Какое давление на устье скважины

Тема 1.1. Основные понятия о давлениях в скважине

Тема 1. Основные понятия о ГНВП и фонтанах.

Лекций по программе

Курс

«Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях».

Открытые фонтаны всегда были и остаются в настоящее время самыми тяжелыми авариями при бурении и ремонте скважин. Как правило, открытые фонтаны сопровождаются многими последствиями. Такими как:

n потеря бурового и другого оборудования

n непроизводственные материалы и трудовые затраты;

n загрязнение окружающей среды (разливы нефти или минерализованной воды, загазованность и др. ) ;

n перетоки внутри скважины, вызывающие истощение месторождения и загрязнение вышележащих горизонтов;

n случаи человеческих жертв.

Несмотря на совершенствование противовыбросового оборудования и технологию проводки, освоения и ремонта скважин количество открытых фонтанов и убытки от них сокращаются медленно. Чаще всего причиной этого является отсутствие должного контроля за поведением скважины, при которой невозможно определить начало ГНБП и своевременно принять меры по его ликвидации, а так же неграмотные работы по глушению проявления. Каждый открытый фонтан проходит стадии:

· Начала ГНВП, когда в ствол скважины только начинает поступать флюид из пласта.

· Подъем флюида по стволу скважины и выброс, если устье оказалось незагерметизированным.

Нормальная ликвидация проявления может быть только в том случае, если его обнаружение и герметизация произошли на первом этапе — начале поступления флюида из пласта т.е. произвести раннее обнаружение начала ГНВП.

ГНВП— это поступление пластового флюида ( газ, нефть, вода, или их смесь ) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении , ремонте и эксплуатации.

Выброс — кратковременное, интенсивное вытеснение из скважины порции бурового раствора энергией расширяющегося газа.

Открытый фонтан — неуправляемое истечение пластового флюида через устье скважины в результате отсутствия, разрушения, или негерметичности запорного оборудования, или грифонообразования.

Давление, P – Мпа; кгс/см. 2 . Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях.

Гидростатическое давление, Pr — Мпа; кгс/см.кв.. . Гидростатическим давлением принято называть давление, определеяемое весом столба раствора выше рассматриваемого сечения, приходящегося на единицу площади.

где r — плотность флюида, г/см 3 ;

H — глубина скважины, м.

В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола.

Гидравлические потери (сопротивление) Pr.c, Мпа; кгс/см. 2 . Гидравлические потери определяются как давление, которое необъодимо создать, чтобы прокачать данный флюид с данной скоростью через данную систему. Гидравлические потери возникают только при прокачивании флюидов и суммируются со всеми другими давлениями, действующими в интересующей нас точке.

Значение гидравлических потерь определяется по существующим методикам.

Избыточное давление, Pиз—кгс/см. 2 .Избыточное давление (противодавление) есть давление, действующее на закрытую или открытую (в динамике) систему, определяемое иными, чем гидростатическое давление, источниками. В нашем случае избыточным давлением в закрытой при ГНВП скважине будет давление в бурильных трубах Pиз.т. и колонне Pиз.к. Избыточным давлением в динамических условиях будут гидравлические потери в дросселе +Pr.c.

Избыточное давление добавляется к давлению, действующему в рассматриваемой точке в статических и динамических условиях. Это положение является основополагающим в понимании методики глушения скважины.

Избыточное давление в бурильных трубах. Pиз.т. — кгс/см. 2 Pиз.т. — это давление на стоянке при закрытой скважине без циркуляции. Pиз.т. равно разнице между пластовым давлением Pпл и гидростатическим давлением столба бурового раствора в бурильных трубах.

Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз.к. — кгс/см. 2 Pиз.к. — это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутвии циркуляции. Pиз.к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве.

Пластовое давление, P пл — кгс/см. 2 . Пластовое давление есть давление флюида в рассматриваемом пласте. Пластовое давление равно гидростатическому давлению столба бурового раствора в бурильных трубах плюс Риз.т. при закрытой скважине. Нормальным пластовым давлением считается давление равное гидростатическому давлению столба воды на глубине залегания пласта. Пластовое давление выше давления столба воды называется аномально высоким пластовым давлением. Пластовое давление ниже давления столба воды называется аномально низким пластовым давлением.

Забойное давление, Рзаб — кгс/см. 2 Забойное давление есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях. Рзаб=Рr+Pr.ск+Риз.

Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его:

— в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;

— при ГНВП , когда скважина закрыта , Рзаб=Рпл.

Основным условием начала ГНВП является превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением.

Забойное давление в скважине во всех случаях зависит от величины гидростатического давления бурового раствора заполняющего скважину и дополнительных репрессий вызванных проводимыми на скважине работами ( или простоями ).

ЕТПБ требуют, чтобы гидростатическое давление ( Р г ) превышало пластовое ( Р пл ) в следующих размерах :

для скважин с глубиной до 1200м Р=10% Р пл, но не более 1,5 МПа

для скважин с глубиной более 1200м Р=5% Р пл, но не более 3,0 Мпа

При известном пластовом давлении горизонта необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт определяют:

Дата добавления: 2014-11-06 ; Просмотров: 4491 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Характерные особенности и отличие газопроявлений и нефтепроявлений. Максимальное избыточное давление на устье скважины при ГНВП

Газопроявление более опасно вследствие способности газа изменять свой V и Р в больших пределах. Газопроявление возникает и переходит в выбросы значительно быстрее, чем нефтяные. Св-ва газа определяются по закону Бойля-Мариотта. P1V1=P2V2. При открытом устье скважины газ всплывает, увеличиваясь в объёме в сотни раз. Происходит газовый выброс. На забое возникает глубокая депрессия, что при отсутствии ПВО на устье может привести к открытому фонтану. При закрытом устье газ всплывает, сохраняя свой V и Р. Руст достигает примерно Рпл. А на забое давление удваивается, что может привести к ГРП, к разрушению ПВО. (Руст=Рзаб; Рзаб=2ÎРпл). Максимальное давление на устье скважины возникает в случае полного замещения ствола жидкости пластовым флюидом (в газовых скважинах – газом), Руст=Рпл – в газовых скважинах, Руст=Рпл-0,1gH – в нефт. скважинах.

Признаки обнаружения проявлений

Основные признаки газонефтеводопроявлений

· Перелив жидкости из скважины при отсутствии циркуляции.

· Увеличение объема промывочной жидкости в приемных емкостях при бурении или промывке скважины.

· Увеличение скорости потока промывочной жидкости из скважины при неизменной подаче насоса.

· Уменьшение, по сравнению с расчетным, объема доливаемой жидкости при подьёме инструмента.

· Увеличение объема вытесняемой из скважины жидкости при спуске труб по сравнению с расчетным.

· Снижение плотности жидкости при промывке скважины.

· Повышенное газосодержание в жидкости глушения.

· Снижение уровня столба раствора в скважине при технологических остановках или простоях

Первоочередные действия персонала при возникновении аварийных ситуаций. При порыве нефтесборного коллектора.

· вывести людей из опасной зоны;

· остановить скважины и АГЗУ, работающие на поврежденный нефтепровод, закрыть задвижки на коллектор;

· закрыть движение транспорта и выставить знаки;

· принять меры к недопущению растекания нефти.

Билет 7

Монтаж и эксплуатация устьевого оборудования на скважинах с АУШГН

Наиболее распространён в мировой практике штанговый насосный способ добычи нефти, который охватывает более 2/3 общего действующего фонда.

1.СШГНУ (скважинная штанговая глубинная насосная установка) состоит из СК, устьевой арматуры, колонны НКТ, подвешенной на устьевом вкладыше, насосных штанг, штангового насоса – вставного или невстаного (трубного). Возвратно-поступательное движение плунжерного насоса, подвешенного на штангах, обеспечивает подъём продукта из скважины на поверхность. При наличии парафина на штангах устанавливают скребки.

2.Устьевой патрубок с фланцем и вместе с устьевым вкладышем предназначен для:

-обвязки и герметизации устья скважины;

-удержания на весу колонны НКТ;

-направления нефти в выкидную линию;

-выполнения различных технологических операций;

-регулирования отбора и проведения глубинных исследований.

До установки на устье, арматура в сборе в условиях мех. мастерских опрессовывается водой на рабочее давление 140 атм. с выдержкой 5 мин.

3.Полированый шток предназначен для соединения колонны насосных штанг с канатной подвеской. ПШ изготавливают из круглой холоднотянутой калиброванной углеродистой стали марки «40». Выпускаются 3-х типоразмеров:

-D31 мм, L=2600 мм, P=6,5 т, масса=15 кг;

-D31 мм, L=4600 мм, P=6,5 т, масса=27 кг;

-D36 мм, L=5600 мм, P=10 т, масса=46 кг.

4.Сальник устьевой самоустанавливающийся предназначен герметизации ПШ. Характерной особенностью СУС является шарнирное соединение между головкой сальника и его тройником – для поворота головки в пределах конусного угла 3 градуса и самоустанавливание по ПШ – этим обеспечивается уменьшение одностороннего износа набивки при несоосности ПШ с осью ствола скважины. Сальник устьевой изготавливается 2-х типоразмеров: СУС1А-73Î31 и СУС2А-73Î31.

СУС1А – с одинарным уплотнением, предназначен для скважин с низким статическим уровнем и без газопроявлений. Выдерживает Р=70 атм. при неподвижном ПШ.

СУС2А – с двойным уплотнением, предназначен для скважин с высоким статическим уровнем и с газопроявлениями. Выдерживает Р=140 атм. при неподвижном ПШ и затянутой сальниковой набивке.

5.После монтажа на устье арматура должна быть опрессована (без СУС) на максимально ожидаемое давление, но не выше Ро э/к или Рраб АУШГН.

6.Обвязка устья скважины должна позволять смену набивки СУС при наличии давления в скважине, замер давления и температуры продукта на устье.

7.СК предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение плунжера глубинного насоса.

Все движущиеся части СК должны быть ограждены, кондуктор должен быть связан с рамой СК двумя заземляющими проводниками, доступными для осмотра. Стальной канат применять запрещается.

Физико-химические свойства сероводорода. Действие на организм человека. Средства защиты.

Сероводород H2S (гидрид серы).

Сильно токсичный, взрывоопасный и корозионноактивный бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц, сладковатым запахом при малых концентрациях. При больших концентрациях запах не чувствуется. Горит синеватым пламенем с выделением сернистого газа (SO2) и воды. Хорошо растворяется в воде. В водном растворе является слабой кислотой и, при попадании на кожу человека, вызывает покраснение и экзему. Относится к сильным нервно-паралитическим ядам, вызывает смерть в результате остановки дыхания. Температура воспламенения 246°С. Плотность – 1, 54 кг/м 3 , по отношению к воздуху – 1,19, поэтому скапливается в низинах, траншеях, ямах.

ПДК – 3 мг/м 3 – в смеси с углеводородами (С1 – С5)(0,0002%);

– 10 мг/м 3 – в чистом виде (0,00066%).

– 1,4 мг/м 3 – порог чувствительности;

– 0,008 мг/м 3 – норма для населённого пункта (СанПиН-22.1/21.1.567-96).

НПВ – 4,3% (60000 мг/м 3 ).

ВПВ – 45,5% (640000 мг/м 3 ).

Действие при различных концентрациях:

1.150 мг/м 3 – лёгкое отравление (появляется насморк, затем кашель).

2.250 мг/м 3 – лёгкое отравление (жжение и боль в глазах, светобоязнь, металлический вкус во рту, головная боль, тошнота, потеря сознания).

3.750 мг/м 3 – тяжёлое отравление (через 15 – 20 минут – смерть).

4.1000 мг/м 3 – смерть.

1.Обезопасить себя (надеть противогаз с соответствующей коробкой).

2.Вынести пострадавшего на свежий воздух.

3.Определить состояние пострадавшего.

4.Оказать первую медицинскую помощь.

1.Фильтрующий противогаз с коробкой БКФ (зелёной), КД (серой), В (жёлтой).

2.Изолирующий противогаз (шланговый, кислородный).

3.Воздушный дыхательный аппарат (ВДА).

Первоочередные действия персонала при возникновении аварийных ситуаций. При порыве выкидной линии

· вывести людей из опасной зоны;

· остановить скважину, закрыть задвижки на выкидную линию;

· закрыть движение транспорта и выставить знаки;

· принять меры к недопущению растекания нефти;

· ликвидировать порыв или заменить выкидную линию.

Источник

Нефтегазовая библиотека

ЗабойНефтегазовая библиотека Основные понятия о давлениях в скважине

Основные понятия о давлениях в скважине

Давление, P – Мпа; кгс/см.2. Давление определяется как сила, действующая на единицу площади. Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях.

Гидростатическое давление, Pr – Мпа; кгс/см. кв.. . Гидростатическим давлением принято называть давление, определеяемое весом столба раствора выше рассматриваемого сечения, приходящегося на единицу площади.

В наклонных скважинах глубина скважины H определяется как вертикальная составляющая длины ствола.

Гидравлические потери (сопротивление) Pr. c, Мпа; кгс/см.2. Гидравлические потери определяются как давление, которое необъодимо создать, чтобы прокачать данный флюид с данной скоростью через данную систему. Гидравлические потери возникают только при прокачивании флюидов и суммируются со всеми другими давлениями, действующими в интересующей нас точке.Значение гидравлических потерь определяется по существующим методикам.

Избыточное давление, Pиз – кгс/см.2. Избыточное давление (противодавление) есть давление, действующее на закрытую или открытую (в динамике) систему, определяемое иными, чем гидростатическое давление, источниками. В нашем случае избыточным давлением в закрытой при ГНВП скважине будет давление в бурильных трубах Pиз. т. и колонне Pиз. к. Избыточным давлением в динамических условиях будут гидравлические потери в дросселе +Pr. c.

Избыточное давление добавляется к давлению, действующему в рассматриваемой точке в статических и динамических условиях. Это положение является основополагающим в понимании методики глушения скважины.

Избыточное давление в бурильных трубах. Pиз. т. – кгс/см.2 Pиз. т. – это давление на стоянке при закрытой скважине без циркуляции. Pиз. т. равно разнице между пластовым давлением Pпл и гидростатическим давлением столба бурового раствора в бурильных трубах.

Избыточное давление в обсадной колонне, Pиз. к. – кгс/см.2 Pиз. к. – это давление в затрубном (кольцевом) пространстве на устье закрытой скважины при отсутвии циркуляции. Pиз. к. равно разнице между пластовым давлением и общим гидростатическим давлением столба флюидов в затрубном пространстве.

Пластовое давление, P пл – кгс/см.2. Пластовое давление есть давление флюида в рассматриваемом пласте. Пластовое давление равно гидростатическому давлению столба бурового раствора в бурильных трубах плюс Риз. т. при закрытой скважине. Нормальным пластовым давлением считается давление равное гидростатическому давлению столба воды на глубине залегания пласта. Пластовое давление выше давления столба воды называется аномально высоким пластовым давлением. Пластовое давление ниже давления столба воды называется аномально низким пластовым давлением.

Забойное давление, Рзаб – кгс/см.2 Забойное давление есть общее давление на забое скважины (или под долотом) в любых условиях. Рзаб=Рr+Pr. ск+Риз.

Рзаб. в зависимости от условий может быть равно пластовому давлению, больше или меньше его:
– в нормальных условиях бурения Рзаб>Рпл;
– при ГНВП, когда скважина закрыта, Рзаб=Рпл.

Основным условием начала ГНВП является превышение пластового давления вскрытого горизонта над забойным давлением.

Забойное давление в скважине во всех случаях зависит от величины гидростатического давления бурового раствора заполняющего скважину и дополнительных репрессий вызванных проводимыми на скважине работами ( или простоями ).

ЕТПБ требуют, чтобы гидростатическое давление ( Р г ) превышало пластовое ( Р пл ) в следующих размерах:
для скважин с глубиной до 1200м Р=10-15% Р пл, но не более 1,5 МПа
для скважин с глубиной до 2500м Р=5-10% Р пл, но не более 2,5 Мпа
для скважин с глубиной свыше 2500м Р=4-7% Рпл, но не более 3,5 Мпа

При известном пластовом давлении горизонта необходимая плотность промывочной жидкости, на которой должен вскрываться этот горизонт определяют:

Определение забойных давлений ( Р заб )

Забойное давление при механическом бурении и промывке

Ргск – гидравлическое сопротивление кольцевого пространства.

Ориентировочно, для неглубоких скважин оно составляет :

Ргс – полное гидравлическое сопротивление без учета перепада давления на турбобуре.

При промывке скважины после спуска труб или длительных простоях без промывки забойное давление может снижаться за счет подъема по стволу газированных пачек бурового раствора и резкого увеличения их объема к устью.

Забойное давление после остановки циркуляции первое время равняется гидростатическому

Забойное давление при отсутствии циркуляции длительное время снижается за счет явлений седиментации, фильтрации, контракции, а так же температурных изменений бурового раствора на величину D Рст

При спуске каждой свечи бурильного инструмента под долото возникают знакопеременные гидродинамические давления. В начале спуска свечи с ростом скорости спуска нарастает и репрессия под долотом. После того, как скорость выровнялась – репрессия достигает максимума и остается постоянной до момента начала торможения. При резком торможении репрессия снижается до «О» и переходит в депрессию.
Величина репрессии + DРдс – определяют по формуле ( X ).
Величина депрессии – DРдс при скорости спуска меньшей Iм/с составляет 0,01qgL при скорости спуска большей I м/с.

DРдс = ( 0,02 – 0,05 ) rgL

Для того, чтобы не возникало ГНВП при наличии вскрытого продуктивного горизонта необходимо, чтобы во всех случаях забойное давление превышало пластовое Рзаб > Рпл.

Допустимое давление, – кгс/см. кв.Допустимое давление – это давление, при котором не происходит разрушения скелетной решетки пласта или поглощения бурового раствора. Обычно Рr. p>>Pпл.

Основные принципы анализа давлений

Давлениями, которые мы можем регулировать и контролировать при промывке скважины во время ликвидации проявления, являются:
– гидростатическое давление – Рr;
– гидростатические потери – Pr. c;
– избыточное давление – Pиз.

Общее давление в любой точке скважины будет складываться из этих трех давлений Pобщ=Рr+Рr. c+Pиз, поэтому представляет интерес рассмотреть вопрос, как рассчитать каждое из этих давлений, а также четко уяснить, как и где эти давления будут способствовать или отрицательно влиять на процесс ликвидации проявлений.

Источник