Blowout-putboringen: oorzaken, waarschuwingssignalen en barrières voor putcontrole

Een uitbarsting tijdens het boren is het verlies van controle over de put: formatievloeistof komt de boorput binnen, de barrières die de put tegenhouden, falen de een na de ander, en olie of gas bereikt ongeremd het oppervlak. Het is eerder een keten van mislukkingen dan één kapot onderdeel, en de keten begint meestal lang voordat iemand op de boorplatformvloer het merkt.

Daarom wordt het boren van uitblaasputten gezien als een discipline en niet als een risico waartegen verzekerd moet worden. Wat volgt behandelt de term precies, de vier oorzaken achter de meeste gebeurtenissen, de kick-indicatoren die een bemanning de tijd geven om te handelen, de uitrusting die de barrière vormt, en de beoordelingen en tests die de moeite waard zijn om te controleren wanneer u hardware voor putcontrole specificeert of aanschaft.

Wat is een klapband?

Een uitbarstingsput is een put waarvan de formatievloeistoffen niet langer kunnen worden opgevangen, zodat olie, gas of pekel uit de boorput naar het oppervlak of naar een andere formatie ontsnapt. Het verschil tussen een trap en een klapband is er een van omvang, niet van vriendelijkheid: een trap is een toestroom die je nog steeds kunt beheersen, een klapband is een toestroom die je niet kunt beheersen.

Een kick begint wanneer de door de boorvloeistof uitgeoefende druk onder de poriëndruk van de formatie waarin wordt geboord, daalt. Als de bemanning de put afsluit, de instroom naar buiten laat circuleren en de modderkolom herstelt, eindigt het evenement als een kick. Als de shut-in mislukt of wordt uitgesteld, wordt dezelfde toestroom een ​​uitbarsting en verschuift de woordenschat opnieuw, afhankelijk van waar de vloeistof naartoe gaat.

Vier oorzaken die de meeste uitbarstingen bij het boren verklaren

Bijna elke uitbarsting tijdens het boren is terug te voeren op een modderkolom die de formatiedruk niet langer in evenwicht houdt, gevolgd door een van de vier faalpaden.

1. Onvoldoende modderdichtheid. Modder wordt te licht gewogen voor de formatie waarin wordt geboord, of wordt verdund door de instroom zelf, zodat de hydrostatische druk onder de poriëndruk daalt en de put begint te stromen.
2. Verloren circulatie. Wanneer modder naar een permeabele of gebroken zone ontsnapt, daalt het niveau van de annulus en daalt daarmee de hydrostatische druk, en kan een lagere formatie de put voeden. Verloren circulatie en kicks zijn zo nauw met elkaar verbonden dat veel exploitanten ze als één enkele risicocategorie plannen.
3. Abnormale formatiedruk. Een smalle marge tussen poriëndruk en breukgradiënt laat weinig ruimte tussen een kick en verloren rendementen. Een boorvenster van slechts een paar tienden van een pond per gallon breed bestraft elke afwijking in het gewicht van de modder.
4. Storing in cementeer- en behuizingsschoen. Cement dat de schoen niet isoleert, of een formatie achter de pijp, laat vloeistof naar boven stromen – soms dagen nadat de cementklus er schoon uitzag op de pompkaart.

Storingen in apparatuur en procedures zitten achter deze vier, in plaats van ernaast. Een niet-geteste preventieve maatregel, een pitvolume dat niemand heeft vergeleken met het voorgaande uur, of een langzame beslissing om in te sluiten, verandert een leerboekschop in een klapband.

Waarschuwingssignalen: van trap tot klapband

Kick-indicatoren verschijnen minuten tot uren vóór een uitbarsting, en elk ervan is een verandering in een getal dat de boormachine al in de gaten houdt.

Incidentbeoordelingen herhalen dezelfde les: bemanningen die op de eerste indicator reageren, bevatten de put, terwijl bemanningen die op bevestiging wachten er langer over doen dan de formatie nodig heeft om de annulus te lossen.

De barrièrestapel: apparatuur die een uitbarsting voorkomt

Apparatuur voor putcontrole is gebouwd als een stapel onafhankelijke barrières, en elk element heeft een taak die de andere niet kunnen uitvoeren.

Blowout-preventie (API 16A)

Een ringvormige afsluiter sluit eerst, waardoor vrijwel elke vorm in het gat wordt afgedicht en de buis onder druk kan worden gestript. Rampreventiemiddelen nemen het dan over: een enkele ram sluit één pijpmaat af, terwijl een dubbele ram pijprammen koppelt aan blinde of afschuiframmen die de draad doorsnijden en een open gat afdichten. De werkdruk, en niet de kleur van de verf, bepaalt of een preventief middel aanvaardbaar is voor een bepaalde put.

API 16A ringvormige uitbarstingspreventie voor putcontrole BOP met ringvormige afdichting weergegeven als de eerste afdichtingsbarrière in een stapel met putcontrole, met details over afdichting, duurzaamheid en compatibiliteit van apparatuur. Bekijk Product →

Een preventiemiddel is zijn naamplaatje pas waard als het zich heeft bewezen, en dat is waar de teststomp zijn plaats verdient. Een correct beoordeelde BOP-teststomp Hiermee kan een rig de stapel op volle druk verifiëren voordat deze nodig is in plaats van erna, en het beschermt de stapel ook tegen schade tijdens herhaalde, niet-geteste cycli.

Choke- en kill-spruitstukken (API 16C)

Zodra de put is afgesloten, wordt het smoorverdeelstuk het instrument dat wordt gebruikt om de put weer onder controle te brengen: het houdt de tegendruk op de ring vast terwijl de instroom met een gecontroleerde snelheid naar buiten wordt gecirculeerd. Een kill-verdeelstuk zorgt voor het parallelle pad voor het pompen van zwaar fluïdum in de put. Beiden moeten schurende, gas-cut en soms zure vloeistoffen verwerken bij volledige putdruk, dus harde smoorspoelen en correct georiënteerde stroompaden zijn hier belangrijker dan in bijna elk ander deel van de boorinstallatie.

Een klapband goed doden: wat werkt nadat de controle verloren is gegaan

Zodra een put aan het blazen is, verandert het doel van preventie naar controle, en de beschikbare methoden vallen in drie groepen.

• Bullheading en dynamische moord. Zware vloeistof wordt sneller naar binnen gepompt dan de formatie de put kan voeden, waardoor de instroom terug wordt gedwongen naar waar deze vandaan kwam. Het is geschikt voor ondiepe putten of putten met een laag debiet en is afhankelijk van de pompcapaciteit aan het oppervlak.
• Afdekken. Een afdekstapel wordt op de putmond geplaatst om de stroming aan de oppervlakte af te sluiten, meestal vanuit een vat. Het koopt tijd, maar doodt de put niet.
• Goed opluchten. Er wordt een gerichte put geboord om de opblazende boorput te doorkruisen, waarna zware modder door de kruising wordt gepompt om deze te doden. Het is de langzaamste en meest betrouwbare optie en de standaardkeuze voor onderzeese uitbarstingen.

API 16C-smoorspruitstuk voor brondrukregeling Oppervlakteverdeelstuk dat wordt gebruikt bij putcontrolemethoden om de druk te regelen via smoorkleppen tijdens boor-, extractie- en herstellingsoperaties. Bekijk Product →

Alle drie zijn afhankelijk van dezelfde oppervlaktehardware: pompen, hogedrukleidingen en een verdeelstuk dat de druk kan vasthouden en regelen zonder erosie of lekkage.

Apparatuurbeoordelingen afstemmen op reële wateromstandigheden

Drukclassificatie is het eerste filter bij elke aankoop van putcontrole, maar het is nooit het enige. Twee assemblages met hetzelfde typeplaatje van 15.000 psi kunnen zich heel verschillend gedragen op een zure, hete hogedrukbron.

• Drukklasse en testdruk. De werkdruk bepaalt de servicelimiet; testdruk is wat de hardware op de boomstronk moet overleven. Vraag om beide, en voor de goede orde.
• Temperatuur klasse. Elastomeren en zittingen zijn gekwalificeerd binnen een gedefinieerd bereik, van ongeveer -46 °C tot 121 °C voor gewone klassen en hoger voor speciale klassen. Een voorkomer die geschikt is voor een gematigde put is niet automatisch aanvaardbaar voor een heetgasput.
• Materiaal klasse. Het H2S- en CO2-gehalte bepaalt of standaard koolstofstaal acceptabel is of dat bevochtigde onderdelen moeten voldoen aan een zure servicespecificatie.
• Niveau van productspecificatie. PSL-niveaus bepalen hoeveel extra testen en documentatie vereist is, en vormen het praktische verschil tussen een klep voor algemeen gebruik en een klep voor kritische putcontrole.

De putmond onder de stapel verdient hetzelfde onderzoek als de preventieve bronnen erboven. Het draagt ​​de verbuizingsreeksen, ervaart dezelfde formatiedruk en is de laatste barrière voordat vloeistof het oppervlak bereikt.

Wellhead en Christmas Tree Assembly voor de olie- en gasproductie Oppervlakteputmond en kerstboomassemblage voor het controleren, bewaken en distribueren van olie- en gasstromen bij productieputten. Bekijk Product →

Veelgestelde vragen

Hoe snel kan een trap in een klapband veranderen?

In een gasput kan dit slechts enkele minuten duren. Gas zet uit terwijl het stijgt, dus een instroom van enkele duizenden meters naar beneden kan de ring zeer snel ontlasten zodra deze het oppervlak nadert. Daarom wordt de inschakelprocedure in seconden gemeten en geoefend totdat deze automatisch verloopt.

Wat is het verschil tussen een uitbarsting en een ondergrondse uitbarsting?

Een oppervlakte-uitbarsting bereikt de boorplatformvloer en de atmosfeer; een ondergrondse uitbarsting blijft onder de grond en stroomt over in een ondiepere formatie. Ondergrondse uitbarstingen kunnen moeilijker te diagnosticeren zijn, omdat er misschien weinig zichtbare stroming aan de oppervlakte is, maar ze nog steeds de put en het reservoir beschadigen.

Kan een uitbarsting worden gestopt zonder een ontluchtingsput?

Soms. Bullheading, capping en boorgatinterventies voorkomen allemaal uitbarstingen, vooral op het land of in ondiep water. Een ontlastput wordt gebruikt wanneer andere methoden falen of wanneer de put niet veilig kan worden benaderd.

Hoe vaak moet een eruptiepreventie worden getest?

Functietests worden normaal gesproken wekelijks of per reis uitgevoerd, met volledige druktests aan het begin van een put, na eventuele BOP-werkzaamheden, en met tussenpozen die zijn vastgelegd door het putcontrolebeleid van de exploitant.

Het boren van een klapput beloont de voorbereiding meer dan de reactie. Een uitgebalanceerde modderkolom, een beproefde barrièrestapel en een bemanning die een pitwinst als een stop-werksignaal beschouwt, voorkomen meer uitbarstingen dan welk apparaat dan ook, en ze kosten veel minder dan het alternatief.