7. Metody opanowania erupcji wstępnej. Każda ze stosowanych w praktyce wiertniczej metoda przywracania równowagi ciśnień jako podstawę przyjmuje zasadę, że ciśnienie zostaje zrównoważone ciśnieniem hydro-statycznym płuczki o odpowiedniej gęstości, zabezpieczającej przed dopływem płynu złożowego do otworu. Metodami opanowania erupcji są: metoda wiertacza metoda inżynierska METODA „WIERTACZA” Czynności i obliczenia, które należy wyko­nać w niżej podanej kolejności: 1. Czynności związane z zamknięciem głowicy przeciwerupcyjnej: - wstrzymać wiercenie; - podciągnąć przewód tak, aby zwornik znalazł się około 1 m nad stołem, - wyłączyć pompy; - przykręcić zawór zwrotny o ile sytuacja na to pozwala; - sprawdzić otwarcie zasuw na węźle dławienia; jeżeli zasuwa awa­ryjna jest sterowana hydraulicznie na leży ją otworzyć; - zamknąć głowicę przeciwerupcyjną; - zamknąć zawory iglicowe. 2. Zarejestrować: - ciśnienie w przewodzie wiertniczym - ZCP; - ciśnienie w rurach okładzinowych - ZCR; - przyrost objętości płuczki. w zbiornikach - V0 - gęstość płuczki obiegowej - ρ0; 3. Ustalić początkowe ciśnienie przepływu PCP. . Równo­wagę ciśnień w otworze zapewnia ciśnienie obliczone z zależności: PCP= pop. z r+ZCP+S [MPa] PCP - początkowe ciśnienie przepływu, MPa; Pop.zr.- wartość oporów przepływu, MPa; ZCP - zarejestrowane ciśnienie w przewodzie, MPa; S - zapas bezpieczeństwa o wartości 1,0-5,0 MPa; 4. Usunąć z otworu płyn złożowy za pomocą płuczki obiegowej . Pier­wszy etap metody wiertacza polega na usunięciu płynu złożowego z prze­strzeni pierścieniowej za pomocą płuczki obiegowej w sposób następu­jący: uruchamia się pompę równocześnie otwierając zawór iglicowy; - po osiągnięciu przez pompę wymaganej wydajności /zredukowanej/, regulując zaworem iglicowym, ustala się ciśnienie w przewodzie na war­tość początkowego ciśnienia przepływu /PCP/; po ustaleniu się ciśnienia PCP usuwa się z otworu płyn złożowy zachowując stałą wydajność pompy 5. Obciążyć płuczkę do wymaganej gęstości w ilości minimum jednej objętości otworu. Do obciążania płuczki w zbiornikach zapasowych przystępuje się już podczas usuwania płynu złożowego z otworu. wyma­ganą gęstość płuczki oblicza się ze wzoru: kg/m^3 gdzie: ρo- gęstość płuczki obiegowej, [kg/m^3]; γo - ciężar właściwy płuczki obiegowej [G/cm^3] ; h - głębokość zapuszczenia przewodu, m; g - przyspieszenie ziemskie, m/s^2; S - zapas bezpieczeństwa, który przyjęto w wiertnictwie ~krajo­wym: 1-5 MPa ~10-50 kG/cm^2 . 6. Obliczyć końcowe ciśnienie przepływu. Końcowe ciśnienie prze­pływu obliczyć ze wzoru: MPa lub MPa 7. Wykonać wykres zmian ciśnienia w przewodzie. . Jeżeli róż­nica między gęstością płuczki pierwotnej i obciążonej jest duża, przy­rost ciśnienia hydrostatycznego może być na tyle duży, że będzie powo­dował szczelinowanie skał, a w efekcie bardzo często zanik cyrkulacji płuczki gdyby nie zmniejszano ciśnienia przepływu zgodnie z wykre­sem. By do tego nie dopuścić należy obniżać ciśnienie przepływu przy zachowaniu stałej wydajności pompy. 8. Zatłoczyć otwór płuczką obciążoną. W miarę wypełniania przewodu płuczką obciążoną należy obniżać ciśnienie na stojaku zgodnie z wykresem lub z tabelki regulując jego wielkość za pomocą zwężki. Po osiągnięciu przez płuczkę obciążoną spo­du przewodu należy utrzymywać stałe ciśnienie tłoczenia, tj. końcowe ciśnienie przepływu KCP i stałą wydajność pomp, aż do czasu ukazania się płuczki obciążonej na powierzchni. 9. Określić czas zatłaczania otworu. W celu skontrolowania prze­biegu przywracania równowagi ciśnień w otworze należy obliczyć obję­tość przestrzeni oraz czas jej wypełniania. Po ukazaniu się płuczki obciążonej u wylotu otworu należy zatrzymać pompę. Ciśnienie na stojaku w przestrzeni powinno wynosić 0 MPa [ v at] , co świadczy o równowadze w otworze ciśnień. Gdy ciśnienie w przewodzie jest niższe od ciśnienia w przestrzeni, należy cały zabieg powtórzyć, Przyczyny powstawania erupcji: 1..W czasie wiercenia otworu: (mała gęstość zastosowanej płuczki obiegowej , obniżenie gęstości płuczki obiegowej w wyniku jej zgazowania najczęściej gazem przechodzącym ze zwiercin poziomu gazonośnemu , zanik płuczki w jeden poziom a przepływ z innego lub z poziomu z tego poziomu). 2..W czasie operacji wyciągania lub zapuszczania przewodu lub rur: (nie dopełnienie otworu płuczki w czasie wyciągania , tokowanie w wyniku zbyt dużej prędkości wyciągania , powstawanie w otworze porcji płuczki zgazowanej lub gazu nawet w warunkach gdy ciśnienie denne jest od Pzł , stosowanie zaworu zwrotnego w dolnej części przewodu , uszkodzenie zaworu zwrotnego podczas zapuszczania kolumn rur okładzinowych). Objawy: 1..W czasie wiercenia: (zwiększenie mech. pręd. wiercenia , zwiększenie intensywności wypływu płuczki z rury odlewowej , zmniejszenie ciężaru przewodu , zwiększenie objętości płuczki w zbiornikach roboczych , wahanie mom. obr. rejestrowane na stole , wahanie ciśnienia tłoczenia pompy i liczby suwów pompy , ciągłe zgazowanie płuczki , obiegowe zgazowanie płuczki , zgazowanie chwilowe w czasie dodawania rury , zwiększenie koncentracji jonów w filtracie , zmiana pH płuczki. 2..W czasie operacji wyciągowych: (samowypływ z otworu bez ruchów przewodu , niezgodność obj. płuczki dodanej do otworu z obj. wyciągniętego przewodu. 3..W czasie postoju: (samowypływ płuczki z otworu , wzrost ciśnienia pod zamkniętą głowicą przeciwerupcyjną)

5.Połączenia gwintowe API : 1. Złączkowe - CSG - gwint krótki zaokrąglony , sprawność 54 - 85 %, duże zużycie stali, szczelność do 20 MPa w niskich temperaturach 20-30°C, wysokość gwintu stała a zatem rury o mniejszej średnicy są mniej wytrzymałe, złączki wykonuje się z tej samej stali co rury bez stali H-40' - LCSG - sprawność 60 - 96 %, - Buttress - pracuje na całej długości, * zwojów na cal, zbieżność 1:16, sprawność 85-92 %, zwiększa się w połączeniach o mniejszych średnicach, bardzo duża szczelność, prześwit 0,03 mm, po wypełnieniu smarami daje szczelność do 400 at. 2. Bezzłaczkowe - Extreme - line - średnica zewnętrzna takiego połączenia stanowi 94-96 % średnicy połączenia CSG, co pozwala zmniejszyć początkową średnicę otworu. W zależności od średnicy różne zbieżności i podziałka : < 7 5/8'' - 6 zwojów na cal , zbieżność 1:8; > 7 5/8 `' - 5 zwojów na cal. Pełna gazoszczelność dzięki powierzchniom oporowym i zgniotowi, oraz sprawność do 100 %. Jednak jest to gwint który trudno wykonać , zmniejsza się średnica wew. na odcinku złączki. 6. Cementowanie jednostopniowe 1..Zatłaczanie cieczy buforowej, 2..Wprowadzanie dolnego klocka, 3..Wtłacza się zaczyn, 4..Zwalnia się drugi klocek i zatłacza przybitkę, 5..Górny klocek dochodzi do dolnego, wzrost ciśnienia koniec zabiegu. (dolny klocek z otworem - ebonitowo gumowy, górny bez otworu w środku) - z prawym obiegiem (z użyciem dolnego i górnego klocka, z górnym klockiem , dwa sprzężone klocki górne) Zaczyn wtłaczany do kolumny rur i wytłaczany przez but rur do przestrzeni pierścieniowej. Klocki: aby zabezpieczyć przed mieszaniem się płynów, by oczyścić wnętrze kolumny z resztek osadu. - z lewym obiegiem (Bez klocków. zaczyn zatłacza się poprzez więźbe kolumn rur okł. i wytłacza wnętrzem przewodu wiert. Ciecze buforowe - przemywające - oczyszczanie ściany otworu z resztek osadu płuczkowego, wyprzedzające - ograniczenie mieszania Się zaczynu z płuczką. Przybitka - ma wtłoczyć górny klocek do otworu, aby wytłoczyć całą zawartość zaczynu do p.p. i utrzymanie pod ciśnieniem tego zaczynu. Przez przewód - zapewnia wymaganą skuteczność cementowania kolumn o dużych średnicach, stworzenie wytrzymałej podstawy dla prewentera, zwykle duże skawernowanie. Zalety - gdy występują komplikacje np. szczelinowanie to kontrolujemy ubytek zaczynu, krótszy czas cementowania. WYKONANIE: 1..Zapuszcza się przewód i wprowadza się do gniazda uszczelniającego w bucie rur. 2..Po przepłukaniu przewodu zatłacza się zaczyn, a gdy osiągnie się powierzchnię zatłacza się wodę lub płuczkę. 3..Podnosimy przewód wyciągając go z gniazda przepłukujemy jeszcze raz. 8. Głowice szczękowe - (przeciwerupcyjne) - jedno i dwu kadłubowe z wymiennymi szczękami na rury płuczkowe i rury okładzinowe oraz napełni przekrój przewodu. Produkowane są w kilku wymiarach nominalnych o różnych średnicach przelotu pionowego dla 5 zakresów ciśnień roboczych. Jest to specjalnej konstrukcji urządzenie uszczelniające umożliwiające hermetyzacje przestrzeni pierścieniowej wylotu otworu, w przypadku gdy w nim znajduje się przewód wiertniczy lub są zapuszczane rury okł. Wkłady uszczelniające przesuwane są w kierunku osi otworu i uszczelniają przekrój przestrzeni pozarurowej. Obrzeża wkładów szczęk - z gumy. Średnica odpowiada średnicy zew. rur płuczkowych. Zwykle na wylocie otworu montuje się 2 głowice jednoszczękowe oddzielnie. 4.Rodzaje pomp. 1..Płuczkowe ssące i wirowe 2..Tłokowa dwucylindrowa i trzycylindrowa 3..Hydrauliczne 4..Próżniowa 5..Strumienicowa Pompa płuczkowa tłokowa - zalety: umożliwia przetłaczanie płuczki z dużą zawartością fazy stałej, której część odznacza się właściwościami ściernymi , zezwalają na swobodny przepływ dużych cząstek stałych , prosta obsługa przy wymianie części zamiennych , umożliwiają duży zakres ciśnień oraz zmianę strumienia objętości płuczki. Wadą jest zmienna pulsacja strumienia objętości płuczki. Stosowanie pomp płuczkowych o dużych wydajnościach i wysokich dopuszczalnych ciśnieniach jest ważne dla zwiększenia prędkości wiercenia otworu. Dobór wielkości i mocy pompy płuczkowej określa się strumieniem objętości przetłaczanej płuczki przy max. Ciśnieniu wymaganym w czasie wiercenia otworu. ERUPCJA Erupcja wiertnicza jest to przypływ płynu złożowego do otworu wiertniczego, spowodowany naruszeniem równowagi między ciśnieniem złożowym a ciśnieniem dennym. Wykrywanie erupcji wiertniczej. Przypływ płynu złożowego do otworu wiertniczego objawia się na powierzchni jednym lub kilkoma jednocześnie sygnałami ostrzegawczymi: 1.Wzrost postępu wiercenia , 2.Utrata cyrkulacji , 3.Zgazowanie płuczki , 4.Skażenie wodą złożową , 5.Wzrost natężenia płuczki, wypływającej z odlewy i wzrost poziomu płuczki w zbiorniku roboczym , 6.Zmiana momentu obrotowego stołu obrotowego , 7.Wahanie ciśnienia tłoczenia pompy i liczby susów pompy , 8.Wzrost ciężaru przewodu na haku , Procedura postępowania po stwierdzeniu objawów erupcji wstępnej podczas wiercenia. W przypadku stwierdzenia jednego lub kilku objawów erupcji, szczególnie samo wypływu i przyrostu objętości płuczki w zbiorniku roboczym, należy: • Przerwać wiercenie. • Ogłosić alarm erupcja. • Podciągnąć graniatkę tak, aby jej dolny zwornik znalazł się nad stołem obrotowym. • Podczas podciągania przewodu sprawdzić stan otwarcia zasuw w węźle dławienia tj. otwór - separator wstępnego odgazowania. • Wyłączyć pompę. • Otworzyć zasuwę roboczą hydraulicznie lub ręcznie sterowaną. • Zamknąć głowicę przeciw erupcyjną uniwersalną lub szczękową na przewód. • Zamknąć zwężkę lub zasuwę iglicową na węźle dławienia. • Rejestrować ciśnienie w przewodzie wiertniczym, określone symbolem SIDPP (ZCP) i w przestrzeni pierścieniowej, określone symbolem SICP (ZCR). • Ustalić objętość przypływu V0. • Ustalić (w przybliżeniu) rodzaj płynu złożowego. • Zawiadomić kierownika robót. • Uzupełnić kartę likwidacji erupcji uzyskanymi informacjami.

9.KONSTRUKCJE OTWORÓW WIERTNICZYCH. RODZAJE KOLUMN OKŁADZINOWYCH. Przez konstrukcję otworu należy rozumieć podziemną obudowę stałą lub tymczasową, umożliwiającą dowiercenie otworu do żądanej głębokości przy określonych warunkach geologicznych i hydrogeologicznych Podstawowym elementem konstrukcyjnym otworu są rury okładzinowe. Rury te zazwyczaj łączy się w kolumny poprzez złączki (połączenia gwintowe).Rury okładzinowe skręcone i zapuszczone do otworu tworzą kolumnę rur, kilka zaś rur okładzinowych oraz ich uszczelnienie (cementowanie lub iłowanie) tworzą obudowę otworu. Liczba kolumn rur okładzinowych zapuszczonych do otworu wiertniczego zależy przede wszystkim od głębokości otworu, metody i technologii wiercenia, charakteru przewiercanych warstw, warunków hydrogeologicznych oraz celu wiercenia. Konstrukcja otworu wiertniczego podaje liczbę kolumn rur okładzinowych, średnicę zewn. i wewn. tych rur, grubość ścian, rodzaj stali z jakiej są wykonane, średnice świdrów, głębokość zapuszczenia rur, wysokość słupa cementu. Pierwsza kolumna rur (wstępna, wierzchnia, blaszanka) składa się z jednej lub kilku rur skręconych ze sobą. Kolumna ta ma zwykle na celu zabezpieczenie górnych warstw przed wymyciem ich przez tłoczoną płuczkę, wzmocnienie ścian w warstwach słabo związanych Zapuszcza się ją zazwyczaj do głębokości 2—40 m, zależnie od warunków (nawet 50m), średnica wynosi zazwyczaj 16'' do 20'' i więcej. Druga kolumna rur — prowadnikowa, czyli tzw. konduktor, jest zapuszczana po odwierceniu otworu, m. in. w celu nadania pionowego kierunku wiercenia. Kolumna ta ma także zabezpieczać otwór przed obsypywaniem się słabo związanych warstw górnych. Stanowi podstawę uzbrojenia wylotu, przyłącza się do niej głowicę wydobywczą, głębokość zapuszczenia jest różna, waha się w szerokich granicach 40 - 900 m. Trzecia kolumna pośrednia, (techniczna) może być jedna, dwie lub więcej, ich liczba zależna jest od głębokości projektowanego otworu, od technologii wiercenia, a przede wszystkim od warunków hydrogeologicznych. Kolumna pośrednia zabezpiecza również kolumnę eksploatacyjną przed korozją agresywnych wód zmineralizowanych. Długość kolumny pośredniej może wynosić od 1800 do 5000 m. Kolumna eksploatacyjna służy do umożliwienia eksploatacji wody lub innych złóż (ropy naftowej, gazu ziemnego, soli, siarki itp.). Jak widać, zadaniem obudowy otworu wiertniczego jest często zabezpieczenie ściany przed obsypywaniem się, przed zmniejszeniem jego średnicy, a także czasem zamknięcie nawierconego horyzontu wodonośnego, nie przeznaczonego do eksploatacji, oraz oddzielenie pokładów produktywnych od skał płonnych. Obecnie stosowane są najczęściej następujące średnice rur kolumny eksploatacyjnej: 140 mm 5i1/2"), 127 mm (5'') i 114 mm (4i1/2''), natomiast coraz mniej stosuje się rury o średnicy 168 mm (6i5/8''). Kolumna eksploatacyjna może sięgać od dna otworu wiertniczego aż do jego wierzchu albo też może obejmować tylko część długości otworu wiertniczego od jego dna do buta kolumny pośredniej, z tym jednak zastrzeżeniem, że powinna ona wchodzić do poprzedniej kolumny rur na długości co najmniej 30 m i być w tej kolumnie uszczelniona - tracona kolumna rur. Każda kolumna rur okładzinowych, ma u dolnego końca przykręcony i przyspojony, stalowy, grubościenny pierścień, nazywany butem kolumny rur. Ogólnie biorąc należy dążyć do tego, aby nie zapuszczać wielu kolumn pośrednich; zależy to jednak od jakości płuczki, wytrzymałości przewiercanych skał i szybkości wiercenia otworu. 6. ELEMENTY PRZEWODU WIERTN: TYPY, RODZAJE, RODZAJE POŁĄCZEŃ. Rury płuczkowe, skręcone z sobą za pośrednictwem złączek i zworników tworzą kolumnę rur płuczkowych. Kolumna ta służy w wierceniu obrotowym do przeniesienia ruchu obrotowego od stołu wiertniczego, umieszczonego na powierzchni, do świdra pracującego na dnie otworu wiertniczego oraz dla doprowadzenia płuczki wiertniczej od pomp płuczkowych, ustawionych na powierzchni, do świdra. Kolumnę rur płuczkowych, składającą się — idąc od góry — z graniatki, rur płuczkowych wraz z złączkami i zwornikami oraz obciążników, nazywa się przewodem wiertniczym. Dwie lub trzy rury płuczkowe, skręcone z sobą za pomocą złączek (lub w przypadku dłuższych rur za pomocą zworników) tworzą pas rur płuczkowych. Pasy rur płuczkowych łączy się za pomocą dwuczłonowych łączników zwanych zwornikami. Stosowane są również bezzwornikowe połączenia rur płuczkowych. Kolumna rur płuczkowych pracując przenosi moment obrotowy od silnika do świdra na bardzo dużą odległość i na skutek sił odśrodkowych przyjmuje postać spiralnie wygiętej sprężyny; ze względu na warunki pracy musi być wykonana z wysokogatunkowej stali. Rury płuczkowe wykonuje się jako rury stalowe bez szwu o średnicach zewn. 6,5/8'', 5,1/2'', 5'' ,4,1/2'' ,4'', 3,1/2'', 2,7/8'', 2,3/8. Zewnętrzna, jak i wewnętrzna powierzchnia rur płuczkowych powinna być gładka, bez zadziorów, guzów, wklęsłości, łusek, rys i pęknięć. Rury płuczkowe wykonuje się z wysoko jakościowej stali węglowej lub stali stopowej Długość rur płuczkowych wynosi: do średnicy zewnętrznej 2.3/8'' — 5,5 do 6,7 m, zaś rur płuczkowych powyżej 2,7/8''— 8,2 do 9,1 m. Gwint rur płuczkowych jest prawy, a gwint lewy wykonywany jest tylko na zamówienie i stosowany jest przy robotach ratunkowych gdy odkręca się w odwiercie urwane rury płuczkowe o prawym gwincie. Obciążniki do wiercenia obrotowego Zadaniem obciążników przy wierceniu obrotowym jest wywieranie swym ciężarem odpowiedniego nacisku na świder w czasie wiercenia oraz usztywnianie dolnej części kolumny rur płuczkowych, znajdujących się tuż za świdrem. Przy braku obciążników wywieranie nacisku na świder dolną częścią kolumny rur płuczkowych powoduje ich ściskanie i wyginanie. Długość obciążników do wiercenia stołowego, jest najczęściej równa długości rur płuczkowych, tj. 6 i 9 m. Grubość ścian obciążników wynosi średnio od 20 do 25 mm. Graniatki Graniatka służy do połączenia kolumny rur płuczkowych z głowicą płuczkową i do przeniesienia momentu obrotowego od stołu wiertniczego na kolumnę rur płuczkowych, a zarazem na świder pracujący na dnie otworu wiertniczego. Przekrój graniatki jest najczęściej kwadratowy. Są dwa typy graniatek, a mianowicie typ jednolita i wieloczęściowa. Do połączenia graniatki z kolumną rur płuczkowych oraz z głowicą płuczkową służą specjalne łączniki. Łączniki Łączniki stosuje się do łączenia elementów przewodu wiertniczego oraz do łączenia z nim narzędzi wiertniczych. Rozróżnia dwa rodzaje łączników: J — o jednakowych wielkościach złączy i R — o różnych wielkościach złączy. W każdym z tych rodzajów rozróżnia się typy: CM — łącznik z czopem i mufą, C — łącznik z dwoma czopami i M — łącznik z dwiema mufami. Prócz tego w rodzaju R wyróżnia się typ MC, gdy mufa ma złącze mniejsze niż czop.

---