Что такое испытание отрицательным давлением на буровой
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Отрицательное давление
Отрицательное давление в жидкости реализуется, например, в капиллярах с маленьким внутренним диаметром. [2]
Отрицательное давление впервые получил Донни. Его установка была предельно проста. Использовалась U-образная трубка, одно колено которой запаивалось, а другое подключалось к вакуумному насосу. [3]
Отрицательные давления в жидкости порядка нескольких атмосфер можно осуществить, если тщательно профильтрованную и прокипяченную ртуть поместить в трубку, подобную барометрической, но гораздо более длинную. При осторожном вытягивании трубки из сосуда удается выдвинуть ее запаянный конец над уровнем ртути в сосуде на несколько метров вверх без того, чтобы ртуть оторвалась от запаянного конца трубки. Значительно большие отрицательные давления получают, запаивая р в нагретом состоянии воду, ртуть и другие жидкости, освобожденные от центров конденсации, в толстостенные капилляры. При остывании этих капилляров, жидкость, сжимающаяся значительней стекла, должна была бы занять лишь часть объема капилляра. [4]
Отрицательное давление может проявится при цементировании скважин, на выкидной линии гидравлических насосов, а также при испытании переводников для улучшения показателей бурения, изоляции зон поглощений. Есть основание считать отрицательное давление одним из факторов обусловливающих различные осложения в скважине при спуско-подъемннх операциях. [5]
Отрицательное давление может получиться и в хорошо прокипяченной воде при комнатной температуре. Напротив, у эфира изотермы для легко наблюдаемых температур уже не спускаются ниже оси абсцисс. Поэтому, если в приведенном опыте иметь над ртутью немного эфира, то при этих температурах можно сделать ртутный столб таким длинным, что давление, господствующее в эфире, станет меньше, чем давление насыщенного пара эфира при этой температуре, но не таким длинным, чтобы давление стало отрицательным. [6]
Впервые отрицательное давление ( или гидростатическое растяжение) в жидкости было получено в 1849 г. в опытах Донни. [8]
Абсолютное отрицательное давление 2 атм соответствует 3 отрицательным атмосферам по манометру. [10]
Впервые отрицательное давление ( или гидростатическое растяжение) в жидкости было получено в 1849 г. в опытах Донни. [11]
Эффект отрицательного давления позволяет пользоваться реальными жидкостными системами, тогда как при статическом подходе необходимо соблюдать большую строгость в отношении чистоты жидкостей. Это обстоятельство позволяет создавать и использовать кратковременные отрицательные давления во многих технологических процессах. [12]
Из-за отрицательного давления на обратной стороне цилиндра струя под действием атмосферного давления прижимается к цилиндру, что, как следствие, приводит к практически безотрывному обтеканию. [13]
Катастрофа в Мексиканском заливе началась с грубой ошибки
Во вторник представители BP рассказали конгрессменам о предварительных результатах внутреннего расследования событий, приведших к инциденту. Но если до того компания утверждала, что результаты ключевого испытания скважины на герметизацию отрицательным давлением за несколько часов до прорыва были неясными или неудовлетворительными, то теперь признает, что они четко указывали на «чрезвычайно большую аномалию». Несмотря на это, персонал буровой (имен и принадлежности работников BP не раскрывает) решил, что испытание пройдено успешно. Эта «грубая ошибка», скорее всего, стала отправной точкой катастрофы, сообщил представитель BP.
Тяжести последствий катастрофы способствовали и другие факторы, говорится в конспекте. По (неверным) результатам испытания было принято решение замещать в скважине тяжелый буровой раствор, предотвращающий прорыв горючих газов, но при этом оказался нарушен обмен информацией, и операторы не могли достоверно знать, сколько раствора поступает из нее. Между тем это главный способ узнать, происходит ли прорыв газов в скважину, отмечается в документе. Кроме того, цементирование скважины было недостаточным и не смогло предотвратить прорыв.
Представители Transocean, владельца платформы, и Halliburton, подрядчика цементирования обсадной колонны, в один голос утверждают, что их рабочие выполняли указания представителей BP согласно контрактам и ответственность за последствия их действий также несет нефтяная компания.
Сегодня BP попытается остановить утечку нефти из скважины на дне Мексиканского залива. В неисправный противовыбросный превентор в устье скважины сначала закачают тяжелый раствор, который должен вытеснить нефть, а затем в случае успеха зацементируют ее. BP оценивает вероятность успеха в 60-70%.
В четверг президент США Барак Обама должен объявить об ужесточении требований к безопасности и надзору за бурением на шельфе.
Бурение скважин на депрессии и репресии
Бурение скважин на депрессии (UBD)- это технология бурения с отрицательным дифференциальным давлением в системе скважина-пласт, когда пластовое давление превышает давление столба жидкости в скважине.
Бурение скважин на депрессии (UBD)- это технология бурения с отрицательным дифференциальным давлением в системе скважина-пласт, когда пластовое давление превышает давление столба жидкости в скважине.
В этих условиях фильтрат бурового раствора, жидкость глушения и тд не попадают в продуктивный пласт, что не приводит к ухудшения коллекторских свойств пласта.
При создании депрессии на пласт в скважину будет поступать пластовый флюид (газ, нефть, вода) с различным дебитом.
Дебит флюида зависит от значения депрессии и коллекторских свойств пласта.
Обычно продуктивность пласта определяют в результате проведения комплексных газогидродинамических, гидрогеологических и геофизических исследований после его вскрытия и в законченной бурением скважине.
Бурение скважин на депрессии позволяет:
— минимизировать загрязнение пласта, в тч призабойной зону пласта (ПЗП);
— обеспечить одновременное повышение коэффициента извлечения нефти (КИН) и притока, в связи с минимизацией повреждения коллекторов;
— увеличить показатель проходки на долото и увеличить механическую скорости бурения, в связи со снижением угнетающего давления на забой скважины;
— снизить отрицательное воздействие бурового раствора на его коллекторские свойства.
Агента при использовании этой технологии применяют:
— раствор низкой плотности, к примеру, воду или нефть;
— аэрированные растворы, газифицированные воздухом, азотом, природным газом или даже отходящие газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
При использовании технологии бурения на депрессии дебит скважины вырастает в разы.
Эффективность этой технологии снижает ее высокая стоимость.
Бурение на депрессии не всегда допустимо.
Допустимая депрессия на стенки скважины при бурении не должна превышать 10-15 % эффективных скелетных напряжений (разность между горным и поровым давлением пород).
При освоении скважин допустимая депрессии определяется из условия обеспечения устойчивости призабойной зоны пласта и сохранности цементного кольца за обсадной колонной.
К примеру, на истощенных месторождениях (особенно газоконденсатным и газовым), где падение пластового давления к первоначальному уровню доходит до 4 раз, использование этой технологии возможно с учетом величины коэффициента аномального давления пластов (kа) в зависимости от глубины.
В настоящее время наиболее распространено бурение на репрессии, когда давление столба жидкости в скважине превышает пластовое давление.
Бурение на репрессии эффективно на скважинах незначительной глубины и в неустойчивых грунтах.
Недостатком является относительно быстрое снижение дебита.
Это происходит при кольматации (закупоривании), независимо от используемого инструмента и типа бурового оборудования.
Как это было: катастрофа в Мексиканском заливе
20 апреля 2010 года стало днем триумфа для компании British Petroleum и для команды буровой платформы Deepwater Horizon компании Transocean. Плавучая буровая платформа в 80 км от побережья штата Луизиана в точке, где глубина воды составляла 1,5 км, уже почти завершила бурение скважины, уходящей на 3,6 км под океанское дно. Это была столь сложная задача, что ее часто сравнивали с полетом на Луну. Теперь, после 74 дней непрерывного бурения, компания BP готовилась запечатать скважину Macondo Prospect и оставить ее в таком виде, пока не будет доставлено на место все эксплуатационное оборудование, чтобы обеспечить регулярную подачу нефти и газа. Где-то в 10:30 утра вертолет привез четверых функционеров высшего звена — двух из BP и двух из Transocean — для праздничной церемонии в связи с завершением буровых работ, а заодно по поводу семи лет безаварийной работы этой буровой платформы.
В следующие несколько часов на платформе развернулись события, которые вполне заслуживали бы включения в учебники по технике безопасности. Как и частичное расплавление активной зоны реактора на атомной электростанции Три-Майл Айленд в 1979 году, утечка токсичных веществ на химическом заводе в Бхопале (Индия) в 1984-м, разрушение «Челленджера» и Чернобыльская катастрофа в 1986-м, эти события имели причиной не какой-то один неверный шаг или поломку в конкретном узле. Катастрофа на Deepwater Horizon стала результатом целой цепи событий.
Самоуспокоение
Глубоководные скважины работают без проблем десятилетия подряд. Разумеется, подводное бурение— сложная задача, но существует уже 3423 действующие скважины только в Мексиканском заливе, причем 25 из них пробурены на глубинах более 300 м. За семь месяцев до катастрофы в четырех сотнях километров к юго-востоку от Хьюстона эта же буровая платформа пробурила самую глубокую в мире скважину, уходящую под океанское дно на фантастическую глубину в 10,5 км.
То, что было невозможным, стало рутинной процедурой. BP и Transocean били рекорд за рекордом. Та же технология морского бурения и то же оборудование, которые прекрасно себя оправдали при разработках на мелководье, вполне эффективны, как показала практика, на более серьезных глубинах. Нефтяники, как при золотой лихорадке, ринулись в океанские глубины.
Гордыня подготовила почву к несчастью, которое случилось на буровой. «В случае, если скважина неожиданно начнет фонтанировать, создавая разлив нефти, не следует опасаться серьезных последствий, поскольку работы ведутся в соответствии с принятыми в данной отрасли нормами, используется проверенное оборудование и имеются методики, специально разработанные для подобных случаев. » — так написано в плане изыскательских работ, который 10 марта 2009 года компания BP представила в американскую надзорную инстанцию — Службу эксплуатации месторождений (Minerals Managements Service, MMS) министерства недр США. Самопроизвольное фонтанирование подводных скважин случается сплошь и рядом, только в Мексиканском заливе с 1980 по 2008 год отмечено 173 случая, однако еще ни один подобный выброс не случался на глубоководье. На самом деле ни у BP, ни у его конкурентов не имелось на такой случай ни «проверенного оборудования», ни «специально разработанных методик» — вообще никакого страховочного плана в предвидении какой-либо катастрофической аварии на больших глубинах.
Легкомыслие
Многие годы компания BP гордилась тем, что умеет браться за рискованные дела в политически нестабильных государствах (например, в Анголе и Азербайджане), что способна реализовать изощренные технологические решения в самых глухих уголках Аляски или на огромных глубинах в Мексиканском заливе. Как говорил Тони Хэйуорд, бывший гендиректор компании, «мы беремся за то, чего другие не могут или не отваживаются сделать». Среди нефтедобытчиков эта компания славилась легкомысленным отношением к проблемам безопасности. По данным Центра общественной безопасности (Center for Public Integrity), с июня 2007 года по февраль 2010 года на нефтеперерабатывающих заводах BP в штатах Техас и Огайо из 851 нарушения правил техники безопасности 829 были признаны Управлением охраны труда США «сознательными» или «злонамеренными».
Что такое испытание отрицательным давлением на буровой
хорошая командная работа и плохая командная работа
В фильме Deepwater Horizon они провели испытание отрицательным давлением, чтобы узнать, безопасно ли бурение. Но я не могу припомнить, чтобы они объясняли, что на самом деле делает такой тест и что он означает. Итак, мой вопрос: что такое испытание на отрицательное давление и почему казалось, что все в порядке, хотя на самом деле это не так?
Однако для этого нужно не просто повернуть клапан и посмотреть, как падает давление. Вертикальная колонна тяжелого, насыщенного баритом бурового раствора длиной 5000 футов внутри штуцерной линии, линии глушения, нагнетания бурового раствора, бурильной трубы и эксплуатационной обсадной колонны должна быть заменена гораздо более легкой колонной морской воды, что, в свою очередь, снижает общий гидростатический напор. по бокам ствола скважины.
Во время испытания на отрицательное давление потребовалось давление насоса 1260 фунтов на квадратный дюйм, чтобы преодолеть разницу в гидростатическом давлении между столбом морской воды и столбом бурового раствора, который был вытеснен обратно в ямы для бурового раствора через стояк. После того, как замена морской воды / бурового раствора была завершена, столб морской воды был изолирован от ствола скважины через кольцевой противовыбросовый превентор, а перепад напора в 1260 фунтов на квадратный дюйм был спущен через линию глушения, что привело к повреждению U-образной трубы в стволе скважины.