Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 95

 

537 

 

 

538 

Предварительный план контроля давления 

I.Введение. быть готовым. 

А. Цель: исключить опасность выброса. 
Б.  Метод:  планирование  опасности  до  её  возникновения  для  устранения 

выбросе или осложнений типа потери циркуляции в результате выброса. 

В.  Методы,  достигнутые  исследованиями,  оценкой,  планированием  и 

действием. План предпринимаемых действий: 1) до забуривания, 2) до осложнений. 

II. Планирование до забуривания. 

А. Изучение площади. 

1.. Информация об истории скважины. 
2. Электрокаротаж. 
3. Акт испытания долота. 
4. Сейсмическая информация. 
5. Геологические факторы. 
6. Известные забойные давления. 

Б. Установке режима бурения. 

На  основе  исследований  устанавливается  безопасный  и.  экономический  режим 

бурения. Определяются задачи, варианты, включая непредвиденные буровые условия. 

В. Варианты плана. 

Условия  площадки  могут  потребовать  изменения  плана  введением  варианта, 

который  должен  быть  тщательно  оценен.  Важно  знать  как  и  почему  изменяется 
первоначальный  план.  Нужно  знать,  чем  вызвана  проблема  и  выбрать  альтернативу, 
исключающую  её  без  создания  другой  проблемы,  может  быть  более  серьезной.  Найти 
нужное  решение  довольно  трудно,  но  следует    направить  все  усилия  на  полное 
исключение осложнений. Этому во многом способствует раннее обнаружение проблемы. 

Г. Как управлять и контролировать скважину. 

На  основе  имеющихся  условий  могут  понадобиться  суммирующие  устройства 

объёма  в  амбаре,  датчики  потока,  дегазаторы,  газосепараторы  и  регулируемые  ситуации 
для  управления  и  контроля  за  поведением.  Частью  предварительного  планирования 
должен быть выбор необходимого оборудования управления скважиной. 

Персонал  должен  быть  обучен  для  работы  с  оборудованием,  которое  может 

оказаться  необходимым  для  использования  по  назначению.  Особое  внимание  следует 
уделить  управлению  при  первых  признаках  выброса.  Очень  важно  в  этом  случае 
использовать  незапрограммированные  буровые  машины  для  определения  реакции 
бригады на угрожающий выброс. При этом решаются многие задачи. 

1.  держать  бригаду  в  состоянии  готовности  относительно  поведения               

скважины. 

2. Повысить ответственность бригады. 
3. Обучить бригаду на раннее распознание. 
4. Своевременно определить аномальные состояния. 
5. Помочь в правильном заполнении скважины во время рейса. 

Кроме  этого,  предварительное  планирование  должно  потребовать  регистрацию 

потерь  давления,  в  системе  при  скорости  насоса,  равной  ? 

скорости,  обычно 

используемой при бурении. Регистрация обязательна для каждого рейса. Эта информация 
поможет установить начальное давление циркуляции, если произойдёт выброс. 

Д. Знание пределов давления скважин. 

Предпланирование  должно  определить  вероятные  слабые  места  в  программе 

контроля  за  скважиной.  Этой  точкой  обычно  является  наименьший  градиент  разрыва  в 
необсаженном  стволе,  а  в  большинстве  случаев  непосредственно  под  последним 
башмаком обсадной колонны. Максимальное давление определяются для противостояния 
этого.  Выбираются  и  испытываются  на  максимальное  ожидаемое  давление  давление 
разрыва обсадной трубы, нагрузка на превенторы, обвязка штуцера, штуцеры и т.д. Если 

 

539 

выброс  выходит  за  пределы  ограничений  контрольного  оборудования,  необходимо 
принять решение устранить выброс. 

Наиболее слабой точкой системы в неглубоких скважинах обычно является градиент 

разрыва  пласта,  что  ограничивает  максимальное  давление  в  обсадной  колонне,  которое 
можно  выдерживать  во  время  выброса.  Если  пластовое  давление  разрыва  превышает 
давление  обсадной,  скважину  нельзя  закрывать.  Это  вызывает  необходимость 
использовать  отклоняющую  систему  как  в  морском  бурении,  особенно  для  неглубоких 
скважин. 

Отклоняющие  системы  обеспечивают  контроль  за  скважиной  без  превышения 

градиента  разрыва  без  прерывания  фонтанирования  с  закачкой  утяжеленного  раствора, 
преодолевающего  пластовое  давление.  Этот  метод  относится  к  крайним  мерам,  но  не 
прерывает  контроль  за  скважиной,  что  бывает  при  потере  циркуляции.  Как  только 
скважину удалось обсадить, можно применить превенторы и регулируемые штуцеры. 

Одна из главных задач планирования относится к соответствующей глубине посадки 

обсадной колонны для снижения до минимума потеря циркуляции. Контроль за выбросом 
одинаково  труден  как  при  низком,  так  и  при  высоком  давлении.  К  сожалению,  потерю 
циркуляции не всегда можно предотвратить. Поглощение бурового раствора может быть 
полным  или  частичным.  Первый  признак  поглощения  -  снижение  объёма  обратной 
циркуляции. Частью программы планирования в случае выброса во время бурения должно 
быть  обучение  персонала  распознавать  ранние  признаки  аномального  поведения 
скважины. 

III. Планирование возможного выброса во время бурения. 
Подготовка: знать градиент разрыва. 
В  актив  режима  входит  определение  прочности  пласта  ниже  башмака  обсадной 

колонны.  Современная    методика  регулирования  градиента  разрыва  заключается  в 
постепенном  увеличении  давления  на  пласт  и  цементировании  до  падения  давления  для 
данного объёма закачки. 

Это давление герметизации будет максимально допустимым на цемент или пласт на 

этой  глубине.  При  отсутствии  контроля  за  скважиной  может  начаться  поглощение 
раствора, если это давление превышено во время процесса глушения. 

Некоторые  операторы  испытывают  пласт  давлением  равным  максимальному  весу 

раствора,  ожидаемому  до  следующей  установки  обсадной.  Такое  испытание  можно 
повторять в необсаженном стволе после разбуривания первой проницаемой зоны, если нет 
правил,  регулирующих  испытание  (например,  первый  песчаник,  разбуренный  ниже 
обсадной).  В  этой  зоне  обычно  градиент  разрыва  наименьший  для  принятия  всего 
раствора. 

Испытательное  давление  упорного  хвостовика  обсадной  колонны  определяет 

максимальное 

общее 

давление, 

которое 

можно 

регулировать. 

Этот 

процесс  

«герметизации»  включает  закачку  небольшого  объёма  раствора  при  закрытой  скважине. 
Затем  закачка  прекращается  и  регистрируется  давление.  Эта  операция  повторяется  до 
снижения давления, рис.29. 

Этим устанавливается ограничение давления (давление разрыва) на пласт, рsi. Если 

произошел  выброс  и  скважина  закрыта,  то  статическое  давление  и  гидростатическое 
давление  раствора  может  превысить  давление  разрыва  пласта.  Поэтому  важно  знать,  
какое  давление  при  закрытой  скважине  может  выдержать  пласт.  Определяется  это 
вычитанием  гидростатического  давления  раствора  из  пластового  давления  разрыва. 
Гидростатическое давление раствора при каждом изменении веса. 

Исходя  из  испытания  герметизации,  строится  график  или  таблица  для  получения 

максимально допустимого давления обсадной в зависимости от веса раствора. Пример на 
рисунке  30,  основанный  на  испытании  герметичности  рис.28,  давление  герметизации 
равно  700  рsi.  Гидростатическое  давление  1248  рsi  на  глубине  2500  футов  при  весе 
раствора 9,6 фунт/гал.   

 

540 

Максимальное  давление  в  закрытой  скважине  можно  рассчитать  по  графическому 

анализу,  давление  разрыва  можно  преобразовать  в  эквивалентный  вес  раствора  по 
следующей формуле: 

Эквивалент = НР + давление герметизации + 0,052 х глубину, т.е. 14,9 ф/гал. 
График, подобный тому, что на рис.30, где давление герметизации вычерчено по оси 

«у», а вес раствора  - по оси «х». Вес раствора  - 9,6 фунт/гал, давление герметизации 700 
рsi.  В этом пересечении ставится точка. Другая точка определяется на пересечении 14.9 
ф/гал и 0 давлении (эквивалент  веса раствора для герметизации). Обе точки, соединяются 
прямой  линией.    Для  определения  максимального  давления  при  закрытой  скважине,  не 
превышающем  давление  разрыва,  провести  линию  от  веса  раст  вора  до  пересечения  с 
ранее проведенной линией, а затем влево, получится точка мак — симально допустимого 
давления  при  закрытой  скважине.  На  примере  рис.30  использовался  раствор  весом  12 
ф/гал.  Максимальное  давление  при  закрытой  скважине  составило  390  рsi.  В  график 
следует  включить  предел  безопасности  вычерчиванием  другой  линии,  параллельной 
максимальному  давлению,  которая  должна  отражать  величину  безопасного  предела  в 
ф/гал. Для примера на рис.30 это 0,5 ф/гал. Для того же раствора 12 ф/гал максимальное 
давление  будет  320  рsi.  Преимущество  вычерчивания  графика  в  том,  что  не  нужно 
рассчитывать гидростатическое давление раствора при каждом изменении его веса. 

 

Если  диаграмма  используется  для  определения  максимально  допустимого  давления 

обсадной колонны во время обработки выброса циркуляцией, линия безопасного предела 
должна  включать  потери  давления  в  кольцевом  пространстве  при  заранее  определенной 
малой  скорости  насоса.  Давление  в  обсадной  колонне  не  должно  превышать  предел