Аварийные ситуации при бурении скважин

При бурении нефтяных и газовых скважин быстровращающимся турбобу­ром в скважинных трубах, заполненных буровым раствором, генерируются циклические возмущения с амплитудой колебаний, почти равной рабочему давлению. Это приводит к высоким ударным и вибрационным нагрузкам на элементы конструкции бурового комплекса. В результате выходят из строя манифольды, происходит отрыв турбобуров, разрушение обсадных труб, бурового оборудования в целом. Аналогичные явления имеют место при добыче нефти: при закрытии обратных клапанов, а также при запуске глубинных насо­сов уровень колебаний в месте их стыка со скважиной может достигать 2-3-кратного превышения рабочего давления, т.е. до 30 МПа. Глубинные насосы также являются сильными возбудителями колебаний давления из-за неуравно­вешенности ротора и консольного характера крепления насоса, в результате чего возникают интенсивные вибрации скважинных труб.

Расчетная вероятность открытого фонтанирования скважин оценивается в 1,69*10³. В то же время статистика показывает, что буровые организации газовой промышленности допускают 1 фонтан на каждые 230 тыс. м проходки, в нефтяной промышленности - 1 фонтан на 3,3 млн м проходки, в разведочном бурении - на 720 тыс. м.

По статистике, в среднем на одном нефтегазодобывающем предприятии име­ют место до 30 так называемых полетов глубинных насосов в год. Ликвидация подобных аварийных ситуаций обходится в несколько миллионов рублей в год (в пределах Российской Федерации). При этом наносится существенный экологический ущерб в связи с утечкой нефти из разбираемых насосно-компрессорных труб.

Общая вероятность возникновения аварийных ситуаций на 1000 м бурения в нефтегазовой промышленности при разведочном бурении составляет 0,162. а при эксплуатационном - 0,03; неуправляемых нефтегазопроявлений - 1 слу­чай на 1000 скважин.

В табл. 5.49 приводится вероятность возникновения аварийных ситуаций при бурении скважин как среднестатистическая для отрасли.

При аварийных ситуациях могут возникнуть следующие осложнения процесса бурения:

- поглощение промывочной жидкости и тампонажного раствора;

- нарушение устойчивости пород, слагающих стенки скважин;

- самопроизвольное искривление оси скважин.

Таблица 5.49 - Вероятность возникновения аварийных ситуации на 1000 м бурения

Перечисленные осложнения могут привести как к прямому, так и к косвенному воздействию на ОС. Первый вид осложнений может стать причиной за­грязнения подземных вод, нарушение устойчивости пород приводит к увели­чению непредусмотренного образования отходов бурения.

Самопроизвольное искривление оси скважин оказывает лишь косвенное воздействие на ОС, увеличивая длительность воздействия.

Опасность загрязнения ОПС в результате излива пластовых вод, нефти и выброса газов с устья скважин будет минимальной, если:

- в разрезе отсутствуют скважины горизонтов с аномально высоким пластовым давлением, а также осуществляется бурение с превышением гидроста­тического давления над пластовым на 10-15 %, исключающее нефтегазово-допроявления в процессе углубления скважин;

- скважины осваиваются на кустовой площадке непосредственно в нефтесборную сеть.

Для случая излива должно быть предусмотрено захоронение сточных вод через поглощающую скважину в подземные горизонты.

Как показывает опыт работы, наиболее распространенным осложнением при бурении скважин является поглощение промывочной жидкости, которое встречается при бурении как под кондуктор, так и под эксплуатационную колонну. Интенсивность поглощения изменяется от частичного до катастрофического. Частичное поглощение ликвидируется в основном намывом наполнителей в зону поглощения, закачкой глинистых и глинисто-цементных тампонов, а так­же установкой цементных мостов.

Новым в технологии борьбы с катастрофическим поглощением на месторождениях при бурении под эксплуатационную колонну стало применение профильных перекрытий "ТатНИПИнефть" ОЛКС 216У ("гофра" в зоне по­глощения) с дальнейшей установкой глинистых тампонов.