Предупреждение опасности пожаров в скважинах при бурении с очисткой забоя воздухом
Бурение с очисткой забоя воздухом представляет собой потенциальную опасность пожаров в скважине. Пожар в скважине или возгорание - это взрыв, вызванный особой смесью кислорода, высокой температурой и присутствием углеводородов. Наиболее частая причина возгорания кроется в образовании отложений глинистой корки вокруг бурильных труб. С нарастанием этих отложений пространство для прохождения потока между бурильной колонной и стенками скважины ограничивается, а вследствие высокой скорости воздушного потока создается фрикционное тепло. Высокий нагрев в результате трения и наличие кислорода и углеводородов могут привести к взрыву. Другими причинами возникновения пожаров в скважинах могут являться искрообразование при работе долота и движение потока воздуха через промытую часть бурильного инструмента.
В результате пожаров на забое обычно полностью расплавляется КНБК и повреждается бурильная колонна. В большинстве случаев КНБК никогда не извлекается и скважину ликвидируют, или забуривается новый ствол. Конечно, взрыв может иметь боле серьезные последствия. Существуют два метода, которые могут значительно снизить урон от пожаров в скважине:
• добавление воды к воздуху или туманообразующих агентов (содержание воздуха – 96-99%);
• использование азота или иного инертного газа вместо воздуха.
Применение туманообразующих агентов при бурении снижает механическую скорость проходки, но тем не менее может обеспечивать определенные преимущества и экономию затрат. Использование азотной системы "пар-жидкость" (точнее, "азот-жидкость") само по себе неэкономично, но использование азота, вырабатываемого мембранной установкой-генератором азота, признается целесообразным. Скважина может буриться "всухую"; такой процесс часто называют "dusting" (пылеобразование). Азот практически исключает пожары в скважине благодаря его инертным свойствам.
Дополнительные преимущества закачки азота перед применением туманообразующих агентов включают более высокую механическую скорость проходки, а также меньшее (на 30%) потребление требуемых объемов воздуха.
Безопасность и экономичность использования мембранной установки-генератора азота была
наглядно на практике подтверждена при бурении скважины Пэркл 2.