксплуатационной нефтяной скважины
.5 Степень риска
Степень риска можно рассчитать по "Методике определения степени риска при проектировании и строительстве нефтяных и газовых скважин", утвержденной Госгортехнадзором РФ. Метод основан на построении логико-вероятностной расчётной схемы, графическая интерпретация которой соответствует дереву, в вершине которого лежит нежелательное событие (головное). Вероятность такого события необходимо определить, зная вероятности базовых событий (событий нижнего уровня, дальше которого детализация не производится). В качестве головного события, обычно выбирается событие, имеющее наибольшую опасность для окружающей среды. Таким головным событием является открытый фонтан.
Между головным и базовым событиями имеются промежуточные. Взаимосвязь между событиями устанавливается с помощью логических связей - "И", "ИЛИ" и др. Метод предполагает знание вероятности базовых событий и логические связи между ними. Кроме того, необходимо знание зависимости базовых событий. В случае зависимости базовых событий рассматривают комбинации первичных базовых событий, приводящих к головному. При независимости базовых событий применяется метод прямого аналитического решения, которое позволяет поэтапно анализировать события, кроме того, предоставляется возможность определить:
а) "слабые узлы" и "узкие места" с точки зрения безопасности;
б) наиболее опасные пути развития аварий.
Идентификация опасностей проводится на предварительном этапе определения степени риска. В процессе её проведения определяются причины (нефте)газопроявлений, выбросов и открытых фонтанов. Результаты идентификации дают возможность построить гистограммы, иллюстрирующие процентные соотношения причин аварий, пополнить исходные данные для расчета степени риска.
Основной задачей идентификации является выявление (на основе информации о данном объекте, результатов экспертизы и опыта работы подобных систем) и четкое описание всех присущих системе опасностей.
Как уже говорилось, главная опасность, которую необходимо учитывать на этапе проектирования бурения скважин и их строительства, является открытый фонтан. В процессе идентификации в первую очередь необходимо определить опасности (в дальнейшем будем называть их факторами), которые приводят к возникновению этого нежелательного события.
Рис. 3 Структура возникновения осложнений, нештатных и аварийных ситуаций при строительстве скважины и направления воздействия этих ситуаций на окружающую природную среду
Категории отказов по тяжести последствий:
Первый - катастрофический - приводит к смерти людей, наносит существенный ущерб объекту и невосполнимый ущерб окружающей среде;
Второй - критический (некритический) - угрожает (не угрожает) жизни людей, потере объекта, окружающей среде;
Третий - с пренебрежимо малыми последствиями - не относящимися по своим последствиям ни к одной из первых двух категорий.
Категории отказов (степень риска отказов):
А - обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска;
В - желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности;
С - рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности;
D - анализ и принятие мер безопасности не требуются.
Табл. 11 Матрица «вероятность - тяжесть последствий»
Можно выделить три группы факторов, приводящих к возникновению открытого фонтана.
Первая группа - факторы, характеризующие состояние оборудования.
Вторая группа - факторы, связанные с неправильными действиями буровой бригады при строительстве скважины.
Основные виды технологических проблем при бурении скважин, с указанием их причин и вероятных последствий, представлены в табл. 9.
Таблица 9. Виды технологических проблем, их причины и возможные последствия
| Технологическая проблема | Причина | Вероятные последствия |
| Размыв грунта по траектории бурения. Обрушение скважины | - эрозия или осадки грунта; - оползневые процессы; - несоответствие технологии производства работ инженерно-геологическим условиям | Осадки грунтов |
| Нарушение циркуляции. Потеря бурового раствора | - превышение скорости проходки; - чрезмерное давление подачи бурового раствора; - недопустимые отклонения траектории бурения; - проницаемые и трещиноватые породы вдоль траектории бурения; - слоистость и разломы пород | Различные по объему выходы на поверхность. Попадание в подземные сооружения и коммуникации. Поглощение бурового раствора |
| Повреждение трубы или защитного покрытия | - обрушение скважины вдоль траектории бурения; - недостаточное расширение ствола скважины; - превышение предельно-допустимых усилий при эксплуатации бурильной колонны; - неподходящий профиль скважины | Бурение новой скважины |
| Заклинивание бурильной колонны | - недостаточная мощность буровой установки; - обрушение скважины вдоль траектории бурения; - недостаточное расширение ствола; - деформация или поломка бурового инструмента; - наличие набухающей высокопластичной глины, угольных пластов, бентонитовых сланцев и др. | Бурение новой скважины |
Для скважины № 256 Южно-Ягунского месторождения обрушение скважины, а также повреждение целостности труб и защитного покрытия или застревание буровой колонны, ввиду неустойчивости стенок скважины (осыпи и обвалы), может возникнуть во всем интервале бурения (0-3007 м.).
Разжижение бурового раствора в интервале: 0-2050м.
Нефтегазоводопроявления могут возникнуть в интервале: 2050-3007м.
Кроме того, сужение ствола скважины возможно, главным образом в интервале 2050-3007м. Здесь берёт начало отклонение бурового процесса от вертикальной траектории с риском недостаточного расширения ствола и предельно допустимой деформации бурильной колонны.
.3 Снижение рисков
Снижению рисков возникновения аварийных ситуаций и технологических проблем способствуют:
допуск к проведению работ квалифицированного и прошедшего специальное обучение персонала;
использование надёжных технических средств и методов контроля при бурении;
наличие и правильный учёт достоверной инженерно-геологической и информации;
использование эффективных буровых растворов в достаточных объемах для всех стадий бурения;
применение надёжной технологии и оборудования, соответствующих инженерно-геологическим условиям;
прогнозирование и подготовка дополнительных технологических мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций (это особенно актуально в сложных инженерно-геологических условиях);
минимизация нежелательных перерывов при постадийном бурении скважины;
построение на стадии проектирования оптимальной траектории бурения, включая радиусы изгиба, углы искривления, длины участков и др.
Сложные инженерно-геологические условия бурения:
напорные воды;
трещиноватая порода;
крупнозернистый проницаемый грунт.
Для устойчивости скважины необходимо соблюдать технологические параметры подачи бурового раствора на забой, а также обеспечить верный подбор его состава.
Для грунтов каждого типа необходимо использовать определённые ППР соотношения между давлением подачи бурового раствора, диаметром выходных сопел буровой установки (определяют поступающий объём раствора), показателями вязкости бурового раствора и скорости прямого и обратного хода.
При бурении и сопутствующем расширении бурового канала вероятен риск возникновения перед расширителем так называемого «гидрозамка» - гидравлического сопротивления, которое превышает мощность буровой установки. Это сопротивление возникает из-за потери циркуляции. Для снижения риска возникновения «гидрозамка», а также для обеспечения циркуляции необходимо:
ограничивать скорости проходки при расширении;
использовать расширители, соответствующие геолого-техническим условиям проходки;
подавать в скважину достаточное количество бурового раствора, не допуская перерывов.
.4 Управление рисками
При бурении эксплуатационной скважины управление рисками включает:
контроль точного выполнения требований руководящих, нормативных и инструктивных документов на стадиях проведения инженерных изысканий и проектирования;
производственный технологический контроль в процессе бурения;
своевременное и оперативное реагирование на изменения инженерных и геолого-технических условий проходки, включая корректировку состава бурового раствора, проведение дополнительных мероприятий по обеспечению производства работ, корректировку технологии бурения, использование вспомогательного оборудования и т.п.;
оценку возможности возникновения аварийных ситуаций и технологических проблем, приводящих к негативному результату или значительному удорожанию работ.
Страховые компании могут застраховать риски бурения. Страхование рисков подразделяется на имущественное и от несчастных случаев. При страховании от несчастных случаев предприятию предоставляется защита от случаев личного ущерба или телесных повреждений в результате деятельности. Целью имущественного страхования является защита имущества от повреждений. Предпочтительнее пользование расширенным типом договора имущественного страхования: в этом случае предприятие оказывается защищено от всех видов рисков материальных потерь или ущерба имущества. При заключении стандартного договора страхования имущество будет защищено только от последствий пожара.
Создание резерва денежных средств на аварийную или внеплановую работу, для покрытия непредвиденных расходов также предусматривается управлением рисками при бурении добывающей скважины.
Перечень показателей строительства скважины с указанием возможной оценки их качества приведён в табл. 10.
Таблица 10. Показатели качества строительства эксплуатационной нефтяной скважины
.5 Степень риска
Степень риска можно рассчитать по "Методике определения степени риска при проектировании и строительстве нефтяных и газовых скважин", утвержденной Госгортехнадзором РФ. Метод основан на построении логико-вероятностной расчётной схемы, графическая интерпретация которой соответствует дереву, в вершине которого лежит нежелательное событие (головное). Вероятность такого события необходимо определить, зная вероятности базовых событий (событий нижнего уровня, дальше которого детализация не производится). В качестве головного события, обычно выбирается событие, имеющее наибольшую опасность для окружающей среды. Таким головным событием является открытый фонтан.
Между головным и базовым событиями имеются промежуточные. Взаимосвязь между событиями устанавливается с помощью логических связей - "И", "ИЛИ" и др. Метод предполагает знание вероятности базовых событий и логические связи между ними. Кроме того, необходимо знание зависимости базовых событий. В случае зависимости базовых событий рассматривают комбинации первичных базовых событий, приводящих к головному. При независимости базовых событий применяется метод прямого аналитического решения, которое позволяет поэтапно анализировать события, кроме того, предоставляется возможность определить:
а) "слабые узлы" и "узкие места" с точки зрения безопасности;
б) наиболее опасные пути развития аварий.
Идентификация опасностей проводится на предварительном этапе определения степени риска. В процессе её проведения определяются причины (нефте)газопроявлений, выбросов и открытых фонтанов. Результаты идентификации дают возможность построить гистограммы, иллюстрирующие процентные соотношения причин аварий, пополнить исходные данные для расчета степени риска.
Основной задачей идентификации является выявление (на основе информации о данном объекте, результатов экспертизы и опыта работы подобных систем) и четкое описание всех присущих системе опасностей.
Как уже говорилось, главная опасность, которую необходимо учитывать на этапе проектирования бурения скважин и их строительства, является открытый фонтан. В процессе идентификации в первую очередь необходимо определить опасности (в дальнейшем будем называть их факторами), которые приводят к возникновению этого нежелательного события.
Рис. 3 Структура возникновения осложнений, нештатных и аварийных ситуаций при строительстве скважины и направления воздействия этих ситуаций на окружающую природную среду
Категории отказов по тяжести последствий:
Первый - катастрофический - приводит к смерти людей, наносит существенный ущерб объекту и невосполнимый ущерб окружающей среде;
Второй - критический (некритический) - угрожает (не угрожает) жизни людей, потере объекта, окружающей среде;
Третий - с пренебрежимо малыми последствиями - не относящимися по своим последствиям ни к одной из первых двух категорий.
Категории отказов (степень риска отказов):
А - обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска;
В - желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности;
С - рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности;
D - анализ и принятие мер безопасности не требуются.
Табл. 11 Матрица «вероятность - тяжесть последствий»
| Частота возникновения, 1/год | Тяжесть последствий | |||
| | катастрофический отказ | критический отказ | некритический отказ | отказ с пренебрежительно малыми последствиями |
| Частый отказ > 1 | А | А | А | С |
| Вероятный отказ 1-10-2 | А | А | В | С |
| Возможный отказ 10-2-10-4 | А | В | В | С |
| Редкий отказ 10-4-10-6 | А | В | С | D |
| Невероятный отказ < 10-6 | В | С | С | D |
Можно выделить три группы факторов, приводящих к возникновению открытого фонтана.
Первая группа - факторы, характеризующие состояние оборудования.
Вторая группа - факторы, связанные с неправильными действиями буровой бригады при строительстве скважины.