Часть 8
Теория барьеров
Если рассматривать базовое определение, то «барьер» - это перегородка, которая поставлена на в качестве препятствия на пути чего-либо. Таким образом, если мы говорим о теории барьеров в отношении управления скважиной, то это нечто, способное препятствовать движению флюида из пласта в скважину, а при условии выхода флюида из пласта в ствол – барьер должен обеспечивать препятствие движению его (флюида) к поверхности или обеспечивать это движение подконтрольно за счет функций управления.
Таким образом, основное назначение скважинного барьера - предотвращение непреднамеренного потока жидкости и газа из одного пласта в другой или на поверхность. Скважинные барьеры должны быть определены перед началом любых работ, посредством описания необходимых барьерных элементов и определения специфических критериев их надёжности.
Существуют различные типы скважинных барьеров, среди которых можно выделить:
- гидростатические барьеры (гидростатическое давление);
- обсадная колонна и цементный камень;
- устьевое оборудование (колонные головки, противовыбросовое оборудование);
- вставное оборудование бурильных и обсадных колонн (вставной превентор, шаровый кран, обратный клапан);
- цементные мосты (данный тип барьера применяется либо при ликвидации скважин по техническому состоянию, либо в аварийных ситуациях при нецелесообразности восстановления скважины для дальнейших работ).
Такое количество барьеров обусловлено тем, что в рамках скважины флюид может двигаться в нескольких направлениях:
- по кольцевому пространству – барьерами в данном случае являются гидростатическое давление бурового раствора в кольцевом пространстве, колонная головка и противыбросовое оборудование);
- по трубному пространству (при условии, что ведется процесс бурения или цементирования) – барьерами в данном случае являются гидростатическое давление бурового раствора в трубном пространстве, обратный клапан, шаровый кран или вставной превентор в зависимости от компоновки бурильной колонны и проводимых технологических операций);
- по цементному камню, горным породам открытого ствола скважины и пространству за обсадной колонной – барьерами в данном случае являются гидростатическое давление бурового раствора в кольцевом пространстве до уровня потенциального дефекта обсадной колонны, обратный клапан, обсадная колонна и цементный камень, прочность или градиент поглощения (гидроразрыва) горных пород открытого ствола).