Предупреждение обвалов стенок скважины при бурении на площади Северо – Брагунская

С целью снижения колебаний  давления в скважину доливают буровой  раствор при подъеме колонны, ограничивают скорость ее спуска, исключают  подъем с поршневанием и сальниками, делают промежуточные промывки, исключают резкое открытие выкидных линий превентора и резкие депрессии при опробовании пластов. Кроме того, используют инструменты, обеспечивающие достаточно большое кольцевое сечение в затрубном пространстве, плавно восстанавливают циркуляцию; при высоких напряжениях сдвига до включения насоса предварительно вращают и расхаживают бурильную колонну для разрушения структуры бурового раствора.

Как правило, следует  поддерживать невысокие значения , τ₀, η бурового раствора Вязкость можно повышать лишь временно с целью быстрой очистки ствола от обваливающихся пород и шлама при небольшой подаче насосов или недопустимости увеличения расхода в рыхлых, легко размывающихся породах при задавке в зоны поглощения.

При высоких значениях  и длительном прекращении циркуляции упрочняется структура бурового раствора, происходит его зависание и, как следствие, снижение противодавления на обваливающиеся породы. При этом осложнение усугубляется.

Целесообразно снижать  колебания бурильной колонны, уменьшать  прогиб бурильных труб установкой амортизаторов, центраторов, калибраторов, УБТ квадратного  сечения и со спиральными канавками, имеющих при достаточно большом  сечении каналов для промывки небольшие зазор и площадь контакта со стенками.

При практически неизбежных обвалообразованиях в трещиноватых скальных породах целесообразно  постепенное вскрытие пласта с периодической  заливкой под давлением цементным  или полимерцементным (имеющим большую проникающую способность) раствором только что пройденных небольших интервалов (от нескольких метров до десятков), а также предварительное укрепление зоны ниже забоя. Так была преодолена зона обвалов в изверженных породах на сверхглубокой скважине в Татарии. Имеется положительный опыт цементирования уже образовавшихся каверн небольшой мощности (10 – 15 м) в аргиллитах.

Заливкой цементным  раствором приходится укреплять  своды обрушения под башмаками  обсадных колонн во избежание ударов и смятия их при подъеме бурильной колонны.

Обвалы могут происходить  в результате недостаточного противодавления  на стенки скважины, нарушения их прочности  и устойчивости при взаимодействии с фильтратом бурового раствора, а  также в результате резких колебаний  гидростатического и гидродинамического давления на стенки скважины, прохождения зон тектонических нарушений, крутопоставленных пластов и т.д.

Наиболее распространены при бурении на площадях объединения "Грознефть" осыпи глинистых  пород, сопровождающиеся выносом большого количества оскольчатого шлама, образованием пробок в скважине, затяжками бурильной колонны и закупорками кольцевого пространства.

Обвалы стенок, носящие  катастрофический характер, могут происходить  в результате резкого и значительного  снижения гидростатического давления, вызванного поглощением бурового раствора или разгазированием.

Для предотвращения обвалов  необходимо выполнять следующие  мероприятия:

– конструкция скважины должна обеспечивать изоляцию неустойчивых пород перед вскрытием зон возможных проявлений и катастрофических поглощений;

– плотность бурового раствора должна выбираться с учетом прогнозных данных о поровых давлениях и опытных данных о допустимой величине и продолжительности депрессии на проходимые породы. Обработка раствора должна обеспечивать водоотдачу и другие параметры в забойных и поверхностных условиях в соответствии с техническим проектом на строительство скважины;

– для предотвращения резких колебаний давления на стенки скважины при подъеме необходимо производить непрерывную заливку скважины;

– перед подъемом бурильной колонны необходимо обработать и очистить буровой раствор по циклу, не допуская подъема при повышенной вязкости и СНС, а также при наличии перелива в трубы;

–для уменьшения колебания гидростатического давления в скважине за счет вспенивания и разгазирования бурового раствора необходимо применять пеногасители, а также включать в очистную систему дегазаторы;

– следует принимать все меры для предупреждения образования сальников.

– подъем бурильной колонны в интервале затяжек надо производить на минимальной скорости;

– после подъема бурильной колонны с затяжками на значительном интервале для восстановления ствола скважины следует спускать КНБК в следующем порядке:

упрощенную компоновку без УБТ;

долото с УБТ одного диаметра;

компоновку, которой производилось бурение.

Каждая последующая  компоновка спускается только после  свободного подъема предыдущей.

Работы по восстановлению ствола скважины производить по плану, разработанному ЦИТС и согласованному с техническим руководством УБР;

– если после проработки ствола осыпи не прекращаются, то по согласованию с руководством УБР определить возможность утяжеления бурового раствора по результатам испытания пород на утечку;

– первичные обработки больших объемов бурового раствора, при которых возможна его коагуляция (известкование, гипсование и др.) производить при компоновке, не включающей трубобуры, центраторы, УБТ большого диаметра и прочее;

– при обработках бурового раствора не допускать снижения его плотности;

– скорость проработки лопастным и шарошечным долотом следует устанавливать в 2,0-2,5 раза больше той, которая была при бурении, а нагрузки в 2 раза ниже, но не более 6 тонн;

– в случае, если не удается добиться заданной скорости проработки и при этом отсутствуют затяжки и закупорки, надо собрать компоновку (включая тип долота), которой производилось бурение в данном интервале и начать проработку с режимом, использовавшийся при бурении;

При наличии в процессе проработки затяжек, закупорок, посадок, сопровождающихся выносом шлама, перед  наращиванием необходимо промывать скважину при максимально возможной производительности насосов до полного выноса шлама; при этом долото должно находиться на конечной глубине проработанного интервала, а колонну бурильных труб во избежание прихвата постоянно вращать ротором. Для ускорения процесса выноса шлама рекомендуется прокачка вязких растворов в объеме 10-20 м³, приготовленных из бурового раствора. Плотность вязкого раствора должна быть равной плотности бурового раствора, а вязкость порядка 150 с при плотности до 1,8 г/см³ и 100 с - при плотности свыше 1,8 г/см³;

– в случае закупорок кольцевого пространства восстановление циркуляции производить с минимальной производительностью, ступенчато доводя ее до необходимой.

В случае возникновения прихвата бурильной колонны вследствие обвала необходимо произвести следующие работы:

– если обвал произошел в результате поглощения, залить в скважину рабочий буровой раствор в объеме не менее 10 м³ и произвести подъем бурильной колонны с натяжками до коэффициента запаса прочости 1,2. Дальнейшие действия производить согласно вышеизложенному;

– если обвал произошел с потерей циркуляции, без падения уровня, произвести расхаживание бурильной колонны с натяжками до 20 т ССВ и разгрузками до 40 т Н.С.В.

Не прекращая расхаживания попытаться восстановить циркуляцию с минимальной производительностью (не превышая рабочего давления) и только после получения стабильного давления и устойчивой циркуляции ступенчато увеличивать расход промывочной жидкости. При отсутствии циркуляции (скважина поглощает) прекратить промывку. Производить расхаживание до коэффициента 1,2 под руководством инженера по сложным работам.

 

3. Безопасность жизнедеятельности

 

3.1. Задачи в  области безопасности жизнедеятельности

Основными задачами в области безопасности жизнедеятельности в бурении являются задачи по созданию современных буровых машин, оборудования, технологических процессов и производственной среды, обеспечивающих безопасность условий труда. При разработке настоящего раздела учтены требования действующих нормативных документов: СНиП 245-71 «Санитарные нормы проектирования предприятий, ГОСТ-12.1-012-78 ССБТ». Вибрация, общие требования и безопасности». ПУЭ «Правила устройства электроустановок». Кроме того, в проекте использованы следующие общесоюзные и отраслевые нормы, правила и стандарты: следующие общесоюзные и отраслевые нормы, правила и стандарты:

1. ССБТ ГОСТ 12.1.007.76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования».
2. ССБТ ГОСТ 12.1.10.76 «Взрывобезопасность. Общие требования».
3. ССБТ ГОСТ 12.1.08.79 «Статическое электричество. Искробезопасность».
4. ССБТ ГОСТ 12.1.004.76 «Пожарная безопасность».
5. ССБТ ГОСТ 12.1.003.83 «Шум. Общие требования безопасности».
6. ССБТ ГОСТ 12.003.71 «Опасные и вредные производственные факторы».
7. Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности- Баку,1986г.

 

 

 

 

3.2. Анализ соответствия проектируемого объекта требованиям безопасности и экологичности

За объект проектирования принимается  скважина, расположенная на площади  «Северо - Брагунская», которая бурится  с помощью буровой установки БУ-5000ЭУ-1. Назначение скважины, ее конструкция и техническая характеристика принимаемого оборудования приводятся технико-технологическом разделе проекта.

В состав буровой установки  входят:

• вышечный блок;
• блок приготовления и очистки раствора (промывочной жидкости);
• насосный блок;
• пультбудка;
• трансформаторная подстанция;
• склад ГСМ.

В процессе эксплуатации и обслуживания основного и вспомогательного бурового оборудования обслуживающий персонал может иметь контакт с вредными и взрывоопасными веществами, параметры и свойства которых приведены в таблицах №3.1. и 3.2. На основании взрывопожароопасных свойств веществ, обращаемых в производстве, особенностей производственного процесса и режима работы в таблице 3.3. приведена классификация основных и вспомогательных производственных объектов по взрывоопасности, опасности поражения электротоком, а также категория устройств молниезащиты.

Учитывая специфику производственного  процесса при производстве буровых  работ, на основании требований ГОСТ 12.0.003-74 к опасным и вредным производственным факторам относятся следующие:

• движущиеся и вращающиеся элементы машин и механизмов;
• повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
• повышенный уровень шума и вибрации на рабочих местах;
• наличие электрического тока;
• повышенный уровень статического электричества;
• повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне или его резкое изменение;
• повышенная подвижность воздуха;
• отсутствие или недостаток естественного света;
• пониженная освещенность рабочей зоны;
• пониженная контрастность, прямая и отраженная блесткость;
• наличие источников (коммуникаций и аппаратов) с повышенным внутренним давлением;
• наличие заусенций и шероховатостей на поверхностях инструментов и оборудования;
• наличие вредных и токсичных веществ в воздухе рабочей зоны;
• физические перегрузки;
• нервно-психическое перенапряжение;
• монотонность труда;
• неправильная организация труда и отдыха и т.п.

К опасным зонам можно отнести  зоны у работающих насосов, лебедки  и других агрегатов, зоны, расположенные у устья скважины, зоны действия машинных ключей, зоны действия грузоподъемных механизмов, складирования бурильных труб, расположенные у нагнетательных коммуникаций и т.д.

Источниками загорания и взрыва на буровой установке могут стать:

• открытое пламя;
• нагретые поверхности машин и оборудования;
• искры, образующиеся при трении или соударении различных поверхностей;
• искры и дуги при эксплуатации неисправного электрооборудования, либо при неправильном его выборе.
• Разряды статического и атмосферного электричества.

Для строительства скважин  временно отчуждают значительные земельные  площади. После завершения бурения  и испытания скважины большая  часть временно отчужденной земли  подлежит возврату землепользователю  в рекультированном виде. Поэтому  до начала строительно-монтажных работ нужно снять почвенный слой и складировать его на отдельной площадке, а после завершения буровых работ снятую почву использовать для восстановления плодородия возвращаемого участка.