Забезпечення фонтанної безпеки при бурінні та капітальному ремонті свердловин, схильних до поглинання

Abstract

Розглянуто одну з актуальних проблем нафтогазової галузі – небезпечність аварій, спричинених відкритими нафтовими та газовими фонтанами. Такі аварії призводять до значних економічних втрат, забруднення навколишнього середовища та створюють загрозу для безпеки виробництва. Тому вивчення причин їх виникнення та розробка ефективних заходів фонтанної безпеки є критично важливими для запобігання аваріям і мінімізації негативних наслідків. У ході дослідження розроблено методику визначення допустимої швидкості спуску бурильного інструменту у свердловину, схильну до поглинання, з розкритим продуктивним горизонтом. Проведено аналіз залежності гідродинамічного тиску під башмаком бурильної колони від динамічної в'язкості бурового розчину, довжини колони бурильних труб та швидкості їх руху. Встановлено взаємозв'язок між допустимою швидкістю спуску бурильного інструменту та величиною тиску поглинання, а також густини бурового розчину. У результаті визначено діапазон густини бурового розчину (1927,5–1941,4 кг/м³), за якого забезпечується безпечний спуск бурильного інструменту при дотриманні розрахункових швидкостей. Крім того, отримано значення коефіцієнта безпеки для глибоких свердловин, схильних до поглинання, яке становить 1,04. Проведено дослідження максимально допустимої швидкості спуску бурильного інструменту при умові [Pв] = 0,95Pгр, що дозволяє підвищити надійність робіт та запобігти виникненню аварійних ситуацій.

The paper is devoted to the one of the pressing issues in the oil and gas industry – the hazards associated with accidents caused by uncontrolled oil and gas blowouts. Such incidents lead to significant economic losses, environmental pollution, and pose a serious threat to operational safety. Therefore, studying the causes of blowouts and developing effective blowout prevention measures is critically important for avoiding accidents and minimizing negative consequences. During the research, a methodology was developed for determining the permissible running speed of the drill string into a well prone to fluid loss with an open productive horizon. The study analyzed the dependence of hydrodynamic pressure under the drill string shoe on the dynamic viscosity of the drilling fluid, the length of the drill pipe string, and the pipe running speed. A correlation was established between the permissible running speed of the drill string and the loss pressure, as well as the drilling fluid density. As a result, the safe drilling fluid density range (1927.5–1941.4 kg/m³) was determined, ensuring safe drill string running at calculated speeds. Additionally, a safety factor for deep wells prone to fluid loss was obtained, equal to 1.04. The study also examined the maximum permissible running speed of the drill string under the condition [Pw] = 0.95Pgr, which improves operational reliability and prevents emergency situations.