Аналіз причин негерметичності колонних обв'язок у нафтогазовому комплексі України

Abstract

Колонні обв’язки є основною частиною гирлового обладнання газових і нафтових свердловин. Колонні головки встановлюються на всіх свердловинах незалежно від способу їх експлуатації. На колонні обв’язки встановлюють противикидне обладнання при бурінні, а фонтанну арматуру при експлуатації свердловин. На них підвішують всі обсадні труби, опущені в свердловину. Конструкція колонної обв'язки передбачає можливість: відновлення герметичності міжколонних просторів, подачі в міжпакерну порожнину консистентного мастильного матеріалу; опресування фланцевих з'єднань; контролю та розвідки тиску середо вища в міжколонних просторах; проведення цементування свердловини. Порушення надійності колонної головки неминуче призводить до серйозних аварій, нанесення шкоди навколишньому середовищу, а в окремих випадках може бути причиною виникнення пожеж, вибухів, нещасних випадків. У статті класифіковано колонні обв’язки, що використовуються в нафтогазовому комплексі України, за конструкцією вузлів герметизації міжколонних просторів. Визначено причини негерметичності колонних обв’язок всіх груп. Описано умови, в котрих працюють ущільнення колонних головок. Визначено причини старіння гуми. Висвітлено вплив параметрів обсадних колон на герметичність колонних обв’язок. Проаналізовано нормативні докуме нти, що регламентують порядок і правила підбору, монтажу та експлуатації колонних обв’язок на нафто-газових експлуатаційних свердловинах та свердловинах підземних сховищах газу. Проведено аналіз конструкцій колонних обв’язок, що виготовляються в даний час, котрий показав, що основним елементом ущільнень міжколонного простору є деталі, виготовлені з гуми. Запропоновано заходи щодо підвищення надійності колонних обв’язок.

The casing head is the main wellhead equipment of gas and oil wells. Column heads are installed on all wells, regardless of how they are operated. Anti-blowout equipment is installed on column heads during drilling, and fountain fittings are installed during well operation. They hang all the casing pipes lowered into the well. The design of the pillar trim provides the ability to: restore the integrity of annular space, flow in the packer space grease lubricant; crimping flange connections; monitoring and exploration of the medium pressure in the annular space; well cementing process. Violation of the column head reliability inevitably leads to serious accidents, damage to the environment, and in some cases may cause fires, explosions, accidents. The article classifies column bindings that are used in the oil and gas complex of Ukraine, according to the design of nodes for sealing inter-column heads. The causes of column head leaks of all groups are determined. The conditions of column head sealing are described. The causes of rubber aging are determined. The effect of casing string parameters on the casing head tightness is shown. Regulatory documents, describing the procedure and rules for selection, installation and operation of column heads at operational oil and gas wells and wells in underground gas storage are analyzed. The analysis of modern casing heads showed that the main sealing elements of the annular space are rubber parts made of rubber. Measures to improve the column head reliability are proposed.