Автоматизация предупреждения ГНВП на буровых установках

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГНВП НА БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ

И.А. Молчанов

(г. Томск, «ОГБПОУ» Томский политехнический техникум)

Научный руководитель: Т.И. Альмендингер, преподаватель

Ключевые слова: газоводонефтепроявления, авария, бурение, автоматизация, противовыбросовое оборудование.

В данной статье демонстрируется возможность автоматизации предупреждения и ликвидации газоводонефтепроявлений на буровых установках, а также методы раннего обнаружения флюидопроявления, благодаря созданию алгоритма автоматизации действий механизмов бурового и противовыбросового оборудования. Автоматизация поможет существенно снизить тяжесть последствий от данного вида осложнений и предупредит возникновение, открытого фонтана на нефтегазовом месторождении, тем самым поможет осуществить процесс бурения скважины без потери времени. 

Газонефтеводопроявление (далее - ГНВП) — это поступление пластового флюида (газ, нефть, вода, или их смесь) в ствол скважины, не предусмотренное технологией работ при ее строительстве, освоении и ремонте.

В современных буровых установках, в процессе бурения всегда важно следить за датчиками давления, объема рабочей жидкости и её плотности, если не уследить за данными параметрами, то это может привести к осложнению – ГНВП, которое может перейти в открытое фонтанирование, а это уже может повлечь за собой взрывы, пожары, разливы нефти, потерю скважины и экологическое бедствие. ГНВП считается серьезным видом осложнений, которое следует немедленно ликвидировать.

Прямой признак возникновения ГНВП — это появления газа из пласта в буровой раствор, что снижает плотность бурового раствора и, следовательно, противодавление на пласт, в котором содержится пластовый флюид (нефть, газ, вода).  

Для решения данной проблемы, рассмотрим возможность применения станций геолого – технологических исследований (далее -   ГТИ) для предупреждения ГНВП.

За последние годы роль ГТИ возросла - исследованиями ГТИ охвачены все этапы строительства скважины – проводка, крепление, освоение, капитальный ремонт. Своевременные исследования ГТИ позволяют избежать большинство аварий и осложнений в процессе проводки скважин, дать возможность буровой бригаде оперативно найти выход из сложных предаварийных ситуаций. В реальном времени осуществляется расчет поровых давлений и гидродинамических параметров бурения, выдаются рекомендации для корректировки плотности промывочной жидкости.

Вся история проводки скважины посекундно фиксируется в станции ГТИ. Это и показания датчиков технологических параметров -  вес бурильной колонны и промывки скважины, и геологическая информация, и баланс времени проходки, и расход бурового раствора на входе и на выходе из скважины, и его параметры, объем промывочной жидкости в рабочих емкостях и доливной ёмкости; плотность промывочной жидкости и другие важные параметры режима бурения скважины.

Рассмотрим функции станции геолого-технологических исследований скважин, к ним относится автоматизированный сбор, обработка и интерпретация технологической и геологической информации, решения геологических и технологических задач при бурении скважин, и что очень важно обнаружение и предотвращения предаварийных и аварийных ситуаций во время проведения производственных работ, в том числе и раннее обнаружение ГНВП.

[pic 1]

Рис.1. Структура станции ГТИ

Газоаналитический комплекс станции ГТИ выполняет следующие функции:

• содержание газа в выходящей промывочной жидкости: суммарное и по компонентам;
• повышает общую безопасность выполнения буровых работ за счет обнаружения выбросоопасных объемов газа системой раннего обнаружения газопроявлений и сигнализацией содержания токсичных газов.

Данные газового каротажа позволяют выделять в разрезе скважины интервалы, перспективных на нефть и газ, и оценивать характер насыщения пластов.

Вся информация отображается на мониторе оператора станции ГТИ, а система визуализации (вынесена в рабочую зону буровой) отображает оперативную информацию по технологическим параметрам для бурильщика и бурового мастера в режиме реального времени. что позволяет своевременно реагировать на все изменения параметров режима бурения, за плотностью бурового раствора и его уровнем в скважине и емкостях, следовательно качественно и без аварий бурить скважину.