Прямые признаки указывают на непосредственное поступление пластового флюида в ствол скважины. Обычно эти признаки связаны с вытеснением бурового раствора на поверхность, поэтому их можно разделить на 3 подгруппы:
- Во время бурения (бурение, проработка, фрезерование, промывка и др.)
- При спуско-подъемных операциях (спуск, подъем бурильной или обсадной колонны)
- При отсутствии циркуляции
Во время бурения (при наличии циркуляции)
При наличии циркуляции, будь то промывка скважины, углубление, фрезерование или проработка открытого ствола скважины, прямыми признаками считаются изменения следующих параметров:
- Увеличение объема (уровня) промывочной жидкости в приемных емкостях.
- Повышение расхода (скорости) выходящего потока промывочной жидкости из скважины при постоянной подаче насосов.
- Повышение газосодержания и снижение плотности промывочной жидкости.
Во время бурения ГНВП обнаруживаются по росту уровня бурового раствора в приёмной ёмкости и увеличению скорости потока, выходящего из скважины. Обнаружение данных признаков будет зависеть не только от разницы давлений между пластовым и забойным, но и по проницаемости самого пласта коллектора. Высокопроницаемые пласты являются наиболее опасными в плане проявления, но и обнаружить их гораздо проще, за счет интенсивного увеличения потока на выходе и уровня в приемной емкости.
При вскрытии слабопроницаемых пластов отмечаются лишь медленная скорость прироста объема раствора в приемной емкости и часто только газирование раствора, если снижение забойного давления ниже пластового небольшое. В процессе накопления и всплытия газовый приток будет снижать гидростатическое давление, и это может привести к повышению интенсивности поступления флюида, а на поверхности к увеличению потока за счет выталкивания раствора на поверхность расширяющимся газом.
Для обеспечения эффективной работы необходимо наличие уровнемера, который позволяет быстро определить изменения уровня бурового раствора в приёмной ёмкости. При этом информация должна выводиться таким образом, чтобы бурильщик мог оперативно отслеживать изменения в процессе бурения и проведения спуско-подъёмных операций. При установившейся циркуляции и бурении скважины уровень в приёмной ёмкости должен снижаться по мере углубления. При циркуляции, без углубления и проработок, уровень в рабочей емкости должен снизиться во время запуска насоса и оставаться постоянным после выхода на рабочий режим.
Изменение расхода буровых насосов также оказывает аналогичное влияние на дальнейшие действия. Расходомер, фиксирующий относительные изменения скорости потока на выходе из скважины, поэтому изменение расхода бурового раствора, выходящего из скважины, является первым признаком проявления. Показания расходомера должны выводиться на рабочем месте бурильщика.
Помимо этого, в процессе бурения одним из прямых признаков является увеличение газопоказаний и одновременным снижением плотности бурового раствора на выходе. Поступающий в скважину газ насыщает раствор, смешиваясь с ним и снижая плотность.
Бурильщик должен уметь анализировать эти данные и использовать их для принятия решений. Кроме того, он должен быть заранее предупреждён о планируемых изменениях в циркуляционной системе. В случае неожиданного изменения показаний бурильщик должен приступать к действиям, направленным на герметизацию устья при подтверждении прямых признаков.
Во время спуско-подъемных операций (спуск, подъем бурильной или обсадной колонны)
Большинство выбросов происходит во время спуско-подъемных операций, и они обычно являются результатом снижения уровня жидкости в скважине и пренебрежения необходимостью систематически доливать жидкость в скважину.
- На проявление при подъеме из скважины инструмента указывает то обстоятельство, что скважина не принимает буровой раствор в объеме, равном замещаемому объему извлеченных труб. Уменьшение объема более чем на 0,5 м³ (при КРС - более чем на 0,2 м³) против расчетного при подъеме инструмента.
- При спуске в скважину уровень жидкости в емкости поднимается на большую высоту, чем определяется замещаемым объемом спускаемых труб.
- Продолжающийся перелив при остановке движения труб.
Подъем труб.
Перед началом подъема необходимо обеспечить выравнивание свойств бурового раствора по всему циклу циркуляции. Когда насос останавливается, противодавление на пласт уменьшается. Поэтому после остановки насоса обязательно проверяют скважину на наличие перелива. Если перелив обнаружен, скважину необходимо закрыть. Однако, если перелива нет, то забойное давление выше пластового, хотя впоследствии оно может снизиться.
Перед началом подъема необходимо составить тарировочную таблицу, в которой сопоставляется длина поднятого инструмента и объем долитой промывочной жидкости.
При подъеме труб долив будет зависеть от того, каким образом идет подъем труб:
Подъем без сифона («dry pipe» — сухая труба), когда из скважины извлекается металл труб, а внутренний объем раствора возвращается обратно в скважину. Это самый безопасный способ подъема, поскольку извлекается только объем металла труб, внутренний объем, заполняющий трубы, возвращается обратно в скважину, а внешний слой раствора собирается с помощью обтираторов. Хотя некоторое количество раствора остается на внутренних стенках трубы и не поступает обратно в скважину, это не вызовет значительных проблем.
Подъем с сифоном («wet pipe» — мокрая труба), когда из скважины извлекается металл труб, и внутренний объем раствора поднимается вместе с трубой, не возвращаясь обратно в скважину. В данном случае при разбитии соединения труб столб раствора устремится вниз и разбрызгается по роторной площадке, не попав обратно в скважину. В данном случае необходимо использовать противосифонную юбку, которую надевают на замковое соединение и тем самым не дают раствору бесполезно разлиться. В данном случае по классике считается, что при подъеме скважину необходимо заполнять в объеме всей извлеченной трубы (металл + внутренний объем). Поднимать с сифоном запрещено, но в случае невозможности устранения данной проблемы ведется постоянный контроль за заполнением скважины и наблюдением за уровнем раствора. Для предотвращения сифона в некоторых компаниях после проведения промывки в трубы закачивается так называемая противосифонная пачка, которая позволяет управлять уровнем в трубах за счет закона U-образной трубки.
При подъеме инструмента для обнаружения притока необходимо:
- Определить визуально уровень промывочной жидкости в емкости для долива перед началом подъема;
- Сопоставить по снижению уровня в емкости для долива объем долитого раствора в затрубном пространстве с объемом поднятого металла труб после подъема количества труб (свечей), определяемого ПД или таблицей долива;
- Контролировать количество поднятых свечей и объем долитой промывочной жидкости, сопоставлять его с тарировочной таблицей и данными станции ГТИ (при наличии);
- Остановить подъем при уменьшении объема долива по сравнению с расчетным, проверить скважину на перелив, при наличии прямых признаков ГНВП (перелива), загерметизировать устье скважины и приступить к действиям, направленным на ликвидацию ГНВП.
Спуск труб.
Спуск колонны рекомендуется производить с промежуточными промывками согласно проекту строительства скважин. Во время операции необходимо контролировать скорость спуска и объем вытеснения жидкости из скважины. В отличие от подъема, при спуске важно контролировать скорость для предотвращения эффекта поршневания и роста пиковых давлений, которые, в свою очередь, могут привести к началу поглощения. Во время спуска рекомендуется производить периодические промывки, количество и продолжительность которых должны быть определены заранее. После спуска труб до забоя необходимо провести промывку скважины с целью вымыва забойной пачки и выравнивания параметров промывочной жидкости.
В зависимости от спускаемой бурильной колонны во время спуска объем вытеснения будет зависеть от наличия обратного клапана в КНБК. При спуске труб без обратного клапана из скважины вытесняется объем металла, спущенного в скважину, однако если установлен стандартный обратный клапан, то вытеснение будет равно объему всей спущенной трубы в скважину.
При спуске инструмента для обнаружения притока необходимо:
- Определить визуально уровень промывочной жидкости в изолированной приемной емкости перед началом спуска;
- Сопоставить объем вытесненного раствора с объемом спущенного металла труб по увеличению уровня в приемной емкости после спуска количества свечей, определенного ПД (обычно пять свечей);
- Контролировать количество спущенных свечей и объем вытесненной из скважины промывочной жидкости, сопоставляя его с тарировочной таблицей и данными станции ГТИ (при наличии);
- Остановить спуск при увеличении объема в приемной емкости по сравнению с тарировочной таблицей более чем на 1 м³ и приступить к действиям, направленным на ликвидацию ГНВП.
При отсутствии циркуляции
Когда циркуляция остановлена, скважина заполнена буровым раствором до устья и проверка на перелив подтверждает его отсутствие, то контроль за скважиной нередко временно ослабляется. Во время замены долота, сборки КНБК или подготовки оборудования, проведения ГИС, желобная линия и ствол скважины иногда остаются без должного внимания. Однако, исходя из поведения газовой пачки, в этот период может начаться движение жидкости.
Прежде чем уровнемер в емкости зафиксирует приток жидкости, в желобной линии начнет слабое течение бурового раствора. Если это будет замечено своевременно, еще есть возможность принять меры до возникновения серьезных осложнений. Если же проблема обнаружится, когда расход вытекающего из скважины раствора значительно увеличится, восстановить контроль над ситуацией станет крайне сложно.
Также существует риск снижения уровня жидкости в скважине при извлечении труб из-за поглощения, что может привести к проявлению. Поэтому при вскрытии продуктивных горизонтов необходимо осуществлять постоянный контроль за скважиной.
Подведем итог и соберем все прямые признаки вместе:
- Увеличение объема (уровня) промывочной жидкости в приемных емкостях.
- Повышение расхода (скорости) выходящего потока промывочной жидкости из скважины при постоянной подаче насосов.
- Повышение газосодержания и снижение плотности промывочной жидкости.
- При подъеме фактический объем долива скважины для заполнения до устья меньше расчетного. Скважина не принимает буровой раствор в объеме, равном замещаемому объему извлеченных труб. При строительстве скважины уменьшение объема более чем на 0,5 м³ (при КРС - более чем на 0,2 м³) против расчетного при подъеме инструмента.
- При спуске в скважину уровень жидкости в емкости поднимается на большую высоту, чем определяется замещаемым объемом спускаемых труб. (СТО Газпром более 1 м³, согласно "Руководству по безопасности" не более 0,5 м³)
- Перелив раствора без циркуляции и движения труб в скважине.
При наличии прямых признаков действовать по пункты 455. При обнаружении ГНВП буровая вахта обязана загерметизировать устье скважины, информировать об этом руководство буровой организации, противофонтанную службу или ПАСФ и действовать в соответствии с ПМЛА. После герметизации должны быть сняты показания манометров на стояке и в затрубном пространстве, время начала проявления, вес инструмента на крюке.