Грифон
Возникает вследствие нарушения природного гидродинамичного равновесия в результате нагнетания теплоносителя под давлением, близким к горному, при эксплуатации месторождений нефти и газа, подземной выплавке серы.
Грифон сопровождается образованием кратеров, диаметр воронки которых иногда достигает несколько десятков и даже сотен метров.
Иногда вокруг скважины, находящейся в аварийном состоянии, возникает несколько грифонов.
Часто грифоны сопровождаются пожарами.
Борьба с грифонами состоит в герметизации путей движения флюида глушением скважины различными методами с последующим тампонированием.
Часто борьба с грифонами сопровождается ликвидацией скважины.
Особенно сложны ликвидационные работы в акваториях.
Нефте-, газо-, водопроявления в кольцевом пространстве, между эксплуатационной и промежуточной колоннами, а также между промежуточной колонной и кондуктором обычно называют межколонными проявлениями.
Грифоны и межколонные проявления обычно взаимосвязаны.
Для предупреждения возникновения грифонов и межколонных проявлений необходимо:
при разработке конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, обусловливающих образование грифонов, с обязательным подъемом цемента до устья;
увеличение высоты подъема цементного раствора за эксплуатаци онной колонной следует производить с учетом перекрытия промежуточной колонны или кондуктора, которые в обязательном порядке цементируют до устья;
в зоне подъема цементного раствора на эксплуатационных колоннах устанавливать центрирующие фонари;
скорость продавки цементного раствора в затрубное пространство должна быть не ниже 1,5-1,8 м/с;
эксплуатационную колонну спускать только с применением спайдеров; это обеспечивает необходимое крепление муфт в резьбовом соединении;
приваривать нестандартные муфты; качественно производить все работы по обвязке устья скважины; для скважин глубиной более 2500 м применять колонные головки с клиновым захватом;
осваивать скважину только при условии соответствующего оборудования устья.
При соблюдении всех необходимых требований в процессе бурения и опробования скважин можно избежать этих осложнений.
Для борьбы с действующими грифонами, образовавшимися при проводке скважин, следует осуществлять форсированный отбор жидкости и газа из соседних скважин, приостановив при этом законтурное заводнение (если оно проводится).
В случае, когда в результате действия грифона доступ к устью бурящейся скважины закрыт, для ликвидации фонтана (грифонов) бурят наклонно направленные скважины.
Добыча нефти и газа
нефть, газ, добыча нефти, бурение, переработка нефти
Грифоны и межколонные проявления
Под грифонами, происходящими в процессе бурения, освоения и эксплуатации скважин, следует понимать газо-, нефте- и водопроявления вскрытых пластов, выходящие на земную поверхность по трещинам, высокопроницаемым пластам или по контакту цемент — порода, за пределами устья скважины. Нефте-, газо-, водопроявления в кольцевом пространстве, между эксплуатационной и промежуточной колоннами, а также между промежуточной колонной и кондуктором обычно называют межколонными проявлениями. Грифоны и межколонные проявления обычно взаимно связаны и обусловливают друг друга.
Все случаи грифонообразований Н.А. Сидоров и Г.А. Ковтунов разбивают по причинам их возникновения на следующие три группы (рис. 8.10):
1. Грифоны, обусловленные некачественным перекрытием цементным
раствором высоконапорных пластов.
2. Грифоны, возникающие при газо-, нефте- и водопроявлениях и от
крытых фонтанах в процессе бурения, особенно при полной герметизации
устья скважины.
3. Грифоны, образующиеся вследствие движения газа или нефти через
резьбовые соединения обсадных колонн по причине их негерметичности
или через нарушения в колоннах.
Для предупреждения возникновения грифонов и межколонных проявлений необходимо:
1) при разработке конструкций скважин предусматривать спуск кон-
1
Некачествен itoe
перекрытие напорных пластов
в процессе действия
Несовершен спгво конструкции
Не перекрыты
э ксплуатац ионного
Негермети чность колонны
Негермети чность оовязки устья
Неподъем
При угрозе разъедания арматуры
При подготовке к глушению
 |  | |
 |  |  |
 | ||
 | ||
 |  | |
 |  |
Несоответствие резьбы ГОСТу
Неудовлетворите.! ьная
проработка и промывка скважин
При пожарной опасности
Неудовлетворитель—‘ ное крепление
Некачественный цемент, преждевремеп ное схватывание
Нека чеспыенная смазка
Рис. 8.10. Схема классификации причин возникновения грифонов по Н.А. Сидорову и Г.А. Ковтунову
дуктора с учетом перекрытия пластов, обусловливающих образование грифонов, с обязательным подъемом цемента до устья;
2) перед спуском обсадной колонны тщательно прорабатывать сква
жину со скоростью не более 35 — 45 м/ч, при этом качество глинистого рас
твора перед цементированием должно строго соответствовать ГТН;
3) увеличение высоты подъема цементного раствора за эксплуатаци
онной колонной следует производить с учетом перекрытия промежуточной
колонны или кондуктора, которые в обязательном порядке цементируют до
устья;
4) в зоне подъема цементного раствора на эксплуатационных колоннах
устанавливать центрирующие фонари;
5) скорость продавки цементного раствора в затрубное пространство
должна быть не ниже 1,5—1,8 м/с;
6) эксплуатационную колонну спускать только с применением спайде-
ров; это обеспечивает необходимое крепление муфт в резьбовом соеди
нении;
7) приваривать нестандартные муфты; качественно производить все
работы по обвязке устья скважины; для скважин глубиной более 2500 м
применять колонные головки с клиновым захватом;
8) осваивать скважину только при условии соответствующего оборудо
вания устья.
Возникновение грифонов и межколонных проявлений вызывает тяжелые последствия. На ликвидацию грифонов затрачивается много времени и средств. В ряде случаев работы по ликвидации грифонов заканчиваются гибелью скважин.
Вместе с тем при соблюдении всех необходимых требований в процессе бурения и опробования скважин можно избежать этих осложнений.
Для борьбы с действующими грифонами, образовавшимися при проводке скважин, следует осуществлять форсированный отбор жидкости и газа из соседних скважин, приостановив при этом законтурное заводнение (если оно проводится).
В случае, когда в результате действия грифона доступ к устью бурящейся скважины закрыт, для ликвидации фонтана (грифонов) бурят наклонно направленные скважины.
Газонефтеводопроявление (ГНВП)
К работам на скважинах с возможным ГНВП, допускаются рабочие и специалисты, прошедшие подготовку.
Мероприятия по предупреждению газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при освоении и ремонте скважин должны быть скоординированы с рабочими проектами, с системами оперативного производственного контроля, с программами подготовки рабочего персонала. Должен быть составлен план ликвидации аварий.
По степени опасности возникновения газонефтеводопроявлений скважины подразделяются на категории.
Эффективный контроль ГНВП обеспечивают внешние датчики давления, плотности и объема рабочей жидкости.
Действия при появлении признаков ГНВП:
— прекратить добычу нефти из проблемной скважины и на соседних скважинах при наличии интенсивной разработки нефтеносного пласта.
— выполнить герметизацию устья, ствола и канала скважины,
— информировать о ситуации АУП
— устранение ГНВП силами бригады специалистов, которые прошли специальное обучение и подготовку по спецкурсу.
Методы устранения ГНВП:
— ступенчатое глушение скважины.
Используется в случае превышения давления в колонне перед дросселем значения, максимально допустимого для колонны или гидроразрыва на уровне башмака.
При ликвидации ГВНП выполняют приоткрытие дросселя для снижения давления в колонне, что становится причиной нового поступления воды или газа в колонну на глубине.
За счёт кратковременности пика давления 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.
— ожидание утяжеления скважины.
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 ГНВП и всплытие флюида на поверхность.
Обнаружение ГНВП на ранних стадиях позволяет предотвратить развитие осложнений, простоев в работе и финансовых потерь.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Образование грифонов после длительного периода эксплуатации известно из практики буровых работ в Краснодарском крае. [1]
Для предотвращения образования грифонов необходимо при проектировании конструкции поисковых и разведочных скважин предусматривать спуск специальной технической колонны с целью перекрытия верхней, наиболее раздробленной части разреза. Для ликвидации грифонов в ряде случаев оказывается эффективным нагнетание в скважину значительного объема цементного раствора с тем, чтобы цемент после схватывания в трещинах прекратил действие грифона. [3]
Открытое фонтанирование и образование грифонов могут привести к провалу вышки, буровой установки и потере устья скважины и таким образом к свободному беспрепятственному выходу газа в атмосферу. История разведки нефтяных и газовых месторождений знает много таких примеров. Такими же трещинами, способствующими образованию грифонов, изобилует приосевая часть морского поднятия Нефтяные Камни. В процессе проводки скважин при закрытии устья фонтанная струя устремляется по трещинам и в некотором отдалении от ствола скважины вырывается наружу, образуя грифон в море. Последнее создает большую опасность как для нефтяных залежей, так и для сохранности гидротехнических сооружений и нефтяных промыслов в целом. [5]
Меры по предупреждению образования грифонов следует при-с самого начала бурения. [6]
При бурении могут быть опасны образования грифона вблизи работы СПБУ, нефтегазопроявления из бурящейся скважины, просадка опорных колонн в грунт, ледоход. [7]
Особенно часто открытое фонтанирование и образование грифонов встречается на объектах, приуроченных к сильно нарушенным складкам. В этих случаях могут происходить провалы вышки и буровой установки и нередко образование грифонов с утечкой нефти и газа в атмосферу и на дневную поверхность. [8]
Подобные прорывы газа, сопровождающиеся образованием грифонов и кратеров, могут охватывать обширную территорию с возникновением острой пожароопасной ситуации на промышленных и жилых объектах, зачастую расположенных на значительном удалении от устья аварийной скважины. [9]
При этом возможны разрывы труб, образование грифонов и даже открытых фонтанов. [10]
Образование искусственных залежей газа может приводить к образованию грифонов и к техногенным катастрофам. [11]
При бурении скважины особое внимание следует обращать на возможность образования грифонов и последующего загрязнения территории и водоема. При образовании грифонов необходимо принять меры по их ликвидации и организовать сбор разлившегося бурового раствора. [12]
Основное отличие заключается в том, что в мерзлых грунтах исключается образование грифонов вследствие грязевого вулканизма и, следовательно, невозможно образование естественных грифонов, не связанных с бурением скважин. Это можно объяснить тем, что толща пород, достаточно надежно сцементированная льдом, не дает выхода флюиду; следовательно, можно считать, что каналы для его проникновения на поверхность до бурения будут практически отсутствовать. Кроме того, в мерзлых породах на Крайнем Севере нет значительных нарушений, а трещины заполнены льдом; не имеется и складок диапирового типа. [13]
Герметизация кольцевого пространства между колонной и стенками скважины позволяет предотвратить прорыв газа в заколонное пространство и образование грифонов вокруг устья. [15]
Угрозы фонтанирования
Номер журнала:
Рубрика:
В истории нефтегазовой отрасли можно привести немало показательных примеров по фонтанированию скважин. В Казахстане были проведены работы по ликвидации горящего нефтегазового открытого фонтана на скважине № 37 Тенгизской площади, которые продолжались около полутора лет (с 1985 по 1986 г.г.). Скважина фонтанировала с ежесуточным дебитом нефти более 10 тысяч тонн и газа – 2 миллиона кубометров, объемная доля сероводорода в них составляла 25%. Нельзя не вспомнить крупнейшую аварию в Мексиканском заливе, где в результате разрушения скважины в океан до сих пор поступает огромное количество нефти, а самое главное, погибли люди. Из числа наиболее поздних примеров аварий в России можно привести горящий открытый газонефтяной фонтан на скважине № 5320 Капитоновского месторождения ОАО «Южуралнефтегаз» в Оренбургской области, произошедший в феврале 2010 года.
Для предупреждения возникновения грифонов и межколонных перетоков и ГНВП необходимо, во-первых, при проектировании конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, которые обусловливают образование грифонов, с подъемом цемента до устья. При оборудовании устьев скважин необходимо применять стандартные колонные головки. Наконец, осваивать скважину при наличии на устье соответствующего противовыбросового оборудования.
Среди последних случаев можно отметить аварию, произошедшую 2 октября 2010 года на скважине №919 Варзинского участка недр Удмуртской Республики. При строительстве поисковой скважины, которое проводило ЗАО «Пионер-2000» (Республика Татарстан), произошло открытое фонтанирование газонефтяной смеси. Пострадавших при данном инциденте не было. В ходе ликвидации аварии были проведены работы по освобождению устья аварийной скважины от технологического оборудования и элементов конструкций буровой установки, а также по замене неисправного устьевого противовыбросового оборудования (ПВО). Основными причинами возникновения открытого фонтанирования явились неисправность ПВО и невыполнение требований безопасности проводки скважины при наличии угрозы газонефтепроявления.
Факторы возникновения ОФ
Процесс строительства и эксплуатации скважин технологически можно разбить на четыре взаимосвязанных этапа. Первый этап – бурение ствола, включая работы по его проработке, проведению в скважине различных исследований. Второй этап – крепление ствола скважины путем спуска обсадных колонн, их цементирование и обвязка устья скважины. Третий этап – освоение скважины, включая работы по перфорации колонны, вызову притока флюидов. Завершающий этап – непосредственная эксплуатация скважины (отбор нефти и газа), проведение плановых исследований и различных технологических операций, направленных на интенсификацию добычи нефти и газа, кроме того, проведение ремонтных и восстановительных работ.
Все работы по строительству и эксплуатации скважин, пластовое давление в которых превышает гидростатическое давление столба нефти (скважинного флюида), являются потенциально опасными с точки зрения образования открытых фонтанов. И в настоящее время, несмотря высокую техническую оснащенность, на возросший профессиональный уровень и дисциплину рабочих и специалистов организаций, открытые фонтаны продолжают встречаться.
КраснодарнефтегазРемонт» – сентябрь 2008 года.
По причинам возникновения грифонообразования распределяют на следующие группы:
— обусловленные некачественным креплением высоконапорных пластов, как основного эксплуатационного, так и вышележащих;
— возникающие при ГНВП и ОФ в процессе бурения, особенно при полной герметизации устья скважины;
— возникающие вследствие движения флюида через негерметичности резьбовых соединений обсадной колонны или нарушения в колоннах. В этом случае грифоны возникают при строительстве и эксплуатации скважин.
В Удмуртской Республике 2 октября 2010 года на Варзинском месторождении ЗАО «Пионер 2000» произошло открытое фонтанирование нефти с примесью газа, пострадавших при инциденте нет. По данным Удмуртского военизированного отряда, на месте были проведены аварийно-восстановительные работы по очистке устья скважины от элементов разрушенных конструкций буровой установки и подъемных механизмов, буровых инструментов и стеллажей.
Для предупреждения возникновение грифонов и межколонных перетоков и ГНВП необходимо при проектировании конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, которые обусловливают образование грифонов, с подъемом цемента до устья. При оборудовании устьев скважин необходимо применять стандартные колонные головки. Наконец, осваивать скважину при наличии на устье соответствующего противовыбросового оборудования.
Для предупреждения возникновения ГНВП и перехода их в открытые фонтаны нужно регулярно проводить учебно-тренировочные занятия согласно плану ликвидации аварий (ПЛА), совместные учения по отработке действий при возникновении открытого фонтанирования скважины, своевременно пересматривать нормативные документы по противофонтанной безопасности и схемы обвязки устья скважин ПВО.
Контроль деятельности предприятий по бурению, добыче и ремонту нефтяных скважин
| Широков Алексей Иванович, начальник Удмуртского военизированного отряда |
Профилактика образования ОФ
| Муртазин Масхут Акрямович, командир Альметьевского военизированного отряда |
