323

Газонефтеводопроявления: признаки и причины возникновения ГНВП

Нефтегаз, Полезности

ГНВП (газонефтеводопроявления) [oil, gas and water shows] представляют собой проникновение одновременно нефтяного флюида и газа через колонны [casings] внутрь скважины или во внешнее заколонное пространство [annulus]. ГНВП является достаточно серьёзным типом проблем, которые могут возникать при бурении и требующий немедленного устранения. Наиболее вероятное возникновение газоводонефтепроявления при высоких пластовых давления [formation pressure] вследствие значительного заглубления забоя [bottomhole deepening], а также при недостаточной квалификации бурильщиков или ремонтников.

Причины ГНВП

Причины возникновения газонефтеводопроявлений при ремонте [maintenance] нефтескважин следующие:

  1. Неправильное планирование проведения работ, которое привело к неверным действиям при создании давления рабочего раствора [active drilling mud pressure] во время выполнения капитального ремонта [workover]. В результате внешнее давление [external pressure] продавливает соединительные швы колонны [casing joints] и возникает ГНВП.
  2. Возникновение ГНВП вследствие поглощения жидкости [fluid loss] внутри скважины.
  3. Снижение плотности [density] рабочей жидкости [drilling mud] во время простоев работы [downtime] из-за поступления через стенки воды или газа.
  4. Неверные действия при выполнении спуско-подьёмных работ [tripping] вследствие чего снижается уровень жидкости в колонне.
  5. Несоблюдение рекомендуемого временного интервала [recommended time interval] между циклами работ, что приводит к возникновению и развитию ГНВП. Особенно если не была осуществлена промывка [circulation] за время более полутора суток.
  6. Нарушение правил проведения работ в шахтах: освоение [development], эксплуатация [operation] и устранение аварий [emergency response].
  7. Освоение пластов [formations] с высоким содержанием газа, растворённого в жидкости, и воды.
  8. Возникновение процессов поглощения жидкости [fluid loss] в стволе скважины.

promyvka_skvazhin

fig_006

Признаки ГНВП

Возникновение газонефтеводопроявлений в скважине способно оказывать существенное влияние на характеристики нефтедобычи [oil production] за счёт изменения свойств промывочной жидкости [drilling mud properties], напора выходящей нефти. В зависимости от интенсивности поступления воды и газа, а также времени их просачивания [seepage], на поверхности скважины [surface] образуются определённые признаки [signs], свидетельствующие о существовании ГНВП.

Причины возникновения газонефтеводопроявлений во многом определяют признаки их проявления. При наличии повреждений ствола скважины [wellbore instability] или неправильной технологии добычи потоки являются достаточно интенсивными и ГНВП определить относительно несложно. Так, пузырьки газа [gas bubbles], которые просачиваются на глубине вследствие ГНВП, находятся под высоким давлением и при поднятии на поверхность увеличиваются в объёме за счёт уменьшения давления и существенно снижают удельный вес [specific gravity] рабочей жидкости. Определить признаки появления воды также можно по удельному весу.

Основные признаки газонефтеводопроявления следующие:

  1. Повышение количества промывочной жидкости в системе циркуляции [circulating system], проявляемое в увеличении её объёма.
  2. Значительный рост скорости механического бурения установкой [rate of penetration (ROP)] при освоении месторождения [field development] за счёт снижения трения [friction].
  3. Рост уровня промывочной жидкости выше расчётного значения в системе циркуляции во время спуска рабочего инструмента [running in hole (RIH)].
  4. Наличие постоянного газового потока в жидкости, который со временем постепенно увеличивается, является основным признаком появления ГВНП.
  5. Снижение плотности рабочей жидкости под действием поступления воды через стенки ствола скважины.
  6. Изменение давления на буровых насосах [mud pumps] вследствие проникновения газа в скважину или при поступлении воды.
  7. Увеличение скорости циркуляции промывочной жидкости под действием давления газа или воды, поступающих из пластов в чистом или растворённом виде [dissolved].
Действия при ГНВП [well control]

При появлении первых признаков газонефтеводопроявления необходимо срочно принимать меры по их ликвидации. Во-первых, нужно прекратить добычу нефти из проблемной скважины, а, во-вторых, для предупреждения осложнений от ГВНП и на соседних скважинах при наличии интенсивной разработки нефтеносного пласта [oil reservoir].

При обнаружении ГНВП вахта должна выполнить герметизацию устья, ствола и канала скважины [to seal wellhead, wellbore, and annulus], а также информировать о ситуации руководство. После подтверждения факта газонефтеводопроявления вызывается спецбригада по его устранению. К работам по устранению ГНВП допускают только рабочих и специалистов, которые прошли специальное обучение и подготовку по спецкурсу.

Ликвидация ГНВП производится с применением спецоборудования, которое позволяет спустить в ствол бурильные трубы [drillpipes] в условиях высокого давления. С целью приостановки газонефтеводопроявления одновременно создаётся оптимальное выравнивающее давление [equalizing pressure] в стволе, равное или превышающее пластовое.

Если при спуске оборудования вследствие газонефтеводопроявления возникает фонтанирование [blowout], то принимаются меры по его глушению [killing] в соответствии с аварийным расписанием [emergency response plan]. Для этого дополнительно потребуется привлечение представителей органов по технадзору.

Для перекрытия [to shut in] скважины при газонефтеводопроявлении применяется баритовая пробка [barite plug], создающая непроницаемый экран [impermeable barrier] в пластах и позволяющая установить над ней цементный мост [cement plug]. Если ГНВП вскрывается при работе двух насосов, то предусматривают их работу из одной ёмкости либо с установленными запорными устройствами [stop valves] между двумя емкостями.

Методы устранения газонефтеводопроявления

После выяснения истинной причины возникновения ГВНП необходимо выбрать наиболее эффективный метод действий:

  1. Ступенчатое глушение скважины [stage killing method]. Используется в случае превышения давления в колонне перед дросселем значения, максимально допустимого для колонны или гидроразрыва [fracturing] на уровне башмака [casing shoe]. При ликвидации ГВНП выполняют приоткрытие [crack open] дросселя [choke] для снижения давления в колонне, что становится причиной нового поступления [influx] воды или газа в колонну на глубине. За счёт кратковременности пика давления [pressure peak] производят следующее приоткрытие дросселя с одновременным промыванием скважины. Такие действия повторяют до тех пор, пока не понизится пиковое значение давления и не исчезнут признаки газонефтеводопроявления.
  2. Двухстадийное глушение скважины [driller’s method] при газонефтеводопроявлении. Метод заключается в чётком разделении стадий на вымыв флюида тем же раствором, который был на момент обнаружения причины возникновения ГНВП, и одновременного приготовления раствора с необходимой плотностью для глушения. На первой стадии выполняются действия по заглушке скважины, а на второй — провести замену рабочей жидкости.
  3. Двухстадийное растянутое глушение скважины [concurrent method]. При выявлении газонефтеводопроявления вымывают флюид тем же раствором и затем постепенно увеличивают его плотность до требуемой. Такой способ устранения ГНВП эффективен при отсутствии ёмкостей для приготовления необходимой рабочей жидкости [mud mixing tank]. Из-за того, что процесс вымывания флюидов значительно растягивается во времени, по сравнению с обычным двухстадийным процессом, метод и получил такое название.
  4. Ожидание утяжеления скважины [wait and weight method (W&W)]. После обнаружения ГНВП производят остановку нефтедобычи, перекрывают скважину и приготавливают раствор с необходимой плотностью. При этом обязательно поддерживают достаточное давление, равное пластовому, в стволе скважины, чтобы приостановить газонефтеводопроявление и всплытие флюида на поверхность.
Заключение

Обнаружение ГНВП на ранних стадиях позволяет с большой вероятностью предотвратить развитие осложнений и, соответственно, простоев в работе, а также значительных финансовых потерь. Поэтому необходимо обеспечить эффективный контроль внешних датчиков давления, плотности и объёма [pressure, density, and volume sensors] рабочей жидкости.

Оригинал статьи

2 комментариев

  • Хорошая статья по НГВП, очень полезно для тех, кто не видели буровую иначе как на картинке:-) пара чисто эстетических замечаний, которые впрочем являются лишь моим имхо.
    1) wellbore damage — в технической документации часто используется термин wellbore integrity (check wellbore integrity, maintain wellbore integrity). Также встречается в схожем контексте wellbore (in)stability. Конечно, сложно употребить это сочетание в значении «нарушена» (целостность), но представляется, что можно использовать глаголы corrupt, violate
    2) скорость механического бурения — повсеместно используется словосочетание ROP (rate of penetration). E.g. Increased ROP may indicate decreased friction factor due to oil/gas influx.

    • «Ах, если бы, ах, если бы!..» (с) Да, пока мы еще не побывали на промысле, не знаю, к счастью или к сожалению :) Поэтому берём статьи для адаптации из открытых источников.

      И мы всегда рады комментариям от более опытных коллег!

      1) wellbore damage — в технической документации часто используется термин wellbore integrity (check wellbore integrity, maintain wellbore integrity). Также встречается в схожем контексте wellbore (in)stability. Конечно, сложно употребить это сочетание в значении «нарушена» (целостность), но представляется, что можно использовать глаголы corrupt, violate

      Исправила на “wellbore instability” (хотя каких-то различий в частотности я не нашла). Думаю, нормальный переводчик вполне сможет сформулировать перевод «При наличии повреждений ствола скважины…» с этим вариантом.

      “Wellbore damage” также имеет право на жизнь:
      http://www.glossary.oilfield.slb.com/Terms/w/wellbore_damage.aspx
      https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-73735-MS

      2) скорость механического бурения — повсеместно используется словосочетание ROP (rate of penetration). E.g. Increased ROP may indicate decreased friction factor due to oil/gas influx.

      К ROP не получилось прийти от «скорости механического бурения установкой», но этот термин здесь действительно лучше подходит. Исправила. Спасибо!

Обсуждение закрыто