Stanis³aw Dubiel*, Jan Ziaja*



Podobne dokumenty
S³awomir Wysocki*, Danuta Bielewicz*, Marta Wysocka*

W³adys³aw Duliñski*, Czes³awa Ewa Ropa*

WYNIKI BADAÑ HYDROGEOLOGICZNYCH

Romuald Radwan*, Janusz Wandzel* TESTY PRODUKCYJNE PO CZONE ZE WSTÊPNYM ODSIARCZANIEM SUROWEJ ROPY NAFTOWEJ NA Z O U LGM

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

Rafa³ Wiœniowski*, Jan Ziaja* DOBÓR PARAMETRÓW MECHANICZNYCH URZ DZEÑ WIERTNICZYCH STOSOWANYCH W TECHNOLOGIACH HDD**

Andrzej Janocha*, Teresa Steliga*, Dariusz Bêben* ANALIZA BADAÑ NIEKTÓRYCH W AŒCIWOŒCI ROPY NAFTOWEJ ZE Z O A LMG

ukasz Habera*, Antoni Frodyma* ZABIEG PERFORACJI OTWORU WIERTNICZEGO JAKO CZYNNIK ODDZIA UJ CY NA WIELKOή SKIN-EFEKTU

Tomasz Œliwa*, Andrzej Gonet*, Grzegorz Skowroñski** NAJWIÊKSZA W POLSCE INSTALACJA GRZEWCZO-CH ODNICZA BAZUJ CA NA OTWOROWYCH WYMIENNIKACH CIEP A

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

Andrzej Gonet*, Aleksandra Lewkiewicz-Ma³ysa*, Jan Macuda* ANALIZA MO LIWOŒCI ZAGOSPODAROWANIA WÓD MINERALNYCH REJONU KROSNA**

Paweł Pollok*, Sławomir Wysocki** PT-51 i PT-52***

Marian Branny*, Bernard Nowak*, Bogus³aw Ptaszyñski*, Zbigniew Kuczera*, Rafa³ uczak*, Piotr yczkowski*

Jan Ziaja*, Krzysztof Baniak** ANALIZA TECHNICZNA TECHNOLOGII WYKONANIA PRZEWIERTU HORYZONTALNEGO POD RZEK USZWIC W BRZESKU OKOCIMIU***

ZagroŜenia naturalne w otworowych zakładach górniczych. Spis treści

Mo liwoœci rozwoju podziemnych magazynów gazu w Polsce

Wprowadzenie... 9 Akty normatywne CZĘŚĆ 1 OGÓLNE WYMAGANIA W ZAKRESIE BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY... 23

Katarzyna Czwarnowska*, Sławomir Wysocki** BEZIŁOWA PŁUCZKA POLIAMFOLITYCZNO-SKROBIOWA Z POLIMEREM PT-61 DO PRZEWIERCANIA SKAŁ ILASTYCH***

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski*, Piotr Kosowski*

Transport pneumatyczny œcinków i odpadów

Bogdan Nogalski*, Anna Wójcik-Karpacz** Sposoby motywowania pracowników ma³ych i œrednich przedsiêbiorstw

Temat: Zasady pierwszej pomocy

Piece rozp³ywowe. Maschinen- und Vertriebs GmbH & Co.KG

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

instrukcja obs³ugi EPI NO Libra Zestaw do æwiczeñ przepony miednicy skutecznoœæ potwierdzona klinicznie Dziêkujemy za wybór naszego produktu

Zagospodarowanie magazynu

GOSPODARKA SUROWCAMI MINERALNYMI. Tom Zeszyt 2. DOI /gospo STANIS AW DUBIEL*, BARBARA ULIASZ-MISIAK**

Wykłady; 20 godz. Ćwiczenia audytoryjne: 15 godz. Ćwiczenia projektowe: 15 godz. Ćwiczenia projektowe: 15 godz.

Przep³ywowy ogrzewacz wody, DDLT 12, DDLT 18, DDLT 21, DDLT 24, DDLT 27 Pin Control

Projektowanie i wiercenie odwiertów głębinowych - opis przedmiotu

a H - g³êbokoœæ kana³u SÈÈ-GVM B H/V 0 e/ a wysokoœæ przesypu* * ) Vo umowna konstrukcyjna wysokoœæ przesypu na

Zasilacz impulsowy. Oznaczenia. Miniaturowy zasilacz do monta u na szynie DIN o mocy do 600 W S8PS

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

METODY ZAMRAŻANIA CZ.2

Petr Bujok*, Martin Klempa*, Jiøí Koziorek**, Robert Rado***, Michal Porzer*

Przep³ywowy, ciœnieniowy ogrzewacz wody DDLT 18, DDLT 21, DDLT 24 basis

Instrukcja monta u i obs³ugi EB PL. Regulator ciœnienia typu Wydanie: czerwiec 2009 (01/09) o zwiêkszonej wydajnoœci powietrza

Czes³awa Ewa Ropa* MODERNIZACJA INSTALACJI PROCESU TECHNOLOGICZNEGO DLA OCZYSZCZANIA I SKRAPLANIA CO 2 SEPAROWANEGO Z WÓD MINERALNYCH

C U K I E R N I A. K Warszawa, ul. Opaczewska 85 (róg ul. Kurhan) tel.: , fax: k-2@k-2.com.

System klimatyzacji - Indivent 1. Strefa mieszania: szybki

BEZPIECZE STWO PRACY Z LASERAMI

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

ELEMENTY WYPOSA ENIA INSTALACJI WENTYLACJI I KLIMATYZACJI T UMIKI AKUSTYCZNE PROSTOK TNE TYP TKF-MB ORAZ KO OWE TYP RS KRAKÓW

Stanis³aw Dubiel*, Jan Ziaja*

Janusz Kośmider. Zjawiska przepływowe w odwiertach naftowych

5/1. Zasady oceny ryzyka zawodowego karta oceny ryzyka Leszek Pietrzak

SYSTEM INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ JAKO NIEZBÊDNY ELEMENT POWSZECHNEJ TAKSACJI NIERUCHOMOŒCI**

3.6. Przyk³ady projektowania

1. Wstêp... 9 Literatura... 13

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2012

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: WGG s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Usuwamy nieczystoœci

PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI OTWORU WIERTNICZEGO

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA W ZAWODZIE WIERTACZ ODWIERTÓW EKSPLOATACYJNYCH I GEOFIZYCZNYCH

Roman Staszewski*, Stanis³aw Nagy*, Tomasz Machowski**, Pawe³ Rotko**

Technika dobrego samopoczucia

Analiza decyzji technologicznych podejmowanych w zakresie zarządzania złożem węglowodorów przy dowiercaniu, opróbowaniu i udostępnianiu złóż

Automatyzacja w procesach wiertniczych i eksploatacyjnych - opis przedmiotu

Rysunek 4.1. Badania klimatu akustycznego na terenie województwa dolnoœl¹skiego w 2011 r. HA AS

MIÊDZYNARODOWY STANDARD REWIZJI FINANSOWEJ 530 BADANIE WYRYWKOWE (PRÓBKOWANIE) SPIS TREŒCI

Piotr Kosowski*, Stanis³aw Rychlicki*, Jerzy Stopa* ANALIZA KOSZTÓW SEPARACJI CO 2 ZE SPALIN W ZWI ZKU Z MO LIWOŒCI JEGO PODZIEMNEGO SK ADOWANIA**

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

Maty Filtracyjne FILTRACJA POWIETRZA W KOMORACH MALARSKICH

INSTRUKCJA TECHNICZNO RUCHOWA

Przetwornica DC-DC podwy szaj¹ca napiêcie

III. TECHNIKI PREZENTACJI PRODUKTU \ US UGI

Mieszanina wysokorafinowanych olejów bazowych oraz odpowiednich dodatków

EGZAMIN POTWIERDZAJ CY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2014 CZ PRAKTYCZNA

MIÊDZYNARODOWY STANDARD REWIZJI FINANSOWEJ 520 PROCEDURY ANALITYCZNE SPIS TREŒCI

Miros³aw Rzyczniak*, Wac³aw Chrz¹szcz* NOWOCZESNE ELEKTRONICZNE CIŒNIENIOMIERZE I TERMOMETRY WG ÊBNE DO POMIARÓW W OTWORACH WIERTNICZYCH**

Security problems during exploitation wells workover works

OD CZNIKI NAPOWIETRZNE typu ONI...-2 i ONIII...-2 na napiêcie 24 i 36 kv. Informacja techniczna 02/99/ON3

Podhalańska Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nowym Targu

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie

Analiza techniczno-ekonomiczna op³acalnoœci nadbudowy wêglowej elektrociep³owni parowej turbin¹ gazow¹ i kot³em odzyskowym

7 Oparzenia termiczne

Gazowe grzejniki wody przep³ywowej

DOJRZA Oή W KA DYM DETALU

Skanowanie trójwymiarowej przestrzeni pomieszczeñ

1. Najnowsze dane dotyczące zapotrzebowania energetycznego w okresie wzrostu

Gazowe kot³y kondensacyjne. Cerapur. trójdrogowym do wspó³pracy z zasobnikiem c.w.u.,

N O W O Œ Æ Nawiewniki z filtrem absolutnym klasy H13

Maty grzejne ELEKTRA SnowTec

DOMOFON CYFROWY CD-2500

Krzese³ko do karmienia dla jednego dziecka 0 15 kg

Nebulizator t³okowy Mini. Typ Instrukcja u ytkowania. - Zalecane jest by u ywaæ urz¹dzenie pod kontrol¹ lekarza

WYROK z dnia 7 wrzeœnia 2011 r. III AUa 345/11

MIÊDZYNARODOWY STANDARD REWIZJI FINANSOWEJ 250 UWZGLÊDNIENIE PRAWA I REGULACJI PODCZAS BADANIA SPRAWOZDAÑ FINANSOWYCH

Clean. To nie tylko kwestia prawa, to kwestia BEZPIECZEÑSTWA.

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

o yska wrzecionowe o yska serii S 618/619/60/62... typ nieroz³¹czny o yska wrzecionowe, serie ³o ysk i ich typy

Si³owniki elektrohydrauliczne Typ do -23

System centralnego ogrzewania

(02.10) PL LSM 5

Przykładowy szkolny plan nauczania* /przedmiotowe kształcenie zawodowe/

PRZYSZŁOŚĆ ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII NA TLE WYZWAŃ ENERGETYCZNYCH POLSKI. Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki

KONFERENCJA BEZPIECZEŃSTWO ENERGETYCZNE KRAJU CZY PORADZIMY SOBIE SAMI?

INSTRUKCJA U YTKOWANIA SZAFY CH ODNICZEJ DWUDRZWIOWEJ

po.tk.krakow.pl Sprawd¼ oddech próbuj±c wyczuæ go na policzku i obserwuj±c ruchy klatki piersiowej poszkodowanego.

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: WGG ZO-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Górnictwo i Geologia Specjalność: Zagospodarowanie i Ochrona Wód

Transkrypt:

WIERTNICTWO NAFTA GAZ TOM 24 ZESZYT 1 2007 Stanis³aw Dubiel*, Jan Ziaja* IDENTYFIKACJA PRZYCZYN DOP YWU GAZU ZIEMNEGO DO OTWORU W ZALE NOŒCI OD WARUNKÓW CIŒNIENIOWYCH DOWIERCANIA Z Ó WÊGLOWODORÓW** 1. WSTÊP W trakcie dowiercania z³ó wêglowodorów istotnym zadaniem jest zachowanie bezpieczeñstwa prac dla za³ogi, œrodowiska naturalnego oraz sprzêtu technicznego. Zadanie to mo na by³oby w du ej mierze zrealizowaæ przez stosowanie p³uczki wiertniczej o du ej gêstoœci, gdyby nie koniecznoœæ ochrony pierwotnej przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych i zasobów wêglowodorów oraz d¹ enie do uzyskiwania wiarygodnych informacji o parametrach z³o owych. Du e znaczenie w zakresie bezpieczeñstwa prac ma dobór schematu orurowania otworu wiertniczego oraz jego wyposa enia przeciw erupcyjnego, a tak e parametrów reologicznych p³uczki wiertniczej i prêdkoœci ruchu rurami w otworze wiertniczym. W celu zapobiegania uszkodzeniu przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych w strefie przotworowej, oprócz doboru rodzaju p³uczki i jej parametrów, istotna jest równie kontrola wielkoœci zmian na spodzie otworu wiertniczego hydrodynamicznego ciœnienia s³upa p³uczki, w poszczególnych etapach prac wiertniczych. Nadmierny wzrost tego ciœnienia mo e doprowadziæ do hydraulicznego szczelinowania ska³ zbiornikowych i ucieczki p³uczki wiertniczej w te ska³y, a nastêpnie nie kontrolowany dop³yw wêglowodorów do otworu [1 5]. Informacje o parametrach z³o owych uzyskuje siê na podstawie wyników pomiarów aparatur¹ kontrolno-pomiarow¹ w postaci laboratorium polowego (np. firm: Martin Decker Totco, Swaco-Geolograph, Geoservices, Drill-Lab, Datawell, Data-Log czy Dresser Atlas) oraz wyników badañ rurowym próbnikiem z³o a [5, 9]. * Wydzia³ Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH, Kraków ** Praca wykonana w ramach badañ statutowych WWNiG AGH 153

2. ZASADY STOSOWANIA ORAZ WADY I ZALETY POSZCZEGÓLNYCH ROZWI ZAÑ TECHNOLOGICZNYCH DOWIERCANIA Z Ó WÊGLOWODORÓW Stosowane w wiertnictwie naftowym rozwi¹zania technologiczne dowiercania z³ó wêglowodorów oparte s¹ przede wszystkim na relacji miêdzy hydrostatycznym lub hydrodynamicznym ciœnieniem s³upa p³uczki w otworze wiertniczym a ciœnieniem z³o owym. Na tej podstawie rozró nia siê dowiercanie z³ó wêglowodorów w warunkach: 1) podciœnienia (depresji ciœnienia), tzw. UBD (underbalanced drilling), i wówczas zarówno statyczne, jak i dynamiczne ciœnienie s³upa p³uczki w otworze jest mniejsze od ciœnienia z³o owego; 2) równowagi ciœnienia dynamicznego i z³o owego (na granicy erupcji wstêpnej); 3) nadciœnienia (represji ciœnienia) w otworze wiertniczym. W pierwszym przypadku mo liwy jest ci¹g³y dop³yw wêglowodorów do otworu wiertniczego (rys. 1 na wklejce, poz. 1.1) i mieszanie siê z p³uczk¹ oraz wyp³yw tej mieszaniny na powierzchniê. Tote wymagana jest przy tym hermetyzacja wylotu otworu g³owic¹ obrotow¹ oraz oddzielenie wêglowodorów od p³uczki przy u yciu specjalnego separatora [2]. Nale y zauwa yæ, e nagazowanie p³uczki gazem ziemnym jest zjawiskiem niekorzystnym ze wzglêdu na mo liwoœæ tworzenia siê poduszek gazowych, natomiast zawartoœæ ropy w p³uczce jest zjawiskiem zdecydowanie korzystnym, gdy zwiêksza jej w³aœciwoœci smarne, powoduj¹c zmniejszenie si³ tarcia i oporów hydraulicznych jej przep³ywu. Dowiercanie z podciœnieniem zalecane jest w przypadku z³ó ropy naftowej o dobrze rozpoznanych warunkach z³o owych oraz o niskim gradiencie ciœnienia z³o owego (G z < 0,01 MPa/m). Du ¹ zalet¹ tej metody jest dobra ochrona przed uszkodzeniem przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych w strefie przyotworowej, a tak e osi¹ganie znacznie wiêkszej mechanicznej prêdkoœci wiercenia ni w trzecim przypadku. Wad¹ jest m.in. wiêksze zagro enie po arowe. W drugim przypadku, z powodu okresowego dop³ywu wêglowodorów do otworu (rys. 1, poz. 2.2), a tym samym, du ego ryzyka wyst¹pienia erupcji wêglowodorów, wymagana jest pe³na kontrola procesu wiercenia aparatur¹ kontrolno-pomiarow¹ [9] oraz hermetyzacja wylotu otworu wiertniczego g³owic¹ obrotow¹. Aby uzyskaæ równowagê ciœnieñ na dnie otworu, realizuje siê przy tym d³awienie wyp³ywu p³uczki z otworu podczas urabiania ska³y zbiornikowej. W tym przypadku technologicznym szczególn¹ ostro noœæ nale y zachowaæ podczas operacji dÿwigowych przewodem wiertniczym oraz w czasie koniecznego wstrzymywania kr¹ enia p³uczki w otworze wiertniczym, gdy wówczas ciœnienie denne nie równowa y ciœnienia z³o owego. Zaleca siê stosowanie takiego dowiercania z³ó o czêœciowo rozpoznanych warunkach z³o owych, charakteryzuj¹cych siê stosunkowo ma³¹ wydajnoœci¹. Mo liwa jest w tych warunkach znaczna ochrona pierwotnej przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych przed uszkodzeniem przez fazê sta³¹ z p³uczki oraz filtrat p³uczkowy, a tak e du a wiarygodnoœæ wskazañ aparatury kontrolno-pomiarowej i wyników badañ rurowym próbnikiem z³o a [5]. Równie w tych warunkach uzyskuje siê wiêksz¹ mechaniczn¹ prêdkoœæ wiercenia ni w przypadku trzecim. Przypadek ten jest powszechnie stosowany podczas poszukiwania z³ó ropy naftowej i gazu ziemnego, gdy umo liwia on uzyskanie znacznego bezpieczeñstwa prac wiertniczych w przypadkach wystêpowania 154

Rys. 1. Schemat blokowy intensyfikacji warunków i przyczyn dop³ywu gazu ziemnego do otworu wiertniczego: pz ciœnienie z³o owe [Pa], pd ciœnienie denne [Pa], ph ciœnienie hydrostatyczne s³upa p³uczki w otworze wiertniczym [Pa], pdd ciœnienie hydrodynamiczne s³upa p³uczki w otworze(kr¹ enie p³uczki, ruch przewodem), w przypadku zapuszczania przewodu wynosi: pdd = pdz, a w przypadku wyci¹gania przewodu pdd = pdw [Pa], poh ciœnienie potrzebne na pokonanie oporów hydraulicznych przep³ywu p³uczki w przestrzeni pierœcieniowej otworu wiertniczego podczas jej prawego obiegu [Pa], pd³ ciœnienie d³awienia wyp³ywu p³uczki na wylocie otworu wiertniczego [Pa], Gz gradient ciœnienia z³o owego [MPa/m], Gsz gradient ciœnienia szczelinowania ska³ [MPa/m], p sz ciœnienie hydraulicznego szczelinowania ska³ [Pa]

anomalnie wysokiego gradientu ciœnienia z³o owego (G z > 0,0125 MPa/m). W tym przypadku, szczególn¹ uwagê zwraca siê na dobór rodzaju oraz parametrów technologicznych p³uczki [8]. Takie dowiercanie ma nastêpuj¹ce wady: wystêpuj¹ce czêsto du e uszkodzenie przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych w znacznej odleg³oœci od œciany otworu, na skutek wnikania w nie cz¹stek sta³ych z p³uczki, a zw³aszcza filtratu z p³uczki [8]; ma³a wiarygodnoœæ wskazañ aparatury kontrolno-pomiarowej oraz wyników badañ rurowym próbnikiem z³o a [9]; znacznie mniejsza mechaniczna prêdkoœæ wiercenia w porównaniu z poprzednimi przypadkami; wiêkszy koszt technologii p³uczkowych; du e ryzyko hydraulicznego szczelinowania ska³, zw³aszcza podczas zapuszczania do otworu przewodu wiertniczego lub rur ok³adzinowych i zwi¹zane z tym bardzo du e niebezpieczeñstwo ucieczki p³uczki; koniecznoœæ stosowania bardziej skomplikowanego i dro szego schematu orurowania otworu wiertniczego ni w poprzednich przypadkach, w celu zapobiegania erupcjom pozarurowym. 3. SCHEMAT BLOKOWY IDENTYFIKACJI WARUNKÓW I PRZYCZYN DOP YWU GAZU ZIEMNEGO DO OTWORU WIERTNICZEGO Przyp³yw wêglowodorów do otworu wiertniczego wywo³uje zmianê parametrów p³uczki wiertniczej (gêstoœci, lepkoœci, wytrzyma³oœci strukturalnej, granicy p³yniêcia), a tak e wyparcie p³uczki z otworu. Niekontrolowany przyp³yw wêglowodorów do otworu, a zw³aszcza gazu ziemnego, je eli nie zostanie w krótkim czasie skutecznie opanowany [7], doprowadziæ mo e do wyrzucenia p³uczki z otworu, w nastêpstwie czego mo e przekszta³ciæ siê w niekontrolowan¹ erupcjê. Na rysunku 1 przedstawiono schemat blokowy identyfikacji warunków i mo liwych przyczyn przyp³ywu wêglowodorów do otworu wiertniczego podczas przewiercania warstw ropo- i gazonoœnych. W schemacie (rys. 1) wyszczególniono omawiane trzy rozwi¹zania technologiczne (poz. 1, 2 i 3), przy czym tylko w przypadku trzeciego rozwi¹zania konieczne jest dokonanie szczegó³owej identyfikacji warunków ciœnieniowych i przyczyn dop³ywu gazu ziemnego do otworu. Uwzglêdniono przy tym trzy podstawowe operacje technologiczne: 1) wyci¹ganie przewodu, 2) zapuszczanie przewodu, 3) p³ukanie otworu. Zjawiska fizyczno-chemiczne, zachodz¹ce w obrêbie strefy przydennej otworu wiertniczego (wymienione na rys. 1, poz. 3.1), mog¹ spowodowaæ przyp³yw gazu do otworu tak e w warunkach du ego przeciwciœnienia wywieranego podczas dowiercania z³o a wêglowodorów. 155

Dyfuzyjny przyp³yw gazu ziemnego do otworu jest uwarunkowany jego koncentracj¹ w warstwie ska³y zbiornikowej i w p³uczce wype³niaj¹cej otwór. Przyp³yw ten jest proporcjonalny do czasu przerwy w p³ukaniu otworu. Po d³ugiej przerwie w p³ukaniu otworu mo e w takich warunkach nast¹piæ samoczynny wyp³yw p³uczki z otworu. Grawitacyjne oddzia³ywanie dwóch ró nych p³ynów (p³uczki i gazu ziemnego) w jednym uk³adzie hydrodynamicznym, sk³adaj¹cym siê z otworu i systemu szczelin o rozwartoœci oko³o 1 mm i skierowanych prawie pionowo, mo e doprowadziæ do przemieszczania siê gazu ziemnego ze ska³y zbiornikowej do otworu. Zachodz¹ca wówczas w tym systemie grawitacyjna segregacja p³ynów powoduje wnikanie p³uczki lub jej filtratu w szczeliny ska³y zbiornikowej, zaœ ze ska³y zbiornikowej nastêpuje przyp³yw gazu ziemnego do otworu. Przyp³yw ten ustaje z chwil¹ utworzenia siê na œcianie otworu nieprzepuszczalnego osadu i³owego z p³uczki. Kapilarne wypieranie gazu ziemnego ze ska³y strefy przyotworowej przez filtrat z p³uczki (woda s³odka) polega na zró nicowanym zwil aniu powierzchni ska³y przez wodê i gaz, a w wyniku czego wystêpuje ciœnienie kapilarne skierowane w stronê mniej zwil aj¹cej fazy. Piaskowce ska³y zbiornikowej s¹ najczêœciej hydrofilne (ma³y k¹t zwil ania), wiêc wypadkowa ciœnienia kapilarnego skierowana jest w stronê fazy gazowej. W wyniku osmozy cz¹steczki filtratu p³uczkowego przenikaj¹ z otworu wiertniczego do zawodnionej, dolnej czêœci warstwy gazonoœnej, a cz¹steczki gazu ziemnego wystêpuj¹cego w górnej czêœci tej warstwy, przenikaj¹ do p³uczki w otworze. Zjawisko osmozy mo e byæ przyczyn¹ dop³ywu gazu do otworu, bez wzglêdu na wielkoœæ nadwy ki ciœnienia s³upa p³uczki nad ciœnieniem z³o owym. Przyczyn¹ przyp³ywu gazu ziemnego do otworu mo e byæ wystêpowanie zjawiska kontrakcji uk³adu i³ woda, spowodowane g³ównie przez adsorpcjê cz¹stek wody przylegaj¹cych si³ami molekularnymi do powierzchni cz¹stek ska³ ilastych. Zjawisko pêcznienia i³u, które jest tak e uwarunkowane adsorpcj¹ wody, spowodowane jest wzrostem objêtoœci uk³adu i³ woda. Na skutek zmniejszenia absolutnej (sumarycznej) objêtoœci uk³adu i³ woda w zamkniêtej przestrzeni, nastêpuje zmniejszenie ciœnienia (depresja), które powoduje zasysanie gazu do otworu ze ska³ gazonoœnych strefy przyotworowej. Zjawisko kontrakcji uk³adu i³ woda i zwi¹zane z tym zmniejszenie ciœnienia dennego oraz przyp³yw do otworu gazu ziemnego, mo e nast¹piæ jedynie przy zatrzymaniu kr¹ enia p³uczki, poniewa podczas kr¹ enia p³uczki nie ma warunków dla powstania podciœnienia. W wyniku przyp³ywu do otworu wody z³o owej o du ej mineralizacji (solanki), pod wp³ywem zjawiska koagulacji, mo e nast¹piæ uszkodzenie osadu i³owego na œcianie otworu, co sprzyja równie przyp³ywowi gazu ziemnego ze ska³y zbiornikowej do otworu. Sedymentacja zwiercin na dnie otworu prowadzi do powstania korka. Im d³u szy jest ten korek, tym bardziej odcina on ciœnienie s³upa p³uczki w otworze i tym wiêksze jest zmniejszenie ciœnienia p³uczki na dnie otworu wiertniczego. Przyczyny geologiczne (rys. 1, poz. 3.2) s¹ zwykle trudne do identyfikacji. Gaz ziemny wype³niaj¹cy zamkniête pory skalne, niebêd¹c wypierany przez filtrat p³uczkowy ze strefy trzyotworowej, zostaje uwolniony przez narzêdzie wierc¹ce w wyniku mechanicznego niszczenia struktury ska³y i nagazowuje p³uczkê zmniejszaj¹c jej gêstoœæ, a tym samym ciœnienie, jakie wywiera ona w otworze. Zaburzone tektonicznie strefy gazonoœnej charakte- 156

ryzuj¹ siê intensywn¹ szczelinowatoœci¹. Mo e byæ to przyczyn¹ ucieczek p³uczki, a nastêpnie przyp³ywu wêglowodorów do otworu. W przypadkach ska³ gazonoœnych charakteryzuj¹cych siê niskim gradientem ciœnienia szczelinowania hydraulicznego (G sz < 0,014 MPa/m), mechaniczne rozwarstwienie tych ska³ mo e nast¹piæ ju w przypadku niewielkiego przyrostu ciœnienia p³uczki. Ucieczka p³uczki w wytworzone szczeliny powoduje wtedy wyst¹pienie zagro enia erupcyjnego. Wystêpowanie stref o anomalnie wysokim ciœnieniu z³o owym lub porowym, przy niedostatecznym rozeznaniu warunków geologiczno-z³o owych danego rejonu wierceñ i przy stosowaniu standardowej technologii wiercenia, mo e spowodowaæ naruszenie równowagi ciœnienia dennego i wywo³aæ przyp³yw wêglowodorów do otworu wiertniczego [7]. Dop³yw gazu ziemnego do otworu wiertniczego podczas operacji technologicznych przewodem (poz. 3.3) mo e byæ spowodowany obni eniem ciœnienia s³upa p³uczki w otworze poni ej ciœnienia z³o owego na skutek t³okowania. Efekt t³okowania przewodem jest proporcjonalny do prêdkoœci ruchu przewodu oraz gêstoœci, lepkoœci i granicy p³yniêcia p³uczki oraz stopnia zanieczyszczenia otworu urobkiem, a odwrotnie proporcjonalny do przeœwitu miêdzy œcian¹ otworu a przewodem (poz. 3.5.1 oraz 3.6.1). Czêst¹ przyczyn¹ zmniejszenia ciœnienia p³uczki jest obni enie poziomu p³uczki w otworze, spowodowane jej ucieczk¹ lub te brakiem systematycznego dope³niania otworu p³uczk¹ podczas wyci¹gania przewodu wiertniczego. Techniczno-technologiczne przyczyny ucieczki p³uczki to niekiedy uszkodzenie rur ok³adzinowych lub wadliwe zacementowanie tych rur. Jednak najczêœciej jest to hydrauliczne szczelinowanie ska³ w nieorurowanym odcinku otworu, spowodowane albo nieumiejêtnym uruchamianiem pomp p³uczkowych, przy wznawianiu kr¹ enia p³uczki charakteryzuj¹cej siê du ¹ granic¹ p³yniêcia i wytrzyma³oœci¹ strukturaln¹, albo te czêœciej zapuszczaniem do otworu przewodu wiertniczego przy zbyt du ych prêdkoœciach. W okreœlonych warunkach otworowych, przemieszczanie osiowe kolumny przewodu wiertniczego w œrodowisku p³uczki spowoduje podczas zapuszczania przewodu zagro enie erupcyjne (3.5.1), natomiast podczas zapuszczania przewodu hydrauliczne szczelinowanie ska³ i ucieczkê p³uczki (3.6.1), a nastêpnie dop³yw wêglowodorów do otworu wiertniczego. Niebezpieczne zmiany ciœnienia dennego mog¹ powstaæ tak e w przypadku oblepiania siê œwidra urobkiem i zatkania jego kana³ów p³uczkowych oraz gdy kolumna przewodu wiertniczego wyposa ona jest w stabilizatory, obci¹ niki ponadwymiarowe lub gumowe pierœcienie ochronne. Przyp³yw gazu ziemnego podczas p³ukania otworu oraz przerw w p³ukaniu otworu (rys. 1, poz. 3.4). W wyniku tworzenia siê elowej struktury p³uczki wiertniczej, odznaczaj¹cej siê du ¹ wartoœci¹ lepkoœci i granicy p³yniêcia oraz wytrzyma³oœci strukturalnej, mo e nast¹piæ obni enie ciœnienia hydrostatycznego p³uczki wywieranego na warstwê gazonoœn¹ spowodowane zawiœniêciem p³uczki w otworze. Mianowicie, wystêpuj¹ce na styku p³uczki ze œcian¹ otworu i zewnêtrzn¹ œcian¹ przewodu wiertniczego si³y tarcia statycznego powoduj¹ce czêœciowe podtrzymywanie ciê aru s³upa p³uczki, zwane zawiœniêciem p³uczki w przestrzeni pierœcieniowej otworu, w wyniku czego ciœnienie hydrostatyczne s³upa p³uczki zmniejsza siê. Je eli otwór wype³niony jest p³uczk¹ wiertnicz¹ o du ej filtracji, to podczas przerwy w p³ukaniu otworu mo e nast¹piæ odfiltrowanie z niej wody w ska³y strefy przyotworowej. 157

Wówczas, pomimo utrzymania sta³ego jej poziomu w otworze, wywierane przez s³up p³uczki na dno otworu ciœnienie hydrostatyczne jest zazwyczaj mniejsze. W okreœlonych warunkach du ej filtracji p³uczki lub jej ucieczki oraz ma³ych wielkoœci ilorazu miêdzy œrednic¹ otworu a przewodu wiertniczego, du y wzrost wytrzyma³oœci strukturalnej p³uczki mo e spowodowaæ ca³kowite zawiœniêcie s³upa p³uczki, pozostawionej w bezruchu w przestrzeni pierœcieniowej otworu. Dowiercanie ska³ gazonoœnych o du ej przepuszczalnoœci mo e prowadziæ do intensywnego dop³ywu gazu ziemnego do otworu, zarówno podczas p³ukania otworu, jak i podczas przerw w kr¹ eniu p³uczki w otworze, i mo e byæ przyczyn¹ du ego zagro enia erupcyjnego. Szczegó³ow¹ analizê warunków otworowych pod k¹tem zagro enia erupcyjnego wystêpuj¹cego podczas dowiercania z³ó wêglowodorów omówiono w pracy [7]. 4. WNIOSKI 1) W wyniku wyboru b³êdnej technologii dowiercania oraz braku bie ¹cej kontroli zmian wartoœci ciœnienia dennego istnieje du e ryzyko wyst¹pienia takich awarii wiertniczych jak: otwarte lub pozarurowe erupcje wêglowodorów, ucieczki p³uczki wiertniczej, przychwycenia przewodu wiertniczego oraz uszkodzenia rur ok³adzinowych. Awarie te stanowi¹ czêsto ogromne zagro enie dla ycia ludzi i œrodowiska naturalnego [6] oraz bardzo du e straty finansowe, a tak e niekiedy straty zasobów wêglowodorów. Zagro enia te s¹ szczególnie realne, gdy z³o a wêglowodorów zawieraj¹ gazy kwaœne, tj. siarkowodór (H 2 S) oraz dwutlenek wêgla (CO 2 ) i charakteryzuj¹ siê anomalnie wysokim gradientem ciœnienia z³o owego (G z > 0,0125 MPa/m). 2) Bezpieczeñstwo prac wiertniczych i eksploatacyjnych na z³o ach wêglowodorów ma bardzo mocne oparcie w przepisach prawnych [10]. 3) Opracowany schemat blokowy przedstawia analizê warunków i przyczyn dop³ywu gazu ziemnego do otworu wiertniczego podczas dowiercania z³ó wêglowodorów, umo liwiaj¹c przewidywanie niebezpieczeñstwa wyst¹pienia awarii lub komplikacji wiertniczych. LITERATURA [1] Dubiel S.: Analiza warunków wiercenia otworu pod k¹tem ujawnienia zagro enia erupcyjnego. Kwartalnik AGH Górnictwo, z. 2, 1995 [2] Dubiel S., Chrz¹szcz W., Rzyczniak M.: Problemy dowiercania warstw perspektywicznych w otworach naftowych. Kraków, UWND AGH 2001 [3] Dubiel S.: Decyzje technologiczne w zakresie identyfikacji i likwidacji zagro enia erupcyjnego w procesie dowiercania do z³ó gazu ziemnego. Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 14, 1997 [4] Dubiel S.: Analiza zmian naturalnej przepuszczalnoœci ska³ zbiornikowych miocenu w strefie przyodwiertowej na podstawie wyników badañ próbnikami z³o a. Kraków, Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 19/1, 2002 158

[5] Dubiel S., Chrz¹szcz W., Rzyczniak M.: Przemys³owe przyk³ady oceny warunków z³o owych warstw perspektywicznych badanych rurowymi próbnikami z³o a. Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 19/1, 2002 [6] Dubiel S., Macuda J., Jamrozik A.: Ocena wp³ywu technologii stosowanych w wiertnictwie naftowym na œrodowisko gruntowo-wodne. Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 20/2, 2003 [7] Dubiel S., Ziaja J.: Schematy blokowe analizy warunków otworowych podczas dowiercania z³ó wêglowodorów oraz wyboru metody likwidacji erupcji wstêpnej. Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 23/1, 2006 [8] Falkowicz S., Dubiel S.: Badanie wp³ywu p³uczek wiertniczych na przepuszczalnoœæ ska³ miocenu autochtonicznego Przedgórza Karpat. Rocznik AGH Wiertnictwo Nafta Gaz, 19/2, 2002 [9] Materia³y firmowe Datawell, Drill-Lab, Mud Logging Services. Wo³omin, 1993 [10] Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo Geologiczne i Górnicze (Dz.U. z 2005 r., Nr 228, poz. 1947, stan prawny: 1 wrzeœnia 2005 r., 1 stycznia 2006 r. i 2 marca 2006 r.)