Угрозы фонтанирования

В истории нефтегазовой отрасли можно привести немало показательных примеров по фонтанированию скважин. В Казахстане были проведены работы по ликвидации горящего нефтегазового открытого фонтана на скважине № 37 Тенгизской площади, которые продолжались около полутора лет (с 1985 по 1986 г.г.). Скважина фонтанировала с ежесуточным дебитом нефти более 10 тысяч тонн и газа – 2 миллиона кубометров, объемная доля сероводорода в них составляла 25%. Нельзя не вспомнить крупнейшую аварию в Мексиканском заливе, где в результате разрушения скважины в океан до сих пор поступает огромное количество нефти, а самое главное, погибли люди. Из числа наиболее поздних примеров аварий в России можно привести горящий открытый газонефтяной фонтан на скважине № 5320 Капитоновского месторождения ОАО «Южуралнефтегаз» в Оренбургской области, произошедший в феврале 2010 года.

Для предупреждения возникновения грифонов и межколонных перетоков и ГНВП необходимо, во-первых, при проектировании конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, которые обусловливают образование грифонов, с подъемом цемента до устья. При оборудовании устьев скважин необходимо применять стандартные колонные головки. Наконец, осваивать скважину при наличии на устье соответствующего противовыбросового оборудования.

Среди последних случаев можно отметить аварию, произошедшую 2 октября 2010 года на скважине №919 Варзинского участка недр Удмуртской Республики. При строительстве поисковой скважины, которое проводило ЗАО «Пионер-2000» (Республика Татарстан), произошло открытое фонтанирование газонефтяной смеси. Пострадавших при данном инциденте не было. В ходе ликвидации аварии были проведены работы по освобождению устья аварийной скважины от технологического оборудования и элементов конструкций буровой установки, а также по замене неисправного устьевого противовыбросового оборудования (ПВО). Основными причинами возникновения открытого фонтанирования явились неисправность ПВО и невыполнение требований безопасности проводки скважины при наличии угрозы газонефтепроявления.

Факторы возникновения ОФ
Процесс строительства и эксплуатации скважин технологически можно разбить на четыре взаимосвязанных этапа. Первый этап – бурение ствола, включая работы по его проработке, проведению в скважине различных исследований. Второй этап – крепление ствола скважины путем спуска обсадных колонн, их цементирование и обвязка устья скважины. Третий этап – освоение скважины, включая работы по перфорации колонны, вызову притока флюидов. Завершающий этап – непосредственная эксплуатация скважины (отбор нефти и газа), проведение плановых исследований и различных технологических операций, направленных на интенсификацию добычи нефти и газа, кроме того, проведение ремонтных и восстановительных работ.
Все работы по строительству и эксплуатации скважин, пластовое давление в которых превышает гидростатическое давление столба нефти (скважинного флюида), являются потенциально опасными с точки зрения образования открытых фонтанов. И в настоящее время, несмотря высокую техническую оснащенность, на возросший профессиональный уровень и дисциплину рабочих и специалистов организаций, открытые фонтаны продолжают встречаться.

Осложнения при ОФ
Каждый случай возникновения газонефтеводопроявления (ГНВП) и открытого фонтанирования может быть связан с большим множеством технических, технологических и организационных причин. На начальной стадии возникновения ГНВП, во время бурения, освоения или ремонта скважины, можно избежать осложнений путем своевременной герметизации устья и проведения глушения скважины. Однако при отсутствии указанных мер может произойти выброс скважинной жидкости из ствола скважины с переходом скважины на режим открытого фонтанирования. 
Одним из самых серьезных осложнений при ликвидации ОФ являются грифоны. Грифоны - это неконтролируемое поступление нефти, газа и воды из высоконапорных горизонтов на поверхность по естественным и искусственным каналам, происходящее в результате нарушения естественной герметичности залежей нефти и газа или нарушения герметичности стволов скважин при бурении и эксплуатации. Частой причиной возникновения грифонов становятся межколонные перетоки (МП). Межколонный переток – это переток флюида или фонтанирование им в кольцевом пространстве между эксплуатационной и технической колоннами, промежуточной колонной и кондуктором. 
Существует множество примеров открытых фонтанов с грифонообразованием, в том числе из-за некачественного цементирования скважины: открытый фонтан на скважине  № 162бП Ван-Еганского месторождения ООО «СП «Ванъеганнефть» – декабрь 2006 года, открытый фонтан на скважине 326 куст 1 Ванкорского месторождения ЗАО «Ванкорнефть» – декабрь 2007 года, горящий открытый фонтан на скважине № 464 Анастасиевско-Троицкой площади ООО «

КраснодарнефтегазРемонт» – сентябрь 2008 года.
По причинам возникновения грифонообразования распределяют на следующие группы:
- обусловленные некачественным креплением высоконапорных пластов, как основного эксплуатационного, так и вышележащих;
- возникающие при ГНВП и ОФ в процессе бурения, особенно при полной герметизации устья скважины;
- возникающие вследствие движения флюида через негерметичности резьбовых соединений обсадной колонны или нарушения в колоннах. В этом случае грифоны возникают при строительстве и эксплуатации скважин.

Предотвращение грифонов
Необходимым условием для перечисленных случаев возникновения грифонов на поверхности является наличие каналов (пласты высокой проницаемости, тектонические трещины, недостаточный контакт между цементным камнем и породой), сообщающих высоконапорный пласт или ствол скважины с поверхностью.

В Удмуртской Республике 2 октября 2010 года на Варзинском месторождении ЗАО «Пионер 2000» произошло открытое фонтанирование нефти с примесью газа, пострадавших при инциденте нет. По данным Удмуртского военизированного отряда, на месте были проведены аварийно-восстановительные работы по очистке устья скважины от элементов разрушенных конструкций буровой установки и подъемных механизмов, буровых инструментов и стеллажей.

Для предупреждения возникновение грифонов и межколонных перетоков и ГНВП необходимо при проектировании конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, которые обусловливают образование грифонов, с подъемом цемента до устья. При оборудовании устьев скважин необходимо применять стандартные колонные головки. Наконец, осваивать скважину при наличии на устье соответствующего противовыбросового оборудования.
Для предупреждения возникновения ГНВП и перехода их в открытые фонтаны нужно регулярно проводить учебно-тренировочные занятия согласно плану ликвидации аварий (ПЛА), совместные учения по отработке действий при возникновении открытого фонтанирования скважины, своевременно пересматривать нормативные документы по противофонтанной безопасности и схемы обвязки устья скважин ПВО. 

Контроль деятельности предприятий по бурению, добыче и ремонту нефтяных скважин

Противофонтанное обслуживание объектов предприятий, занимающихся бурением, освоением, ремонтом и добычей нефти Удмуртским военизированным отрядом (УВО), проводится в соответствии с заключаемыми договорами, где предусматривается ведение профилактической работы по предупреждению газонефтепроявлений и открытых фонтанов, аварийно-технические работы на осложненных скважинах, работы по ликвидации газонефтепроявлений и открытых нефтяных и газовых фонтанов, содержание и обслуживание технических средств на складе аварийного запаса. Эти и все остальные условия договоров УВО выполняет в полном объеме по годовым планам.
Осуществляется контроль за обученностью рабочих и специалистов в специализированных учебных центрах по курсу «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях», а также за готовностью противовыбросового оборудования и персонала по герметизации устья скважины. Контролируется наличие, хранение и готовность к применению средств индивидуальной защиты, газо-анализаторов, искробезопасного инструмента, средств пожаротушения, а также умение обслуживающего персонала пользоваться перечисленными средствами. Работниками отряда в бригадах проводятся инструктажи по вопросам противофонтанной безопасности. Проводится практическое обучение рабочих бригад первичным действиям по герметизации устья скважин при возникновении газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов.
Для поддержания боевой готовности и высокого уровня технической оснащенности склада аварийного запаса, средств, необходимых при ликвидации ГНВП и ОФ, специалисты УВО оказывают постоянное содействие в выборе необходимого оборудования и приспособлений, предоставляют чертежи на изготовление нестандартного аварийного оборудования. На базе УВО планомерно проводится работа по техническому обслуживанию и испытанию технического оснащения, находящегося на складе аварийного запаса.

Профилактика образования ОФ 

Альметьевский военизированный отряд с целью предупреждения возникновения открытых газовых и нефтяных фонтанов контролирует деятельность по бурению и ремонту скважин на объектах ОАО «Татнефть» и всех малых нефтяных компаний и предприятий. Этим занимается профилактическое звено отряда, которое проводит профилактические проверки объектов, инструктажи персонала по правильным приемам и методам работы, практическое обучение работников обслуживаемых предприятий первоочередным действиям при возникновении газонефтепроявлений и открытых газовых и нефтяных фонтанов (ГНВП и ОФ). Если при проверках выявляются нарушения противофонтанной безопасности - принимаются неотложные меры по их устранению.
Ликвидацией ГНВП и ОФ занимается оперативное звено, возглавляемое, как правило, командиром отряда или его помощником. Это звено имеет современное техническое оснащение, эффективные средства индивидуальной защиты и достаточный ассортимент приспособлений, материалов и оборудования для ведения  аварийных работ. Личный состав оперативного звена обучен, имеет высокую квалификацию и богатый опыт ведения аварийных работ практически в любых условиях, так как им приходилось работать при высокой концентрации сероводорода, превышающей ПДК (предельно допустимая концентрация) в десятки раз, при критически низких температурах (ниже -40 градусов) и сутками – без нормальных условий для отдыха.
За 9 месяцев 2010 года силами работников Альметьевского военизированного отряда было выполнено 3 аварийно-технические работы. За этот же период на объектах, обслуживаемых отрядом, нефтегазоводопроявлений и открытых газовых и нефтяных фонтанов не было допущено