Причины газонефтепроявлений и их перехода в открытые фонтаны

Основные причины газонефтепроявлений

 

Газонефтепроявление - это такой вид осложнений при котором происходит поступление флюида из пласта в скважину, Причиной возникновения газонефтепроявления является превышение пластового давления над противодавлением, создаваемым весом столба промывочной жидкости.­

Обычно при проведении работ на скважине принимаются все меры по предупреждению возникновения газонефтепроявления, однако существует ряд причин, по которым пластовое давление может оказаться выше гидростатического давления столбапромывочной жидкости, что неизбежно приводит к возникновению газонефтепроявления.

Такая ситуация может возникнуть в результате:

1. Применения промывочной жидкости с плотностью, не обеспечивающей соответствующего противодавления на продуктивный горизонт

2. Падения уровня жидкости в скважине из-за отсутствия или недостаточного долива промывочной жидкости при подъеме бурильного инструмента

3. Снижения давления на пласт при подъеме бурильного инструмента из скважины вследствие сальникообразования (поршневой эффект)

4. Снижения уровня промывочной жидкости и образования вакуума в стволе скважины вследствие поглощения

5. Вскрытия продуктивного горизонта с аномально высоким давлением

6. Выхода из строя оборудования

7. Ошибочных действий членов бригады

 

Рассмотрим причины возникновения газонефтепроявлений:

1. Применение промывочной жидкости с плотностью, не обеспечивающей достаточного противодавления на продуктивный горизонт. Является одной из наиболее распространенных причин возникновения газонефтепроявления. Как только давление смещается в сторону пластового флюида, жидкость устремляется из пласта в скважину и начинает развиваться газонефтепроявление.

Снижение гидростатического давления промывочной жидкости может быть вызвано многими причинами. Например, за короткое время ремонтных работ плотность задавочной жидкости может неоднократно меняться. Скважину могут последовательно замещать на жидкость дляперфорирования, затем на жидкость для кислотной обработки, затем на жидкость гидроразрыва и затем на ингибированную воду или дизельное топливо. Ввиду того, что все эти жидкости имеют различную плотность, необходимо постоянно контролировать их гидростатическое давление.

Кроме того, опасность резкого снижения противодавления велика при разбуривании мостовых пробок, цементировочных пакеров, цементных пробок, различных препятствий в колонне НКТ и обсадной колонне. Обычно давление ниже пробки выше гидростатического давления над проб кой. В этой ситуации достаточно трудно сохранять полный контроль над скважиной, т.к. при разбуривании происходит процесс выравнивания давлений, и в этот момент опасно производить вымыв пластовых флюидов до тех пор, пока давление не выравняется.

2. Падение уровня жидкости в скважине из-за отсутствия или недостаточного долива промывочной жидкости при подъеме инструмента. Также является распространенной причиной возникновения газонефтепроявления. Во время подъема колонны НКТ уровень жидкости в скважине снижается пропорционально объему металла, извлекаемого из скважины. Если позволить уровню жидкости значительно снизиться, соответственно уменьшится и гидростатическое давление, и баланс давления будет нарушен. Такая ситуация может привести к возникновению газонефтепроявления, поэтому для ее предотвращения необходимо периодически доливать скважину промывочной жидкостью и поддерживать гидростатическое давление на уровне, не допускающем начала проявления.

В некоторых случаях для сохранения баланса давлений целесообразно поддерживать уровень столба промывочной жидкости ниже уровня поверхности. В этом случае необходимо уменьшить плотность промывочной жидкости и/или сознательно позволить уровню жидкости снизиться. Необходимый уровень промывочной жидкости затем поддерживается с помощью периодического долива по мере извлечения НКТ.

Рассмотрим пример, иллюстрирующий уменьшение гидростатического давления во время подъема НКТ:

Пример 3.1

Задача: рассчитать объем промывочной жидкости, необходимый для долива скважины после извлечения 15-ти звеньев НКТ без жидкости.

 

Дано:

НКТ Ø73 мм, 9,67 кг/м, внешняя высадка

Обсадная труба Ø139,7 мм, 23,07 кг/м

Объем НКТ: 0,003019 м³/м

Водоизмещение НКТ: 0,001233 м³/м

Объем погонного метра затруба 0,00821 м³/м

Плотность промывочной жидкости: 1000 кг/м³

Решение: объем жидкости долива = длина извлеченных труб х водоизмещение

НКТ = 15 звеньев х 18,6 м/звено х 0,001233 м³/м = 0,34 м³

Ответ: В скважину необходимо долить 0,34 м³.

Пример 3.2

Задача: рассчитать объем промывочной жидкости для долива после подъема 15 звеньев НКТ с жидкостью (низ колонны НКТ закрыт), длина звена 18,6 м.

Дано:

НКТ Ø73 мм, 9,67 кг/м, внешняя высадка

Объем НКТ: Ø139,7 мм, 23, 07 кг/м

Водоизмещение НКТ: 0,001233 м³/м

Объем погонного метра затруба: 0,00821 м³/м

Плотность промывочной жидкости: 1000 кг/м³

Решение: объем жидкости долива = длина извлеченных труб х (водоизмещение НКТ + объем погонного метра НКТ) = 15 звеньев х 18,6 м³/звено х (0,001233 м³+0,003019 м³/м) = 279 м х 0,004252 м³/м = 1,19 м³.

Ответ: в скважину необходимо долить 1,19 м³, чтобы заполнить межтрубное пространство.

Заметьте разницу в объеме жидкости при подъеме НКТ с жидкостью без жидкости.

 

Пример 3.3

Задача: рассчитать величину падения уровня жидкости в скважине после подъема 15 звеньев НКТ без жидкости с длиной звена 18,6 м. Также рассчитать величину падения уровня жидкости в затрубе после подъема 15 звеньев НКТ с жидкостью.

Дано:

НКТ Ø73 мм,9,67 кг/м, внешняя высадка

Обсадная труба Ø139,7 мм, 23,07 кг/м

Объем НКТ: 0,003019 м³/м

Водоизмещение НКТ: 0,001233 м³/м

Объем погонного метра затруба 0,00821 м³/м

Плотность промывочной жидкости 1000 кг/м³

Решение: НКТ без жидкости

Ответ: после подъема 15 звеньев НКТ уровень жидкости в скважине снизится на 30,3 м.

Решение: НКТ с жидкостью

Ответ: после подъема 15 звеньев НКТ с жидкостью уровень жидкости в скважине снизится на 144, 9 м.

Пример 3.4

Задача: Рассчитать величину падения гидростатического давления после подъема 15 звеньев НКТ без жидкости с длиной звена 18,6 м. Также рассчитать величину падения гидростатического давления после подъема 15 звеньев НКТ с жидкостью (низ колонны закрыт) с длиной звена 18,6 м.

Дано:

НКТ Ø73 мм,9,67 кг/м, внешняя высадка

Обсадная труба Ø140 мм, 23,06 кг/м

Объем НКТ: 0,003019 м³/м

Водоизмещение НКТ: 0,001233 м³/м

Объем погонного метра затруба 0,00821 м³/м

Плотность промывочной жидкости 1000 кг/м³

Решение: Р_{гидростат.} = величина падения уровня жидкости х плотность жидкости х 0,00981 = 30,3 м х 1000 кг/м³ х 0,00981 = 297 Кпа

Ответ: НКТ с жидкостью

Падение Р_{гидростат.}=величина падения уровня жидкости х плотность жидкости х 0,00981 = 144,9 м х 1000 кг/м³ х 0,00981 = 144,9 м х 1000 кг/³ х 0,00981 = 1421 Кпа

Ответ: после падения звеньев НКТ с жидкостью гидростатическое давление снизится на 1421 Кпа.

 

Важность ведения такого рода расчетов "И регистрации данных при СПО очевидна, если проанализировать величину падения давления (прим. 3.4). Практика ремонтных работ на нефтяных скважинах и нормативные правила государственных органов тех. надзора требуют, чтобы во время СПО уровень жидкости в скважине не снижался более, чем на 30м.

 

Кроме того, в случае поглощения промывочной жидкости точно определить объем

жидкости долива можно только с помощью сравнения с уже имеющимися данными по СПО. Поэтому документация по объемам долива при различных количествах поднимаемого НКТ должна всегда храниться на подъемнике.