Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Особенности бурения скважин в условиях сероводородной агрессии

Осложнения при бурении скважин в многолетнемерзлых породах (ММП)

Мерзлыми породами называются такие породы, которые имеют нулевую или отрицательную температуру, или в которых часть воды замерзла.

По льдистости мерзлые породы делятся:

  1. малольдистые (льда <10%);
  2. слабольдистые (льда<25%);
  3. льдистые (льда 25-40%);
  4. сильнольдистые (льда > 40%).

ММП – породы, находящиеся в мерзлом состоянии в продолжении многих лет (от трех и более). Мощность ММП может достигать 500 м и более. В состав могут входить хорошо связанные породы и несвязанные породы, цементирующим материалом для которых является лед.

При бурении ММП могут возникнуть следующие осложнения:

  1. Интенсивное кавернообразование
  2. Осыпи и обвалы пород, приводящие к прихвату инструмента.
  3. Размыв и провалы фундамента под буровой установкой в результате протаивания мерзлых пород.
  4. Протаивание и размыв ММП за направлением и кондуктором, грифонообразование.
  5. Недоподъем цементного раствора, разгерметизация резьбового соединения и смятие обсадной колонны.
  6. Примерзание спускаемых обсадных колонн к стенке скважины в интервале ММП в зимний период.

Бурение скважин в ММП должно осуществляться в строгом соответствии с «Регламентом технологии строительства скважин в условиях ММП». Конструкция скважин в зоне залегания ММП должна обеспечивать надежную сохранность ее устья, предотвращать промыв буровым раствором затрубного пространства за направлением и кондуктором, исключать провал пород в приустьевой зоне скважины во время бурения и эксплуатации.

Эксплуатационную колонну необходимо составлять из труб, выдерживающих давления, которые возникают при промерзании затрубного пространства.

Меры предотвращения: Сохранение отрицательной температуры стенок скважины. Буровой раствор следует использовать такого качества, чтобы избежать замерзания при длительном прекращении циркуляции.

 

На многих нефтегазовых месторождениях в составе нефти и газа содержится сероводород. Очень часто пласты с нефтью и газом, содержащие сероводород, являются с АВПД. Сероводородная агрессия особенной проявляется при бурении глубоких скважин (более 4000 м) на месторождениях нефти и газа с содержанием сероводорода до 25-30% (например, Тенгизское нефтяное месторождение в Прикаспийской впадине).

Сероводород очень опасен для человека. При концентрации даже 1 мг/л возможна смерть от паралича дыхательного центра. Сероводород легко воспламеняется, а в смеси с воздухом взрывается. Температура воспламенения – 290ОС. Сероводород тяжелее воздуха, его плотность составляет 1,17 г/смЗ. Способность сероводорода образовывать скопления приводит к взрывоопасной концентрации, поэтому при проявлениях сероводорода возможны взрывы и пожары.

При бурении скважин, когда вскрываются пласты с сероводородом, должны соблюдаться жесткие требования по технике безопасности. В условиях сероводородной агрессии могут возникнуть следующие осложнения:

1. Разрушение бурильных, обсадных труб и устьевого оборудования в результате коррозионного растрескивания.

2. Ухудшение свойств буровых растворов – увеличение водоотдачи, образование высокопроницаемой фильтрационной корки.

3. При рН близкой к 7 в случае обильного поступления в скважину сероводорода, образуются густые липкие сгустки, что может привести к прихвату инструмента

Во время вскрытия пластов, содержащих сероводород, необходимо вести постоянное наблюдение за концентрацией сероводорода, для предупреждения отравления людей. Самый простой способ определения концентрации - с помощью индикаторной бумаги, которая изменяет цвет при увеличении концентрации. Для количественного определения содержания сероводорода пользуются газоанализаторами.

При бурении скважин в условиях сероводородной агрессии необходимо использовать:

  1. Химически ингибированные тампонажные цементы. В тампонажную смесь включают компоненты, препятствующие проникновению в цементный камень агрессивного агента.
  2. Бурильные, обсадные трубы и устьевое оборудование использовать из специальных сталей, стойких к наличию сероводорода.
  3. рН раствора поддерживать более 9.
  4. В раствор добавлять ингибиторы коррозии, способные связывать серу в соединения, трудно растворимые в воде.

Для нейтрализации сероводорода в раствор необходимо вводить медный купорос или железный купорос. В результате химической реакции образуются гидроокиси этих металлов и сульфаты натрия, кальция и т.д.

H2S + CuSO4 = H2SO4 + CuS¯

H2SO4 + Na2SiO3 = Na2SO4 + H2SiO3¯

 

Добавка силиката натрия Nа2SiO3 (жидкое стекло) практически полностью предотвращает коррозию бурового оборудования и инструмента.

При необходимости утяжеления бурового раствора необходимо использовать железистые утяжелители (гематит):

3H2S + Fe2O3 = Fe2S3 + 3H2O

 

Кроме гидроокисей металлов, могут быть использованы и карбонаты, при взаимодействии образуются:

H2S + Ca(OH)2 = CaS + 2H2O

H2S + FeCO3 = FeS + H2CO3ÞH2O + CO2

При использовании физико-химического метода достигается полная нейтрализация сероводорода с образованием продуктов реакции, не оказывающих вредного влияния на окружающую среду.

 

Контрольные вопросы:

  1. Что такое осложнение при бурении и какие виды осложнений наиболее часто встречаются?
  2. Что является основной причиной возникновения поглощений?
  3. Какие существуют меры предупреждения и ликвидации поглощений?
  4. Как могут возникнуть ГНВП?
  5. Какие существуют меры предупреждения и ликвидации ГНВП?
  6. Для чего служит противовыбросовое оборудование? Назовите основные типы и размеры противовыбросового оборудования.
  7. Что такое грифоны и межколонные перетоки и как они ликвидируются?
  8. Какие виды осложнений относятся к нарушениям целостности стенок скважины?
  9. Как предотвращаются и ликивидируются осложнения, связанные с нарушением целостности стенок скважины?
  10. Какие осложнения могут возникнуть при разбуривании интервала многолетне мерзлых пород?
  11. К каким осложнениям приводит сероводородная агрессия?

Литература: (О-1) с. 191-221;

(Д-4) с.172-190; (Д-5) с. 125-139.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Нарушение целостности стенок скважины | Влияние параметров режима бурения на количественные и качественные показатели бурения
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 5815; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.