Особенности бурения скважин в условиях сероводородной агрессии
На многих нефтегазовых месторождениях в составе нефти и газа содержится сероводород. Очень часто пласты с нефтью и газом, содержащие сероводород, являются с АВПД. Сероводородная агрессия особенной проявляется при бурении глубоких скважин (более 4000 м) на месторождениях нефти и газа с содержанием сероводорода до 25-30% (например, Тенгизское нефтяное месторождение в Прикаспийской впадине).
Сероводород очень опасен для человека. При концентрации даже 1 мг/л возможна смерть от паралича дыхательного центра. Сероводород легко воспламеняется, а в смеси с воздухом взрывается. Температура воспламенения – 290ОС. Сероводород тяжелее воздуха, его плотность составляет 1,17 г/смЗ. Способность сероводорода образовывать скопления приводит к взрывоопасной концентрации, поэтому при проявлениях сероводорода возможны взрывы и пожары.
При бурении скважин, когда вскрываются пласты с сероводородом, должны соблюдаться жесткие требования по технике безопасности. В условиях сероводородной агрессии могут возникнуть следующие осложнения:
1. Разрушение бурильных, обсадных труб и устьевого оборудования в результате коррозионного растрескивания.
2. Ухудшение свойств буровых растворов – увеличение водоотдачи, образование высокопроницаемой фильтрационной корки.
3. При рН близкой к 7 в случае обильного поступления в скважину сероводорода, образуются густые липкие сгустки, что может привести к прихвату инструмента
Во время вскрытия пластов, содержащих сероводород, необходимо вести постоянное наблюдение за концентрацией сероводорода, для предупреждения отравления людей. Самый простой способ определения концентрации - с помощью индикаторной бумаги, которая изменяет цвет при увеличении концентрации. Для количественного определения содержания сероводорода пользуются газоанализаторами.
При бурении скважин в условиях сероводородной агрессии необходимо использовать:
- Химически ингибированные тампонажные цементы. В тампонажную смесь включают компоненты, препятствующие проникновению в цементный камень агрессивного агента.
- Бурильные, обсадные трубы и устьевое оборудование использовать из специальных сталей, стойких к наличию сероводорода.
- рН раствора поддерживать более 9.
- В раствор добавлять ингибиторы коррозии, способные связывать серу в соединения, трудно растворимые в воде.
Для нейтрализации сероводорода в раствор необходимо вводить медный купорос или железный купорос. В результате химической реакции образуются гидроокиси этих металлов и сульфаты натрия, кальция и т.д.
H2S + CuSO4 = H2SO4 + CuS¯
H2SO4 + Na2SiO3 = Na2SO4 + H2SiO3¯
Добавка силиката натрия Nа2SiO3 (жидкое стекло) практически полностью предотвращает коррозию бурового оборудования и инструмента.
При необходимости утяжеления бурового раствора необходимо использовать железистые утяжелители (гематит):
3H2S + Fe2O3 = Fe2S3 + 3H2O
Кроме гидроокисей металлов, могут быть использованы и карбонаты, при взаимодействии образуются:
H2S + Ca(OH)2 = CaS + 2H2O
H2S + FeCO3 = FeS + H2CO3ÞH2O + CO2
При использовании физико-химического метода достигается полная нейтрализация сероводорода с образованием продуктов реакции, не оказывающих вредного влияния на окружающую среду.
Контрольные вопросы:
- Что такое осложнение при бурении и какие виды осложнений наиболее часто встречаются?
- Что является основной причиной возникновения поглощений?
- Какие существуют меры предупреждения и ликвидации поглощений?
- Как могут возникнуть ГНВП?
- Какие существуют меры предупреждения и ликвидации ГНВП?
- Для чего служит противовыбросовое оборудование? Назовите основные типы и размеры противовыбросового оборудования.
- Что такое грифоны и межколонные перетоки и как они ликвидируются?
- Какие виды осложнений относятся к нарушениям целостности стенок скважины?
- Как предотвращаются и ликивидируются осложнения, связанные с нарушением целостности стенок скважины?
- Какие осложнения могут возникнуть при разбуривании интервала многолетне мерзлых пород?
- К каким осложнениям приводит сероводородная агрессия?
Литература:(О-1) с. 191-221;
(Д-4) с.172-190; (Д-5) с. 125-139.
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 8544;