Методы и технология глушения скважин при газонефтеводопроявлении (ГНВП)

Газонефтеводопроявление (ГНВП) обозначает непредвиденный выброс смеси газа, нефти и воды на поверхность, внутрь скважины или в заколонное пространство в результате бурения или эксплуатации скважины. Это может происходить из-за сбоя оборудования, высокого пластового давления, нарушения целостности скважины или технических проблем.

ГНВП может представлять опасность для окружающей среды, а также для работников и оборудования на месторождении. Контроль ГНВП является важными аспектами в добычной промышленности для обеспечения безопасности и предотвращения ущерба окружающей среде.

Устранение и определение газонефтепроявлений, а также грамотная ликвидация последствий, требует высочайшей квалификации от персонала.

Причины возникновения газонефтеводопроявлений при ремонте нефтескважин следующие:

• Неправильное планирование проведения работ, которое привело к неверным действиям при создании давления рабочего раствора во время выполнения капитального ремонта. В результате внешнее давление продавливает соединительные швы колонны и возникает ГНВП.
• Возникновение ГНВП вследствие поглощения жидкости внутри скважины.
• Снижение плотности рабочей жидкости во время простоев работы из-за поступления через стенки воды или газа.
• Неверные действия при выполнении спуско-подьёмных работ вследствие чего снижается уровень жидкости в колонне.
• Несоблюдение рекомендуемого временного интервала между циклами работ, что приводит к возникновению и развитию ГНВП. Особенно если не была осуществлена промывка за время более полутора суток.
• Нарушение правил проведения работ в шахтах: освоение, эксплуатация и устранение аварий.
• Освоение пластов с высоким содержанием газа, растворённого в жидкости, и воды.
• Возникновение процессов поглощения жидкости в стволе скважины.

Большинство причин возникновения необходимости ликвидации газонефтепроявлений связано с квалификацией персонала и с соблюдением технологии ремонтных работ. Поэтому важно обучить обслуживающий персонал действиям при ГНВП, а также обращаться к надежным подрядчикам по капитальному и текущему ремонту скважинного оборудования.

1. Неправильный расчет, который приводит к нарушениям давления рабочего раствора во время выполнения капитального ремонта. Это может вызвать продавливание соединительных швов колонны и возникновение ГНВП.
2. Возникновение ГНВП из-за поглощения жидкости внутри скважины.
3. Снижение плотности рабочей жидкости во время простоев из-за поступления через стенки воды или газа.
4. Ошибки при выполнении спуско-подъемных работ
5. Несоблюдение рекомендуемого временного интервала между циклами работ
6. Нарушение правил проведения ремонтных работ или порядка освоения скважин
7. Освоение пластов с высоким содержанием чистого или растворенного газа
8. Нарушения технологии эксплуатации, освоения и ремонта скважин.
9. Значительное заглубление при бурении

Если при первых признаках обнаружения ГНВП не последовало квалифицированных действий, оно может перейти в фонтаны. Избежать этого поможет:

• Обучение персонала и надежные подрядчики по ремонту
• Соответствие конструкции скважины условиям вскрытия пласта и правилам безопасности
• Высокое качество монтажа оборудования
• Правильная эксплуатация противовыбросового оборудования
• Наличие устройств перекрытия канала насосно-компрессорных или бурильных труб
• Наличие плана ликвидации аварий

Признаки газонефтепроявления на скважине могут значительно влиять на параметры добычи из-за изменений в свойствах промывочной жидкости и давления выходящей нефти. В зависимости от интенсивности и продолжительности поступления газа и воды, на поверхности скважины образуются определенные признаки, свидетельствующие о наличии ГНВП.

Причины возникновения газонефтеводопроявлений существенно влияют на характер их проявлений. Повреждения ствола скважины или неправильная технология добычи могут вызвать интенсивные потоки, что облегчает определение ГНВП. Например, пузырьки газа, поднятые на поверхность вследствие ГНВП, увеличиваются в объеме из-за снижения давления, что значительно снижает удельный вес рабочей жидкости. Появление воды также можно определить по изменению удельного веса.

Основные признаки газонефтеводопроявления включают:

1. Увеличение объема промывочной жидкости в системе циркуляции.
2. Значительный рост скорости механического бурения за счет снижения трения.
3. Повышение уровня промывочной жидкости в системе циркуляции во время спуска рабочего инструмента.
4. Постоянный газовый поток в жидкости, который постепенно увеличивается.
5. Снижение плотности рабочей жидкости из-за поступления воды через стенки скважины.
6. Изменение давления в насосах вследствие проникновения газа или воды в скважину.
7. Увеличение скорости циркуляции промывочной жидкости под действием давления пластовых газа или воды.

Важно вовремя распознать ГНВП по первичным признакам, до проявления прямых показателей. Например, падение уровня бурового раствора в поднятой колонне при длительной остановке. Или контроль изменения объема вытесняемого бурового раствора в большую или меньшую сторону при спуске-подъеме бурильной колонны.

При обнаружении первых признаков газонефтеводопроявления необходимо оперативно приступить к мерам по его устранению. В первую очередь следует прекратить добычу нефти из проблемной скважины, а также принять меры для предотвращения осложнений на соседних скважинах при активной разработке нефтяного пласта.

При обнаружении ГНВП требуется провести герметизацию устья, ствола и канала скважины, а также незамедлительно информировать руководство о ситуации. После подтверждения факта газонефтеводопроявления вызывается специализированная бригада для его ликвидации. К работам по устранению ГНВП допускаются только квалифицированные рабочие и специалисты, прошедшие специальное обучение и углубленную подготовку по вопросам ликвидации и профилактики аварий.

Ликвидация ГНВП проводится с использованием специального оборудования, которое позволяет спустить в ствол бурильные трубы при высоком давлении. С целью остановки газонефтеводопроявления одновременно создается оптимальное выравнивающее давление в стволе, равное или превышающее пластовое.

Если во время спуска оборудования возникает фонтанирование из-за газонефтеводопроявления, принимаются меры по его глушению в соответствии с аварийным планом. В этом случае потребуется дополнительное привлечение представителей органов технического надзора.

Для перекрытия скважины при ГНВП используется баритовая пробка, создающая непроницаемый экран в пластах и позволяющая установить цементный мост над ней. Если газонефтеводопроявление происходит при работе двух насосов, предусматривается их работа из одной емкости или с установленными запорными устройствами между двумя емкостями.

Этапы устранения газонефтеводопроявления могут включать различные методы действий, выбор которых зависит от конкретной ситуации, а особенно — от причин возникновения проявлений.

Ступенчатое глушение скважины: Этот метод используется при превышении давления в колонне перед дросселем значения, максимально допустимого для колонны или при гидроразрыве на уровне башмака. При ликвидации газонефтеводопроявления осуществляется приоткрытие дросселя для снижения давления в колонне, что способствует поступлению воды или газа на глубине. За счет кратковременности пика давления производится следующее приоткрытие дросселя с одновременным промыванием скважины. Эти действия повторяются до тех пор, пока не снизится пиковое значение давления и не исчезнут признаки газонефтеводопроявления.

Двухстадийное глушение скважины при газонефтеводопроявлении: Этот метод подразумевает четкое разделение стадий на вымыв флюида тем же раствором, который был на момент обнаружения причины возникновения ГНВП, и одновременное приготовление раствора с необходимой плотностью для глушения. На первой стадии производятся действия по заглушке скважины, а на второй — замена рабочей жидкости.

Двухстадийное растянутое глушение скважины: При этом методе, после выявления газонефтеводопроявления, вымывают флюид тем же раствором и постепенно увеличивают его плотность до требуемой. Такой способ устранения ГНВП эффективен при отсутствии ёмкостей для приготовления необходимой рабочей жидкости.

Ожидание утяжеления скважины: После обнаружения ГНВП производится остановка нефтедобычи, перекрытие скважины и приготовление раствора с необходимой плотностью. При этом поддерживается достаточное давление, равное пластовому, в стволе скважины, чтобы приостановить газонефтеводопроявление и всплытие флюида на поверхность.