---

4. ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ

ПО БЕЗОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

В МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЕ

4.1. Общие требования

4.1.1. Настоящая Инструкция отражает требования, предъявляемые к строительству скважин в зонах наличия многолетнемерзлых пород (ММП), а также рассматривает вопросы, связанные с сохранением скважин при их консервации в этих условиях. Инструкция является дополнением к "Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности".

4.1.2. С целью учета геокрилогических и геолого - технических особенностей при разработке нефтяных месторождений, расположенных в зонах ММП, могут быть разработаны дополнительные требования с учетом решения конкретных вопросов для данного района, не предусмотренных данной Инструкцией. Эти требования должны быть утверждены в установленном порядке по согласованию с местным органом Госгортехнадзора России.

4.1.3. В рабочем проекте на строительство скважин в условиях ММН должны быть предусмотрены технические и технологические решения, направленные на сохранение скважины на весь период ее эксплуатации. Изменения проектных решений подлежат согласованию с разработчиком проекта и управлением округа.

4.1.4. В случае потери устойчивости крепи скважины в зоне ММП, могущей привести к ликвидации скважины, необходимо приостановить работы на скважине и принять меры по выявлению причин и устранению осложнения. Возникшее осложнение должно быть расследовано с составлением акта.

4.2. Выбор площадок под строительство скважин

4.2.1. Выбору места заложения одиночных и кустовых скважин должны предшествовать проектно - изыскательские работы с целью определения геокрилогических характеристик и устойчивости многолетнемерзлых пород.

4.2.2. Технология строительства скважин в зонах распространения ММП должна выполняться с учетом мерзлотных климатических условий данной территории на основании детальных мерзлотных карт, отражающих температуру, мощность, льдистость, устойчивость всего разреза ММП.

4.2.3. Для изучения геокрилогических условий верхней, высокольдистой и неустойчивой при растеплении части интервала ММП на площадке, намеченной для бурения скважин, должна быть пробурена специальная наблюдательная скважина глубиной 30 - 60 м.

4.2.4. Размещение скважин должно осуществляться на устойчивых участках.

4.2.5. На просадочных мерзлых породах должно предотвращаться растепление и усадка грунта под основаниями буровых установок путем сооружения фундаментов в виде песчано - гравийной отсыпки высотой 1,0 - 2,0 м и более и (или) устройства свайных фундаментов под тяжелое оборудование.

4.2.6. Планировка и отсыпка площадки под буровую установку должна производиться только в зимнее время при глубине замерзания грунта 0,3 - 0,4 м.

4.2.7. Площадка под буровые не должна мешать естественному водостоку. Вокруг площадок должен делаться дренаж. Не допускается сток промышленных вод под площадку.

4.2.8. Подъездные пути к площадке должны обеспечивать возможность работы транспорта в течение круглого года.

4.2.9. Для обеспечения нормальной работы бурового оборудования должен осуществляться постоянный контроль за возможной просадкой фундаментов. В случае просадки фундаментов бурение скважин должно быть прекращено до выяснения причин и устранения возникшей от просадки опасности.

4.2.10. При невозможности строительства кустовых площадок на проектных точках разрешается смещение куста скважин на устойчивый участок местности с учетом максимально технически допустимого отклонения устья скважины от забоя.

4.2.11. С целью максимального использования площадки для бурения скважин рекомендуется применять буровые установки специальной компоновки, согласованной с Госгортехнадзором России.

4.3. Выбор конструкции скважин

4.3.1. Конструкция скважин должна обеспечивать надежную сохранность устья и околоствольного пространства в процессе всего цикла строительства и эксплуатации за счет применения соответствующих средств и технологических решений.

4.3.2. Выбор конструкции скважин в зонах залегания ММП должен определяться назначением скважины, геокрилогическими условиями, суточным дебитом, температурой, давлением и физико - механическими свойствами извлекаемой нефти и газа.

4.3.3. В ММП с льдистостью, равной или более 0,3 м, и мощностью от 10 до 20 м строительство скважин ведется по конструкциям, предусматривающим охлаждение заколонного пространства.

4.3.4. Для обеспечения устойчивости приустьевой зоны скважин должно осуществляться охлаждение заколонного пространства путем оборудования устья скважины термоизолированным шахтовым направлением.

4.3.5. Шахтовое направление в комплекте с охлаждающей системой может работать в режимах насосного и термосифонного охлаждения. В качестве хладоносителя при принудительной циркуляции применяется 40% водный раствор этиленгликоля или хлористого кальция.

При термосифонной циркуляции в качестве хладагента необходимо применять аммиак.

4.3.6. Для перекрытия песчаных пород, склонных к кавернообразованию, верхняя часть ММП должна изолироваться обсадной колонной (направлением). Башмак направления устанавливается в глинистых отложениях с заглублением в них не менее чем на 5 м.

4.3.7. Глубина спуска направления при наличии реликтовой мерзлоты определяется в соответствии с технологическими регламентами на крепление скважин в данном районе.

4.3.8. Глубина спуска кондуктора должна определяться из расчета перекрытия толщи неустойчивых при протаивании пород криолитозоны. Башмак необходимо располагать ниже этих пород не менее чем на 50 м в устойчивых отложениях.

4.3.9. Для предотвращения смятия колонн в скважине в интервалах, где температура ММП -3 град. C и ниже, должны использоваться высокопрочные обсадные трубы. Кровля и подошва ММП должны перекрываться не менее чем на 20 м.

4.3.10. Цементирование промежуточных и эксплуатационных колонн скважин с активным охлаждением заколонного пространства должно производиться тампонажными растворами с низкой теплопроводностью.

4.3.11. В инвервале ММП кондуктор, промежуточная и эксплуатационная колонны должны оборудоваться пружинными центраторами.

4.4. Технология бурения скважин

4.4.1. При бурении наклонно направленных скважин набор зенитного угла наклонного ствола следует производить в интервале залегания устойчивых к разрушению пород. Ствол скважины в интервале залегания ММП преимущественно должен быть вертикальным.

4.4.2. Бурение под направление до глубины 20 - 30 м необходимо вести шнеком без промывки для предупреждения растепления ММП. При обнаружении размыва ММП за направлением буровые работы должны быть прекращены и приняты меры для его ликвидации.

4.4.3. Для предупреждения кавернообразования в интервалах ММП в качестве промывочных агентов следует применять высоковязкие полимеры - глинистые и биополимерные растворы, продувку забоя воздухом или пенами, а также долото диаметром меньше номинального с последующим расширением ствола скважины до проектного значения.

4.4.4. Запрещается использовать воду в качестве промывочной жидкости для бурения скважин в зоне распространения ММП.

4.4.5. В процессе бурения скважины в интервале ММП должен быть обеспечен контроль и регулирование температуры промывочной жидкости на входе и выходе из скважины и контроль температуры ММП в скважине. Температура промывочной жидкости должна соответствовать оптимальным значениям. Для ее регулирования целесообразно сокращение объема циркулирующего раствора.

4.4.6. Для предотвращения растепления, размыва приустьевой зоны скважины стекающим или выходящим из скважины буровым раствором устье должно быть оборудовано устройствами для сбора и отвода бурового раствора.

4.4.7. Очистку бурового раствора от шлама производить путем использования 3-ступенчатой системы очистки (вибросито - гидроциклонный пескоотделитель - илоотделитель).

4.4.8. Поддержание заданных параметров бурового раствора осуществляется регулированием количества глинистой фазы в растворе и постоянной его химической обработкой для предупреждения кавернообразования.

4.4.9. Способы и режимы бурения ММП должны обеспечивать устойчивость ствола скважины.

4.4.10. В качестве породоразрушающего инструмента рекомендуется применять гидромониторные долота с фрезерным зубом типа М-ГВ.

4.4.11. Компоновка низа бурильной колонны, расширение ствола скважины, режим бурения, режим работы буровых насосов при разбуривании ММП выбираются исходя из обеспечения устойчивости ствола скважины.

4.4.12. После проходки скважины через ММП необходимо следить за состоянием ствола скважины с помощью кавернометрии.

4.5. Крепление скважин

4.5.1. Выбор тампонажных материалов должен производиться в зависимости от геокрилогических характеристик разреза, величины градиента давления гидроразрыва пласта, назначения и глубины спуска обсадной колонны.

4.5.2. Цементирование колонн в интервалах ММП должно производиться тампонажным раствором соответствующей плотности на основе портландцемента для холодных скважин.

4.5.3. Для обеспечения нормального схватывания и предотвращения замерзания цементного раствора в жидкость затворения добавляется раствор хлористого кальция.

4.5.4. Для предотвращения образования зазора между колонной и цементным камнем температура колонны должна быть минимально возможной.

4.5.5. В устойчивом интервале ММП кондуктор должен цементироваться тампонажным раствором нормальной или повышенной плотности 1,8 - 1,9 т/куб. см, а верхняя его часть облегченным тампонажным раствором с добавками перлита, вермикулита.

4.5.6. Тип и рецептура раствора для цементирования промежуточных и эксплуатационных колонн должны выбираться в соответствии с регламентами на крепление скважин для данных конкретных условий.

4.5.7. Температура тампонажного раствора должна быть не ниже 8 - 10 град. C для обеспечения его ускоренного схватывания, но не превышать температуру бурового раствора при бурении под колонну.

4.5.8. Для снижения радиуса растепления ММП и формирования прочного сцепления цементного камня с колонной и породой при малом перепаде температуры в межколонном пространстве необходимо использование пластифицированных тампонажных растворов с комплексной добавкой хлорида кальция.

4.5.9. Для предупреждения возникновения избыточного давления в процессе обратного промерзания оттаявших пород при цементировании колонн в интервале ММП в качестве буферной жидкости необходимо использовать незамерзающие жидкости.

4.5.10. Качественно зацементированными колоннами считаются колонны, за которыми цемент поднят до устья скважины, и выполняются требования по качеству цементирования в соответствии с регламентами строительства скважин в условиях ММП.

4.5.11. Оценка качества цементирования колонн в интервале ММП должна производиться комплексным акустическим и термометрическим методами.

4.6. Предупреждение смятия колонн в интервалах

многолетнемерзлых пород при длительных

простоях и консервации скважин

4.6.1. Набор мероприятий по предупреждению смятия колонн в скважинах в случае длительных их простоев после окончания бурения или в период эксплуатации зависит от предполагаемого срока простоя (времени обратного промерзания) и наличия в заколонном пространстве замерзающей жидкости.

4.6.2. Для снижения вероятности смятия обсадных колонн при креплении скважин должны выполняться следующие требования:

- колонны в интервале ММП должны оборудоваться центрирующими устройствами, обеспечивающими концентричное расположение колонн во всем интервале ММП;

- тампонажные растворы должны быть седиментационно устойчивы и не расслаиваться с образованием водяных поясов;

- колебание плотности закаченных цементных растворов не должно превышать +0,3 г/куб. см, а облегченных +0,5 г/куб. см;

- при цементировании колонн в интервале ММП прямым способом должен быть обеспечен выход тампонажного раствора на устье скважины;

- использование двухстенных направлений в интервале ММП, теплоизолируемых полиуретаном для предотвращения растепления пород в процессе бурения под кондуктор.

4.6.3. Прочность крепи на смятие на всем интервале ММП должна выдерживать максимальные давления, которые могут возникнуть при полном восстановлении температур мерзлых пород в данной скважине.

4.6.4. Перечень мероприятий по предупреждению смятия колонн должен разрабатываться предприятием - исполнителем работ по согласованию с добывающим предприятием, противофонтанной службой и органами госгортехнадзора.

4.6.5. В процессе простоя скважин должен осуществляться периодический контроль температуры крепи глубинными термометрами, при наличии в крепи замерзающих жидкостей.

В случае падения температуры крепи до опасных значений необходимо обеспечивать периодические прогревы крепи прокачкой подогретой жидкости или отборами газа либо (при длительной консервации) проведение управляемого замораживания без перфорации.

4.6.6. В деле скважины должны быть полностью оформленные документы по каждой колонне, перекрывающей ММП: тампонажная карточка, диаграммы всех основных параметров процесса цементирования, акт об установке на колонне цементирующих устройств с указанием места их расположения, акт об определении водоотделения и сроков схватывания пробы тампонажного раствора, обработанной на устье скважины в момент завершения процесса цементирования, диаграмма геостатической температуры ММП на данной площади, сведения о прочности крепи на смятие в интервале ММП.