Ликвидация ГНВП. Часть 2
Продолжаем разбор ликвидации ГНВП двухстадийным методом, метод «Бурильщика».
Итак, после обнаружения начала проявления, устье скважины было загерметизировано в строгом соответствии с регламентом. Скважины стабилизирована, то есть давление в скважине равно пластовому давлению. Записаны показания манометров, определен объем притока пластового флюида, уточнены все исходные данные для проведения необходимых расчетов.
- Ртр = 50 атм., показание манометра на стояке после стабилизации давления в скважине.
- Рзатр = 60 атм., показание манометра на линии дросселирования после стабилизации.
- Н = 2000м., глубина забоя скважины по вертикали.
- ρ = 1,14 г/см3, начальная плотность бурового раствора.
- Ргп = 14 атм., давление гидравлических потерь в затрубном пространстве, при производительности насоса 30 ходов в минуту.
Начинаем с определения пластового давления, исходя из условия, что после стабилизации, давление в скважине равно пластовому, а манометр на стояке Ртр показывает разницу между пластовым давлением и забойным.
Обращаю ваше внимание, нужно использовать именно показание трубного манометра, так как в затрубе находится флюид и показания затрубного манометра будут не корректны.
1. Определяем пластовое давление
Рпл = Ртр + ρġН,
где Ртр – показания манометра на стояке,
ρ – плотность бурового раствора,
ġ – гравитационная постоянная 9,8 м/с2,
Н – глубина скважины.
Рпл = 5000000 + 1140×9,8×2000 = 273,4 атм
Обратите внимание, значения параметров в формулу нужно подставлять согласно международной системе единиц измерения, то есть давление подставляем Па (1 атм = 0,1 мПа), плотность в кг/м3 и т.д. Полученный в Па результат, я перевел в атмосферы.
Уважайте математику и физику, не занимайтесь ерундой, как, например, в карте глушения скважины, к этому «шедевру» мы обязательно вернемся.
Итак, пласт воздействует на нашу скважину с давлением 273,4 атм.
2. Определяем расчетное забойное давление в скважине, которое нужно будет поддерживать постоянным до полной ликвидации ГНВП. Эта величина должна быть больше пластового, но меньше предельно допустимого давления.
Рзаб.расч = Рпл + ΔР,
где ΔР – дифференциальное давление, величина на которую забойное давление должно превышать пластовое. Можно было воспользоваться рекомендацией, согласно которой, при глубине скважины более 1200м, забойное давление должно быть больше, чем пластовое на 5 процентов. В прошлых публикациях, я затрагивал проблему дифференциального давления. С точки зрения эффективности строительства скважины, снижения стоимости, дифференциальное давление должно быть, как можно ниже, особенно это важно при бурении в интервале продуктивного горизонта. Поэтому я принял решение принять минимальное, но достаточное для обеспечения безопасности, с точки зрения специалистов, значение дифференциального давления. По рекомендации специалистов, при ликвидации ГНВП ΔР должно быть не менее 13,8 атм. Принимаем ΔР = 14 атм.
Желательно, ΔР определять индивидуально для каждого случая ликвидации ГНВП, с учетом геологических и технических особенностей.
Рзаб.расч = 273,4 + 14 = 287,4 атм
Такую величину забойного давления в скважине, мы свами будем поддерживать постоянной при помощи дросселя, до полного заполнения скважины жидкостью глушения.
3. Определяем плотность жидкости глушения
кг/м3 = 1,46 г/см3
После заполнения скважины жидкостью глушения данной плотности, гидростатическое давление столба бурового раствора обеспечит необходимую величину забойного давления в скважине.
Во время проведения первой стадии, стадии промывки, скважину контролируют по трубному манометру, манометру на стояке. В затрубном пространстве находится флюид и использовать показания манометра на дросселях не представляется возможным. Нам необходимо определить показание манометра, при котором давление в скважине будет равным 287,4 атм.
4. Определяет показание манометра на стояке (начальное давление циркуляции), которое нужно будет поддерживать дросселем постоянным во время первой стадии метода «Бурильщика», т.е. до полного удаления флюида из скважины.
Рнач = Ртр + Ргп + ΔР, где
Рнач – начальное давление циркуляции;
Ргп – давление гидропотерь;
ΔР – дифференциальное давление.
Давление гидропотерь – это то давление, которое необходимо затратить на преодоление сопротивлений при движении раствора внутри бурильной колонны. Величина давления гидропотерь зависит от:
- производительности бурового насоса;
- длины бурильной колонны;
- диаметра бурильной колонны;
- конструкции забойного двигателя (если он есть в КНБК);
- конструкции долота;
- параметров бурового раствора;
- и т.д.
Величина давления гидропотерь определяется и записывается перед каждым началом процесса бурения, во время прокачки бурового раствора. Бурильщик включает буровой насос и, после выхода насоса на рабочую производительность, записывает показание манометра на стояке – это и будет давлением гидропотерь при рабочей производительности насоса.
Рекомендуемая производительность насоса при ликвидации ГНВП – 50% от рабочей производительности бурового насоса, т.е. если производительность насоса во время ликвидации ГНВП будет уменьшена по сравнению с рабочей производительностью, необходимо пересчитать величину давление гидропотерь для этой производительности насоса. Методику пересчета рассмотрим при заполнении карты «Глушения скважины».
В нашем случае, примем величину давления гидропотерь равной 14 атм.
Ргп = 14 атм.
В этом случае, начальное давление циркуляции будет определяться следующим образом:
Рнач = 50 атм + 14 атм + 14 атм = 78 атм.
То есть, 78 атм. на стояке мы должны поддерживать постоянно при помощи дросселя, до полного удаления пластового флюида из скважины. Самый больной вопрос – как узнать удален флюид полностью, или нет? Поэтому всегда рекомендуют, во время проведения первой стадии метода «Бурильщика», осуществлять хотя бы один полной цикл циркуляции бурового раствора.
После определения начального давления циркуляции его необходимо сопоставить с предельно допустимым показанием манометра. Тему определения предельно допустимого давления в скважине, мы уже разбирали и обязательно к ней вернемся при заполнении карты глушения.
Итак, мы готовы к проведению первой стадии метода «Бурильщика».
Первая стадия метода «Бурильщика»
1. Закрыть дроссель.
2. Открыть задвижку перед дросселем.
3. Приоткрыть дроссель на 5-10 оборотов (задвижка после дросселя и задвижка на линии сброса раствора через газосепаратор в систему циркуляции должны быть открыты).
4. Запустить буровой насос.
5. До тех пор, пока насос не выйдет в рабочий режим, при помощи дросселя поддерживать постоянное давление на манометре на линии дросселирования равное Рзат + ΔР. В нашем случае, 60 атм + 14 атм = 74 атм.
После выхода насоса в рабочий режим, установить при помощи дросселя показание манометра на стояке равным начальному давлению циркуляции – Рнач = 78 атм. Это давление на стояке необходимо поддерживать постоянным до полного удаления пластового флюида из скважины. Понять, что флюида в скважине больше нет, можно по плотности бурового раствора – плотность раствора на входе в скважину и на выходе из нее должна быть равна начальной плотности бурового раствора (в нашем случае, ρ = 1,14 г/см3). Также необходимо контролировать объем закаченного в скважину бурового раствора, так как флюид находится в затрубном пространстве скважины – необходимо, как минимум, закачать в скважину буровой раствор объемом не менее объема затрубного пространства. Контролировать объем можно при помощи расходомера или при помощи счетчика ходов поршня бурового насоса.
6. После полного удаления пластового флюида из скважины, остановить буровой насос.
7. Плавно закрыть задвижку перед дросселем.
8. Закрыть дроссель.
9. Записать показания манометров. Если флюида в затрубном пространстве нет, то показания манометров будут одинаковы.
На этом первая стадия метода «Бурильщика» завершена.
Важно помнить: во время проведения всех технологических операций по ликвидации ГНВП, давление в скважине должно быть постоянным и равным расчетному значению, в нашем случае, Рзаб.расч = 287,4 атм. Поэтому необходимо постоянно контролировать показания манометров при помощи дросселя, не допуская резких колебаний давления в скважине, чтобы избежать дополнительных притоков флюида в скважину или гидроразрыва самого слабого пласта.
Ссылка на видео. Первая стадия метода "Бурильщика" на тренажере АМТ-231 УК
Продолжение следует.