Управление скважиной основывается на принципе, как минимум, двух барьеров.
Управление скважиной осуществляется с целью предотвращения внепланового притока пластового флюида в скважину.
В процессе бурения (после установки кондуктора), ремонта и эксплуатации скважины необходимо иметь, как минимум, два независимых и испытанных барьера в скважине.
Если говорить про процесс бурения скважины, то первым барьером является буровой раствор соответствующей плотности, который обеспечивает необходимую величину противодавления на стенки скважины.
Если по каким-то причинам первичный контроль скважины утрачен (забойное давление стало ниже пластового), то используют второй барьер.
Второй барьер включает в себя обсадную колонну (кондуктор) и смонтированное на ее колонном фланце противовыбросовое оборудование.
Итак, ПВО монтируют на колонный фланец кондуктора, т.е. интервал под кондуктор бурят без использования противовыбросового оборудования. Надеюсь, все понимают, что бурении интервала под кондуктор существует только один барьер на пути возможного ГНВП – буровой раствор, со всеми вытекающими последствиями.
Несколько слов о кондукторе.
Кондуктор – эта первая обсадная колонна в конструкции скважины, если не считать направление.
Кондуктор предназначен для:
- укрепления верхних неустойчивых горных пород;
- изоляции верхних водонасыщенных горизонтов;
- монтажа ПВО.
Согласно Нормам и Правилам строительства нефтяных и газовых скважин, дальнейшее углубление скважины, после установки кондуктора, без ПВО запрещено.
Одна из важных задач при составлении проекта на строительства скважины – определение глубины бурения интервала под кондуктор.
С одной стороны, после разбуривания водонасыщенного горизонта на полную мощность его необходимо сразу изолировать при помощи кондуктора, сократив до минимума объем фильтрата бурового раствора под действием дифференциального давления в водонасыщенный пласт. Этого требует экологическая безопасность. Ни для кого не секрет, что достаточно большое количество территорий остались без питьевой воды по вине буровиков.
С другой стороны, кондуктор должен изолировать самый нижний пласт склонный к гидроразрыву, чтобы избежать поглощения бурового раствора в процессе ликвидации проявления.
Не трудно догадаться, что эти два требования являются взаимоисключающими.
С точки зрения охраны окружающей среды, глубина установки кондуктора должна зависеть от глубины залегания водонасыщенных горизонтов, с учетом наличия в верхней части геологического разреза пород склонных к поглощению бурового раствора. Конечно, существует методика проектирования конструкции скважины, которая должна учитывать наличие зон несовместимых по бурению, зон возможных осложнений, учитывать геологические особенности разреза и т.д., но тем не менее, на мой субъективный взгляд, экология должна быть на первом месте. В противном случае мы рискуем оставить после себя безжизненную пустыню и это не пафос.
С точки зрения оптимизации процесса строительства скважины, уменьшения стоимости строительства за счет упрощения конструкции скважины, интервал бурения под кондуктор должен быть как можно больше, желательно до кровли продуктивного пласта.
Классический спор между жадностью и безопасностью.
Встречаются нефтяные месторождения, на которых интервал бурения под кондуктор достигает 1000-1200м, при том, что глубина залегания водонасыщенных горизонтов не превышает 300м.
К сожалению, очень часто в этом споре побеждает жадность, но это, как говорит классик, уже совсем другая история.
Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины и ликвидации ГНВП, с целью недопущения перехода проявления в открытый выброс.
После спуска и цементажа кондуктора, приступают к монтажу ПВО.
Схема ПВО определяется на этапе проектирования строительства скважины, согласовывается с заказчиком и утверждается соответствующей службой Технадзора.
Типовых схем ПВО насчитывается более десятка, все будет зависеть от типа скважины и сложности ее строительства.
Мне бы не хотелось перегружать текст сложными схемами и рисунками, при желании их без труда можно найти в интернете.
Самая распространенная схема ПВО при строительстве нефтяных эксплуатационных скважин (трехпревенторная схема с одной крестовиной и двумя линиями манифольда):
- на колонный фланец кондуктора монтируется колонная головка, предназначенная в основном для подвешивания последующих после кондуктора обсадных колонн;
- на колонную головку монтируют крестовину, которая необходима для монтажа двух линий манифольда: линии глушения и линии дросселирования, оснащенных соответствующей запорной арматурой, дроссельной установкой и приборами контроля. Линия дросселирования предназначена для осуществления циркуляции бурового раствора при закрытых превенторах и создания необходимого противодавления. Линия глушения предназначена в основном для закачки в затрубное пространство жидкости глушения;
- на крестовину монтируют, как правило, двойной, спаренный плашечный превентор. Верхний – рабочий с трубными плашками, предназначенный для герметизации устья при условии, что инструмент находится в скважине (диаметр плашек должен соответствовать диаметру бурильных труб). Нижний – резервный, предназначенный для герметизации устья при условии, что в скважине нет инструмента;
- над плашечными превенторами устанавливают универсальный превентор (ПУГ), его еще иногда называют кольцевым. Он предназначен для герметизации устья при наличии или отсутствии инструмента в скважине;
- затем устанавливают надпревенторную катушку и съемный желоб.
Монтируют систему управления ПВО.
Превентора управляются при помощи гидравлической энергии, вручную превентора можно только закрыть.
Предусмотрено ручное управление плашечными превенторами, на случай отсутствия гидравлической энергии и два пульта гидравлического управления: основной пульт и резервный, расположенный на рабочем месте бурильщика.
Мы еще поговорим про систему управления ПВО, когда будем разбирать регламент герметизации устья скважины.
После монтажа, ПВО испытывают на герметичность путем опрессовки на установленное давление, которое не должно превышать давление опрессовки кондуктора после цементажа. Испытание оформляют специальным актом. Величина давления опрессовки кондуктора и системы ПВО играет важную роль при ликвидации ГНВП, мы обязательно подробно в дальнейшем об этом поговорим. При желании, можно посмотреть видео на канале, где я затрагиваю эту тему.
Приглашается инспектор технадзора, который проверяет на соответствие оборудование ПВО проектной документации, после чего подписывает разрешение на продолжение проведения буровых работ.
Я представляю себе, как многие сейчас начали широко улыбаться. Да, так бывает далеко не всегда, но так должно быть.
Начинаем подводить итоги.
ПВО – это второй барьер на пути внепланового притока пластового флюида, предназначено для герметизации устья скважины и ликвидации ГНВП.
Очень важно следить и контролировать первый барьер – параметры бурового раствора.
Существует, так называемый, третий барьер управления скважиной.
Если первые два барьера перестали существовать, значит проявление переросло в открытый выброс. Разрабатывается план по ликвидации скважины. Технология и оборудование определяются в зависимости от конкретных условий протекания аварии.
Я достаточно коротко пробежался по ПВО, на самом деле это достаточно большая тема для разговора. В настоящее время и идет процесс перевооружения буровых предприятий, не так быстро как хотелось бы, но тем не менее.
Существует вращательные превентора, отрезные превентора и т.д.
На канале есть видео ликвидации ГНВП на тренажере АМТ-231 УК, там ПВО состоит из универсального превентора, двух плашечных, срезного превентора, двух крестовин и четырех линий манифольда. Если обсуждать каждую схему и вид превентора, это займет огромное количество времени, а у нас впереди самое интересное – герметизация устья скважины.
Продолжение следует.