В новостных лентах внезапно появилась информация о том, что где-то на Уватском участке произошел выброс нефти и газа с последующим взрывом, в результате которого пострадали два человека
Я удивляюсь, как в современном информационном пространстве не такое уж редкое явление, как выброс нефти и газа преподносится как нечно аналогвнетное. Да таких выбросов ежегодно бывает множество во всем мире, не все заканчиваются пожарами и человеческими жертвами, но ничего нового и необычного. Я сам не раз видел такие и даже с пожаром, а уж выбросы раз десять герметизировал.
Почему же происходят выбросы, фонтаны и пожары на скважине?
Это явление также известно как газонефтеводопроявления (ГНВП). Важно отметить, что такие осложнения могут возникать не только при капитальном ремонте скважин (КРС), но и при других работах на скважинах, когда устье скважины остаётся открытым, например, при бурении, освоении и т.д.
ГНВП представляет собой процесс, при котором на устье скважины начинает появляться содержимое пласта, через который проходит скважина. Это содержимое может быть представлено нефтью, газом или водой. Содержимое пласта также называют флюидом, поэтому другое название этого явления — флюидопроявление.
Однако существует ещё более серьёзное последствие, которое носит название грифонообразования. Это явление представляет собой выход пластовых флюидов на дневную поверхность не через ствол скважины, а за пределы обсадной колонны.
Если нарушается целостность обсадной трубы и цементного камня вокруг неё, флюиды могут подниматься на поверхность по образовавшимся разрывам и трещинам. Это может привести к размыванию поверхности и образованию кратера, в который могут провалиться люди, оборудование и другие объекты.
ГНВП — это осложнение, которое, как и многие другие, можно легко устранить на ранней стадии. Главное — не упустить момент его появления и правильно действовать.
Если упустить этот момент, то может произойти выброс, когда флюид вырывается из скважины в виде мощного потока нефти, газа и воды. Но даже во время выброса можно управлять скважиной, по крайней мере, на начальном этапе. Для этого используется специальное оборудование, которое так и называется противовыбросовым (ПВО)
Кроме того, каждый специалист в нефтяной отрасли проходит обучение по курсу «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях» каждые два года.
Но если по какой-то причине не удалось предотвратить выброс, то последствия могут быть катастрофическими, начинается открытый фонтан — неуправляемый поток жидкости из скважины. В такой ситуации бригада КРС, бурения и освоения уже не может помочь, необходимо вызывать специальную службу по борьбе с фонтанами.
Это специалисты с крепкими нервами и стальными яйцами, которых часто называют «смертниками». Я видел их в деле несколько раз, это действительно смелые люди, которые не боятся рисковать. Они заслуживают уважения и восхищения, я бы не смог работать на такой работе, даже если бы мне предложили в разы больше денег.
Ещё более опасными являются грифоны. В случае фонтанирования оборудование остаётся на месте, и его можно попытаться закрыть, но при грифоне такой возможности нет. В таких случаях применяются экстремальные методы, например, обстрел скважины из пушки, направленный взрыв или даже подземный ядерный взрыв, как это было на Урта-Булаке в Узбекской ССР в 1966 году.
Начнем с теории. Скважина имеет на поверхности устье, а дно – забой – входит в продуктивный пласт. В пласте находится газожидкостная смесь, которая называется флюид. Под воздействием различных факторов он находится под давлением. Давление это называется пластовым. Оно может быть различным, от нескольких десятков до сотен атмосфер.
Газожидкостная смесь, которая находится в скважине тоже имеет свою массу (и вес), и вес этой жидкости создает давление на забое скважины, которое называется забойным. Если пластовое давление равно забойному, то происходит уравновешивание и скважина никак не проявляет себя. Нефтяники говорят скважина молчит, то есть нет выделения нефти, воды, газа (газонефтеводопроявлений). То же самое происходит в том случае, когда давление, создаваемое столбом скважинной жидкости, больше пластового, скважина молчит. В этих обоих случаях говорят, что создана репрессия на пласт (давление, равное/превышающее пластовое).
В обратной ситуации, когда вес столба скважинной жидкости создаёт давление, которое меньше пластового, возникает депрессия на пласт. Это приводит к тому, что скважина начинает проявлять себя: из неё начинает выделяться газ, а также истекать нефтегазовая смесь (происходят газонефтеводопроявления).
Естественно, возникновение депрессии на пласт недопустимо. Поэтому перед ремонтом скважину предварительно глушат, то есть проводят промывку жидкостью, которая создаёт репрессию на пласт. Это позволяет вымыть содержимое скважины и «запереть» нефть, газ и воду в пласте.
В теории, если скважина заглушена правильно и ремонт выполнен по технологии, то проявлений быть не должно. Однако на практике они случаются довольно часто.
Почему это происходит?
Причин несколько. Первая причина – это геолого-технические характеристики скважины. По степени возникновения ГНВП скважины делятся на три категории.
1 категории: все газовые скважины, скважины, с газовым фактором свыше 200 м3 (объем растворенного газа в одной тонне нефти), скважины с нарушением колонны и пр.
2 категории: Скважины с газовым фактором менее 200 м3 и пр.
3 категории: Скважины с аномально низким гидростатическим давлением и пр.
Более подробно можно прочитать тут и тут
Категория скважины и газовый фактор всегда прописан в плане работ, правда иной раз сам недропользователь явно снижает категорию скважины для ускорения работ. Нередко бывают случаи, когда газовый фактор бывает куда выше 200 м3, под 400-500, а категорию умудряются ставить третью
Вторая причина самая распространённая – нарушение технологии ремонта и правил промышленной безопасности. Точнее причина не одна, а несколько:
1. - Недостаточная плотность раствора глушения вследствие ошибки при составлении плана работ или несоблюдения рекомендуемых параметров раствора бригадой текущего, капитального ремонта и освоения скважин. Т. е. геологи не измеряли пластовое давление, прикинули по карте изобар, взяли более низкое – и выброс гарантирован. Или это вина глушения, нет полного объема, вместо, предположим, пятидесяти метров кубических зальют тридцать, а потом думают, отчего это скважина не успокоилась
2. Отсутствие долива скважины при спускоподъемных операциях инструмента и оборудования. Поднимают трубу, не доливают, столб жидкости в скважине снижается, вес падает и начинается проявление. Классика, можно сказать
3. Поглощение жидкости, находящейся в скважине. Нужно постоянно доливать, чтобы поддерживать достаточный уровень
4. Снижение плотности жидкости в скважине при длительных остановках за счет поступления газа из пласта. Длительные простои скважины без промывки. После глушения или приостановки работ должно проходить не более 72-х часов.
5. Наличие в разрезе скважины газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивающих опасность возникновения газонефтеводопроявлений (даже если пластовое давление ниже гидростатического).
Как видим, причин много
В чём суть ГНВП?
Основная причина — это газ, растворённый в нефти и воде. При определённом давлении он может растворяться в этих жидкостях. Это давление называется давлением насыщения.
Если скважина закрыта, то столб жидкости создаёт достаточное забойное давление, и газ остаётся растворённым. Но если столб жидкости недостаточно высок, то давление поднимается выше давления насыщения и газ начинает выделяться из нефти и воды.
На начальном этапе процесс протекает неспешно. Формируются отдельные небольшие пузырьки (так называемый пузырьковый режим). По мере снижения давления образуются более крупные пузырьки – это так называемый снарядный режим. В этот момент необходимо обеспечить герметичность устья скважины. Если упустить этот момент, то начинается наиболее интенсивный этап – кольцевой режим всплытия, при котором газ заполняет всё пространство внутри трубы и выталкивает жидкость.
И на устье уф-уф, шайтанама, начинается выброс, свистит газ, летит нефть, мат-перемат, помбуры тащат запорную компоновку, накручивают, закрывают превентор.
Или не успевают закрыться, бегут с устья и начинается открытый фонтан
Судя же по видео, на скважине начался выброс газа, загорелась проводка, что и привело к взрыву. Не удивлен, это же ЕПРС (Ермаковское предприятие по ремонту скважин), где работают не самые лучшие специалисты, преимущественно с горных южных рубежей родины. Впрочем в капитальном ремонте не самые лучшие специалисты это уже, увы, давно норма. Сталкивался я с этой организацией, так как пришлось поработать и на Уватском кластере, только на Усть-Тегусе, та еще дыра, как мы ушли оттуда - так все на радостях перекрестились.