Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.

Самой распространённой аварией при строительстве скважин является аварии связанные с газонефтеводопроявлениями (ГПВП) из пластов коллекторов. Факторы, по которым они происходят следующие: технологические и геологические.

Технологические факторы связанные в общем с тем, что организации отходят от принятых рабочем проектом операций. То есть, это уменьшение плотности жидкости, которое приводит к уменьшению забойного давления ниже пластового или наоборот ее увеличение, которое ведет к поглощению большого кол-ва раствора и как следствие уменьшению высоты столба жидкости над пластом – уменьшению забойного давления.

Геологические факторы в общем случае связанны с особенностями порового давления на месторождении. Иногда на месторождениях возможно вскрытие локальных структур, которые находятся под большим поровым давлением, чем ожидалось проектом бурения. Как следствие происходит выделение нефть, газа или жидкости на поверхность.

Самую большую опасность представляют открытые фонтаны. Они являются развитым продолжением ГНВП. Их появление возможно если первый уровень защиты и второй уровень защиты на буровой были прорваны. Время на ликвидации открытых фонтанов может достигать годы, а одним из последствий может быть выведение из строя буровой установки.

Для ликвидации ГНВП в случае его появления применяют метод «Бурильщика». Суть технологии заключается в том, что глушение скважины осуществляется в два этапа.

На первом этапе из скважины вымывается пластовый флюид, для этого используется текущий буровой раствор. На втором этапе осуществляется замещение не утяжеленной промывочной жидкости жидкостью глушения с расчетной плотностью.

Контроль и поддержание забойного давления достигается за счет поддержания постоянного избыточного давления в бурильных трубах или кольцевом пространстве. Формула 3.8. необходимое давление циркуляции.  избыточное давление циркуляции;  – гидравлическое сопротивление на уровне 30% от максимальной производительности.

=  +                           (3.8)

Плотность жидкости глушения определяют по формуле 3.9.  – плотность промывочной жидкости в скважине;  – плотность жидкости глушения; H – вертикальная глубина скважины.

                                  (3.9.)

Колличество времени, которое необходимо для совершения полного цикла циркуляции соответсвует колл-ву времени, которое необходимо насосу для заполнения бурильной колонны и заколонного пространства скважины. По формуле 3.10. находится кол-во ходов насоса необходимое для замещения бурового раствора в бурильной колонне.  – объем бурильной колонны;  – объем подачи раствора за 1 ход насоса.

=                     (3.10.)

Количество времени для замещения жидкости в законном пространстве находят аналогично формуле 3.10.

После совершения необходимого для заполнения кольцевого пространства ходов насоса и выхода поступившего флюида на устье скважины через дроссель, необходимо остановить процесс глушения, и закрыв скважину снять показания на индикаторах давления в бурильной колонне и кольцевом пространстве. В случае если давления в колонне и затрубном пространстве одинаковы, то приступают к второму этапу метода «Бурильщик».

Второй этап глушения разделен на 2 стадии. Первая стадия – заполнения жидкостью глушения бурильной колонны от устья до долота, во второй стадии осуществляется заполнение кольцевого пространства от забоя до устья.

В процессе второй стадии поддерживается конечное давления циркуляции с учетом гидравлических сопротивлений жидкости глушения, расчет осуществляется по формуле 3.11.

=                              (3.11.)

После выхода жидкости глушения на устье скважины, процесс глушения останавливается, устье скважины остается герметизированным, проводят наблюдение за избыточными давлениями.

Процессы, происходящие в скважине, схематично представлены на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. График изменения давлений в скважине при глушении ГНВП методом «Бурильщика»

Проведу расчет теоретического ГНВП методом «Бурильщика». В заколонное пространство скважины поступил флюид объемом 10 м³. Плотность раствора 1090 кг/м³; плотность флюида 800 кг/м³; давление циркуляции равно 13,5 МПа; Величина избыточного давления на устье скважины 1 МПа; глубина скважины 2960 метров.

1. Давление циркуляции в случае ГНВП

=  + 13.5 = 14,5 МПа

2. Плотность жидкости глушения

 = 1589 кг/м³

3. Кол-во времени необходимое для замещения бурового раствора в бурильной колонне

=  = 968 c = 16 минут

4. Кол-во ходов времени необходимое для замещения бурового раствора в заколонном пространстве.

=  = 1544 сек = 25,7 минут

5. Конечное давление циркуляции:

= = 19,6 МПа

Суммарное время для глушения скважины по методу «Бурильщика» для составит 83,4 минут. Время циркуляции для 1-го и 2 этапа циркуляции составит 43.7 минуты.

В случае ГНВП данный метод позволит незамедлительно начать работы по управлению скважиной – восстановлению первой линии защиты.

Преимущество данного метода ликвидации аварии по сравнению с другими заключается в легкости применения и отсутствии необходимости в проведении сложных математических расчетов.

Взрывопожаробезопасность

С целью обеспечения пожарной безопасности буровых работ на скважине №2124С необходимо обеспечить весь рабочий и инженерно-технический персонал средствами противопожарной защиты.

«Инструкция по пожарной безопасности в процессе бурения, освоения и ремонта скважин» ИПБОТ 437-2008 в ред. 2017 г., определяет перечень средств на буровой необходимых для предотвращения и ликвидации пожаров в расчете на дизельные двигатели.

Обязательный комплект первичных средств пожаротушения на буровой представлен в табл. 3.3.

Табл. 3.3. Первичные средства тушения на БУ 5000/320 ЭК-БМЧ

Средства пожаротушения	Количество в единицах
Огнетушители ОП-5	4
Ящики с песком вместимостью 1 м3	2
Лопаты	4
Кошма 2х2	2

 

В комплект средств пожаротушения, расположенных в вахтовом поселке, должен включать порошковый огнетушитель

Более того, в вахтовом поселке и на складе горюче-смазочных материалов ГСМ должны быть установлены пожарные щиты. Комплектация пожарных щитов в соответствие с постановлением правительства РФ от 2020 г., N 1479 «Об утверждении Правил противопожарного режима в Российской Федерации» (табл. 3.4.)

Табл. 3.4. Комплектация пожарных щитов класса ЩП-В

Средства пожаротушения	Количество в единицах
Лом	1
Ведро	1
Покрывало для изоляции очага возгарания	1
Лопата штыковая	1
Лопата совковая	1
Ящик с песком 0,5 м3	1

 

Вагон-домики следует располагать на расстоянии равном не менее высоте вышки плюс 10м, то есть на дистанции более 55 метров. Более того, вагон-домики должны располагаться на расстоянии не менее 25 м., от ближайшего склада ГСМ, котельной и насосной.

Дороги и проезды на кустовой площадке должны быть свободны для подъезда пожарной технике;

Между вагон-домиками и другими сооружениями должно быть расстояние равное 5 метрам.

Пожарный инвентарь всегда должен содержаться в исправности и готовности и не загромождаться оборудованием и материалами.

Также согласно ФЗ «ПБНиГП» гидравлическая система буровой установки - устье скважины, фонтанная арматура, противовыбросовое оборудование должны быть отпрессованы на давление в 1,5 превышающее ожидаемое. Продолжительность выдержки под давлением должна составлять не менее 5 минут.

Обсадные колонны должны опрессовываться под давлением превышающей давление ожидаемого ГНВП на 10% в течении 30 минут. За это время давление должно снизиться не более чем на 5 атм.

На все результаты опрессовки оформляется акт заверяемый представилем заказчика и исполнителя работ.

Давление опрессовки манифольда должно превышать в 1,5 ожидаемое развиваемое давлением на УНБТ-1180L вовремя бурения. Максимальное давление нагнетания составит 310 атм, тогда давление оппресовки нагнетательной линии составит 465 атм. – 46,5 МПа.

Максимальное давление, выдерживаемое фонтанной арматурой 350 атм. Следовательно давление оппресовки 525 атм.