Анализ риска аварийной ситуации при бурении скважин

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Институт техносферной безопасности

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Управление рисками, системный анализ и моделирование      .

(наименование  дисциплины)

 

на тему: Анализ риска аварийной ситуации при бурении скважин                     .

(тема курсовой  работы)

 

Выполнил студент группы 15-ЗТМ-ТБ4 Гайворонский Игорь Олегович.

(фамилия, имя, отчество)

Допущен к защите

Руководитель (нормоконтролер) работы_____________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

Защищен__________________                             Оценка ___________________

                             (дата)

Члены комиссии_________________________________________________

                             ___________________________________________________.

                             ___________________________________________________.

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

 

 

 

2015 г.

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

(ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)

Институт техносферной безопасности

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой, д.т.н., профессор

_____________С.Ю.Ксандопуло

____________________________

(дата)   

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

 

Студенту     Гайворонский И.О.      группы           15-ЗТМ-326                           .

факультета        техносферной безопасности                                                         .

направления    Промышленная и экологическая безопасность в нефтегазовом комплексе                                                20.04.01                                              .

(код и наименование  направления)

Тема проекта работы Анализ риска аварийной ситуации при бурении скважин                                                                                                                       .

Содержание задания: проведение анализа возможной аварийной ситуации при бурении скважин;                                                                                                       .

Объем работы:

а) пояснительная записка                      25-35                                                      с.

б) иллюстративная часть                            -                             листа формата А4

Рекомендуемая литература: Басарыгин Ю.М. Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин: учебник / Ю.М. Басарыгин, А.И. Булатов, Ю.М. Проселков. - М.: Недра, 2000. - 679 с.

_________________________________________________________________

Срок выполнения: с «  22  » октября 2015 г. по «  18  » января 2016 г.

Срок защиты:                                                    «  06  » февраля 2016 г.

Дата выдачи задания:                                      «  22  » октября 2015 г.

Дата сдачи работы на кафедру:                     «  18  » января 2016 г.

 

Руководитель работы__________________

                                                (подпись)

Задание принял студент __________________Гайворонский И.О.

                                                   (подпись)

 

Реферат

Пояснительная записка курсовой работы 39 с., 4 рис., 3 табл., 11 источников.

Тема данной курсовой работы: Анализ риска аварийной ситуации при бурении скважин.

Цель курсовой работы: провести анализ риска возможной аварийной ситуации при ведении буровых работ.

В курсовой работе получены знания об авариях при бурении, их классификации, методах ликвидации и предупреждения. Выявлены факторы, способствующие возникновению аварий. Изучена методика анализа риска. Выполнена оценка риска аварийной ситуации при бурении скважин и проведен анализ возможных последствий аварий. Рассмотрен типовой сценарий аварии при ведении бурения скважин. Предложены меры по предотвращению и уменьшению риска возникновения аварийных ситуаций.

 

 

Содержание

Введение            6

1 Нормативные ссылки         8

2 Термины и определения         8

3 Сокращения          9

4 Определение аварий при бурении, их классификация и профилактика  9

4.1 Классификация аварий         9

4.2 Прихват предметами, упавшими в скважину     10

4.3 Профилактика аварий         11

5 Факторы, способствующие возникновению аварий    11

5.1 Технические причины аварий        11

5.2 Технологические причины аварий       12

5.3 Организационные причины аварий       13

6 Геологические причины аварий       13

6.1 Наиболее часто встречающиеся аварии      14

6.1.1 Заклинивание долот         14

6.1.2 Аварии с крепью скважины        16

6.1.3 Аварии с обсадными трубами       16

6.2 Открытые аварийные фонтаны       18

6.2.1 Классификация фонтанов        20

7 Методика анализа риска        21

7.1 Существующие методы анализа риска      22

7.2 Показатели риска аварий        25

7.3 Оценка риска аварийной ситуации при бурении скважин   29

7.4 Оценка риска: анализ возможных последствий аварий   30

8 Типовой сценарий аварии при ведении бурения скважин   34

9 Меры по предотвращению и уменьшению риска аварийных ситуаций 38

Заключение            40

Список использованных источников       41

 

Введение

С развитием нефтегазовой промышленности и увеличением объемов добычи полезных ископаемых наиболее остро стали вставать вопросы безопасности. Бурение - один из начальных этапов добычи нефти и газа, поэтому аварии, происходящие во время этого процесса, оказывают большое влияние, а именно: происходит задержка процесса бурения, из-за чего увеличиваются затраты на разработку. Поэтому если уменьшить количество инцидентов, значит увеличить прибыль, а так же сделать работу группы буровиков более безопасной.

Актуальность темы: большинство компаний стремится увеличить свою прибыль экстенсивными способами (увеличением количества скважин, рабочих и пр.), не уделяя должного внимания вопросам безопасности. Поэтому остается важным изучение аварий, происходящих при бурении, их исследование и поиск способов предотвращения, или, если аварию уже не предотвратить, поиск эффективных способов ликвидации последствий, поскольку это поможет существенно снизить стоимость бурения.

Осложнения и аварии при бурении скважины является неотъемлемой, но нежелательной частью строительства скважины. Осложнения и аварии так или иначе встречаются при бурение любой скважины, поэтому встает вопрос об их ликвидации и предупреждение.

К сожалению, даже при использовании современных достижений в области конструирования и технологии сооружения скважин, зачастую не удается избежать осложнений, препятствующих скоростному и эффективному бурению. Наиболее часто возникают такие осложнения, как поглощения бурового промывочного и тампонажного растворов, нефте-, водо- и газопроявления, осыпи и обвалы стенок скважины, затяжки и посадки бурового инструмента при спускоподъемных операциях.

Мировой опыт последних лет показывает, что практически все скважины в той или иной степени осложнены технологической несовместимостью отдельных интервалов бурения. Именно поэтому в большинстве случаев используют многоколонные конструкции скважин и разнообразные по технологическим свойствам буровые растворы.

Осложнения - это нарушение непрерывности технологического процесса строительства скважины при соблюдение технологического проекта и правил ведения буровых работ, вызванное явлением горно-геологическим характера, а так же последствием стихийных бедствий.

Виды осложнений:

- поглощение;

- проявления (выбросы, фонтаны);

- нарушение устойчивости стенок скважины (осыпи и обвалы, набухание породы, ползучесть, растворение породы, желобообразование);

- прихваты (дифференциальные и механические);

Задачей курсовой работы является охарактеризовать зоны возможных осложнений, рассмотреть степень риска, варианты ликвидаций, должны быть выполнены анализ и оценка технологического риска, выделены зоны риска в разрезе скважины, т.е. интервалы, в которых возможно возникновение опасных событий с указанием степени риска, и обоснованы мероприятия по его снижению до приемлемого уровня.

 

1 Нормативные ссылки

1. СТ РК ИСО 17776-2004 (ИСО 17776:2000, IDT). Промышленность нефтяная и газовая. Установки для добычи из морских месторождений / Руководящие указания по выбору инструментов и методик для идентификации опасностей и оценки риска.

2. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов РД 03-418-01. Утвержденные постановлением Госгортехнадзора РФ от 10 июля 2001 г. № 30.

2 Термины и определения

Авария - нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом.

Обрывом называется авария, характеризующаяся нарушением целостности элементов бурильной колонны, находящейся в скважине.

Аварийным прихватом следует считать непредвиденный при сооружении скважины процесс, характеризующийся потерей подвижности колонны труб или скважинных приборов, которая не восстанавливается даже после приложения к ним максимально допустимых нагрузок (с учетом запаса прочности).

Аварийный фонтан - это неконтролируемое поступление нефти и газа на поверхность по стволу скважины, препятствующее проведению бурения и связанное с разрушением элементов оборудования и конструкции скважины.

Грифон - это неконтролируемое поступление нефти, газа и воды на поверхность по естественным и искусственным каналам, происходящее в результате нарушения естественной герметичности стволов скважин при бурении и эксплуатации.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, а также значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности.

Риск - это сочетание частоты (вероятности) и последствий определенного опасного события.

Оценка риска - это процесс, используемый для определения степени риска анализируемой опасности для здоровья человека, имущества или окружающей среды. Понятие "степень риска" идентично понятию "риск".

3 Сокращения

ОПО – опасный производственный объект;

СНиП – строительные нормы и правила;

БУ – буровая установка;

ОС – окружающая среда;

ЧС – чрезвычайная ситуация;

ТУ – технические условия.

 

4 Определение аварий при бурении, их классификация и профилактика

Аварией считается нарушение непрерывности технологического процесса строительства (бурения и испытания) скважины, требующее для его ликвидации проведения специальных работ, не предусмотренных проектом. Аварии происходят из-за поломки, оставления или падения в скважину элементов обсадных или бурильных колонн, из-за неудачного цементирования обсадных колонн, прихвата, открытого фонтанирования и падения в скважину различных предметов.

4.1 Классификация аварий

По степени тяжести последствий для производства аварии делятся на две группы: простые и сложные. К сложным относятся аварии, ликвидация которых длится более 3-5 сут., а также вызвавшие закрытие скважины или существенное изменение ее глубины, пространственного положения и конструкции.

В зависимости от характера возникновений аварий выделяют следующие группы:

- аварии с элементами бурильной колонны;

- обрыв бурильных труб;

- аварии с долотами;

- прихваты бурильных и обсадных колонн;

- аварии с обсадной колонной и элементами ее оснастки;

- аварии из-за неудачного цементирования;

- аварии с забойными двигателями;

- падение в скважину посторонних предметов;

- прочие аварии.

К авариям с элементами бурильной колонны относится оставление в скважине колонны бурильных труб или элементов компоновки низа из-за: поломки или срыва по резьбовой части; поломки по сварному шву; поломки по сварному телу; поломки ведущей трубы и элементов компоновки.

Обрывом называется авария, характеризующаяся нарушением целостности элементов бурильной колонны, находящейся в скважине. Обрывы бурильных труб классифицируются по качественно однородным признакам. Формы обрыва бывают разные: клиновидные; прямые; фигурные; спиралевидные. По месту обрыва: в теле бурильных труб; в резьбовых соединениях бурильных труб; в соединительных переходниках бурильных труб.

С породоразрушающими инструментами происходят следующие аварии:

- алмазные коронки - отрыв матриц; поломка секторов и выкрашивание из них алмазов; срыв резьб; слом тела в резьбовой части;

- алмазные расширители - выпадение алмазосодержащих штабиков; срыв резьбы; слом тела в резьбовой части;

- твердосплавные долота истирающего типа - выпадение твердосплавных резцов (пластин); срыв резьбы; слом тела в резьбовой части;

- шарошечные долота и расширители - отрыв шарошки; скол и выпадение вооружения шарошки (зубьев); срыв резьбы; слом тела в резьбовой части.