STUDIUL COMPARATIV AL METODELOR DE COMBATERE A [612299]

Doru Cătălin Constantin 201 8

1

Anexa 8

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA: INGINERI A PETROLULUI ȘI GAZE LOR
DEPARTAMENTUL: F.E.T.H.
PROGRAMUL DE STUDII: M.F.S.
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: ZI

Vizat
Facultatea IPG
(semnătura și ștampila) Aprobat,
Director de departament,
Prof.Dr.Ing. AVRAM LAZĂR

LUCRARE DE DISERTAȚIE

TEMA: STUDIUL COMPARATIV AL METODELOR DE COMBATERE A
MANIFESTARILOR ERUPTIVE

Conducător științific:

Conf. Dr. Ing. IONESCU MIHAI L
Absolvent: [anonimizat]
2018

Doru Cătălin Constantin 201 8

2
CUPRINS
Introducere …………………………… ……………………………………………………… …
3
Capitolul I – Semnele unei manifestari.M etode de detectare …………….. ……………….. ……………..

Capitolul II – Cauzele manifestarilor eruptive si prevenirea acestora………… …………………………

Capitolul II I – Controlul manifestarilor eruptive…………………………………. ………………………… ….
3.1 Închiderea sondei……………………………………………………………. …………………………. ..
3.2 Analiza datelor obținute după închiderea sondei……………………………………. …………

Capitolul IV – Instalatii de prevenire a eruptiilor………………………………………………………………. .
4.1 Prevenitoare de eruptie…………………………………………….. …………………………. ……….
4.2 Actionarea prevenitoarelor …………………… ………………………………………………………
4.3 Man ifoldul instalatiei de prevenire, linia de omorare………………………………… ……..
4.4 Prevenitoare inelare……………………………………………………………………………………. ..

Capitolul V – Eleme nte de barieră……………………………………………………………………………………
4

9

16
16
19

22
23
28
33
35

Capitolul VI – Metode de combatere a manifestarilor eruptive …………………………………… ………
5.1 Metoda Sondorului Sef ……………………………………………….. ………………………….. …..
5.2 Metoda Asteapta si Îngenunchiază………………………………………………………………….

Concluzii ……………………………………………………………………………………………………….. ………….. . 86
Bibliografie ……………………………………………………………………………………… …………………………. 87
37
38
41

44

Doru Cătălin Constantin 201 8

3
INTRODUCERE

Controlul manifest ărilor eruptive este una din sarcinile cruciale în forarajul sondelor de
petrol și gaze. Acesta afecteaza costul total al realizarii unei sonde iar în unele cazuri conduce la
decese și la numeroase daune aduse mediului inconjur ător. În operatiunea de foraj din industria
petro lieră chiar și cea mai mic ă manifestare eruptive netratat ă ca atare poate sa coste milioane de
dolari în echipamente pierdute.
Apari ția unei manifestări eruptive la o sondă în foraj este un fenomen grav și aceasta se
constantă fie prin apariția la s uprafață de noroaie gazeificate fie prin creșterea nivelului de noroi
la habe sau aceste două aspecte simultan.
Când se pierde controlul presiunii asupra sondei , trebuie să se acționeze rapid pentru a se
evita consecințele erupției. Aceste consecințe pot include:
– pierderi de vieti omene ști
– pierderi de echipament
– pierderi de fluide din rezervor
– daune aduse mediului înconjurator
Se poate spune că o sondă manifestă atunci când ea debitează din cauza afluxului nedorit al
fluidelor (apă , petrol, gaze) din stratele traversate și ascensiunii lor spre suprafață. În timpul
circulației, debitul la ieșire este mai mare decât cel pompat; în absența ei, noroiul (ori alt fluid
existent în sondă) iese singur.
În mod normal, manifestările erup tive sunt considerate periculoase, deoarece pot degenera în
erupții libere. Pentru a evita acest lucru se montează preveni -toare de erupție care sǎ închidǎ
sonda, afluxul pătruns în ea se evacuează într -un mod controlat, iar presiunea din sondă se
reglează așa fel încât să fie împie -dicată pătrunderea altor fluide din strate.
Nu orice aflux de fluide din strate este considerat periculos, de exemplu cel pătruns din
formațiuni cu permeabilitatea redusă, cel provenit din roca dislocată de sapă în timpul forajului,
cel provocat la probarea stratelor cu ajutorul unui probator, cel tolerat în timpul forajului
subechilibrat . Sunt periculoase afluxurile relativ mari provenite din formațiuni cu permeabilitatea
ridicatǎ, alimentate de diferențe însemnate de presiune strat -sondă, cele care au viteză mare de
ridicare datorită vâscozității scăzute a noroiului și mai ales cele de g aze.

Doru Cătălin Constantin 201 8

4 O manifestare eruptivă poate interveni în orice fază a procesului de foraj: la avansarea sapei,
la manevrarea garniturii de foraj, la carotaj, instrumentații, introducerea coloanei de burlane,
cimentare.

CAPITOLUL I
SEMNELE UNEI MANIFESTĂRI ERUPTIVE. METODE DE
DETECTARE

O manifestare erupruptivă este pusă în evidență la suprafață prin următoarele fenomene:
– apari ția bulelor de gaze în noroiul care curge pe jgheab, reducerea importantă a
densității și creșterea vâscozității aparente a noroiului ca urmare a gazeificării acestuia.
– creșterea nivelului de noroi la habele de circulație, deoarece debitul fluidului ies it din
sondă este superior debitului pompelor.
– ieșirea noroiului la derivație în timpul extragerii garniturii de foraj, cee ace denotă o
manșonare a acesteia, cu pericol de pistonare.
– ieșirea continua a noroiului la derivație în timpul operații lor de introducere, chiar si în
perioada când garnitura se află în pene pentru executarea înșurubărilor.
Sunt numeroase semnale care indică faptul că o sondă manifestă sau că în ea a pătruns un
volum periculos de fluide. Unele semnale sunt evidente, altele presupun echipamente de detecție
și de avertizare. Anumite semnale sau echipamente indică pătrunderea unui aflux de gaze în
sondă chiar înainte ca sonda să manifeste. Detectarea timpurie a unei manifestări limitează
volumul afluxului pătruns în sond ă, prin închiderea ei și ușurează controlul manifestării.
În timpul forajului, un prim semnal de pătrundere a unui aflux în sondă îl constituie creșterea
bruscă a vitezei de avansare. Probabil s -a întâlnit o forma -țiune mai slab consolidată, cu
rezist ență la foraj mai scăzută, poroasă, și care poate avea o presiune anormal de mare. Curgerea
fluidelor din formațiune îmbunătățește spălarea tălpii, contribuind și ea la creșterea vitezei de
avansare. Aceasta din urmă poate crește și datorită unei schimbări litologice, dar semnalul
respectiv trebuie să mărească atenția sondorului șef. Volumul mare de detritus rezultat mărește și
momentul de rotație la masa rotativă sau la top -drive.
Întâlnirea unei formațiuni presurizate poate fi semnalată și prin urmăr irea temperaturii
noroiului la ieșire (temperatura crește ușor), prin măsurarea densității detritusului marnos
(aceasta se abate de la tendința normală de cr eștere), cu metoda exponentului.

Doru Cătălin Constantin 201 8

5 Prin pătrunderea unui fluid (apă, gaze, petrol) mai ușor decâ t noroiul din spațiul inelar,
presiunea la talpă se reduce. Ca efect, presiunea de pompare scade ușor, debitul se mărește, iar
efectul de flotabilitate asupra garniturii de foraj se diminuează. Efectele respective sunt însǎ
minore și dificil de observat.
Dacă în sondă a pătruns apă sărată și ace asta a ajuns până la suprafață, salinitatea noroiului
crește, iar rezistivitatea scade. Cei doi parametri sunt de obicei supravegheați în mod permanent.
Se modifică și alte proprietăți ale noroiului (scade pH -ul, cresc vâscozitatea și filtratul).
Dacă au pătruns gaze, ele pot fi detectate la suprafață printr -un gazcarotaj continuu, care
indică atât concentrațiile, cât și natura gazelor. În prezența gazelor, vâscozitatea noroiului de
obicei crește, iar în apr opierea suprafeței densitatea lui scade. Când gazele sunt acide (CO 2, H2S)
pH -ul noroiului se reduce.
Atât apa, cât și gazele detectate la suprafață nu sunt periculoase dacă au pă -truns în cantități
reduse. Ele sunt periculoase când au volume mari și dezlocuiesc parțial noroiul din sondă
reducând presiunea hidrostatică, când sunt alimentate în continuare cu debite însemnate, când
provin din formațiuni de suprafață.
Afluxurile de gaze nedizolvate pot fi detectate înainte de a ajunge la suprafață și prin metode
acustice. În prezența gazelor libere, viteza de propagare a su -netului într -un lichid se micșorează,
iar amplitudinea și intensitatea semnalelor acustice se diminuează.
Unele sisteme detecteazǎ modificǎrile de fazǎ sau de amplitudine al e undelor acustice
provocate de pompe sau de sistemele MWD cu pulsații de presiune în prezența gazelor în timpul
circulației.
Alte sisteme funcționeazǎ pe principiul sonarului. O sursǎ acusticǎ în contact cu spațiul inelar
emite pulsații sonore care s e propagă în sondă de -a lungul ei și sunt reflectate de diverse
obstacole, inclusiv de bulele de gaze. Semnalele reflectate sunt receptate la suprafațǎ, unde sunt
prelucrate și interpretate.
Se utilizează și sistemele LWD obișnuite. În prezența bulelor de gaze, undele emise, reflectate
de pereții sondei și receptate au amplitudinea mai mare și sunt mai atenuate. Unele sisteme
urmăresc timpul de propagare și amplitudinea undelor de compres iune și de forfecare, ceea ce
permite să se detecteze prezența gazelor în spațiul inelar, sǎ se evalueze chiar presiunea din porii
formațiunilor.
În sonde adânci, unde presiunile sunt mari, în fluide pe bază de petrol, în care solubilitatea
gazelor e ste ridicată, metodele acustice sunt mai puțin eficiente.
O manifestare incipientă se poate detecta prin compararea debitului de ieșire cu cel de intrare .
În acest scop se montează la derivație și la încărcător debitmetre, electromagnetice sau masic e.

Doru Cătălin Constantin 201 8

6 Dacǎ se folosește haba de marș, se monteazǎ un debitmetru și pe linia dintre habǎ și spațiul
inelar.
Variațiile de debit pot fi detectate și semnalate acustic și cu ajutorul unei palete mobile
montate pe derivație. Este semnalizată poziția ei în r aport cu cea normală corespunzătoare
debitului pompelor.

Fig. 1.1. Sistem de urmărire a debitului de ieșire , indicator cu padel ă la derivație .
Metoda cea mai comodǎ pentru semnalarea unei manifestări sau pierderi de circulație constă
în urmărirea nivelului de noroi în habele de circulație. Există diverse sisteme, care folosesc
plutitoare sau reflexia ultrasunetelor la suprafața noroiului. Unele u rmăresc doar nivelul din
habe, altele calculează variațiile de volum, totalizează volumul de noroi din sistemul activ,
afișează valorile respective digital și avertizează, vizual și sonor, atunci când sunt depășite
anumite limite. Se acceptă că orice creșt ere de volum la habe este echivalentă cu volumul de
fluide pătrunse din strate în sondă, dacă se neglijează solubilitatea lor. Creșterea de volum indică
în general intensitatea manifestării eruptive. La sonde obișnuite, creșteri de 1 – 2 m3, detectabile
cu ușurință, nu sunt considerate periculoase. Dar în sonde cu spațiul inelar îngust, unde înălțimea
unor asemenea volume este mare, ele devin primejdioase, prin scăderea presiunii pe stratul care
debitează.
La extragerea garniturii de foraj, sonda se de nivelează. Periodic (la cinci sau zece pași de
prăjini, doi sau trei pași de prăjini grele) sau chiar continuu, sonda trebuie umplută cu noroi
pentru ca presiunea exercitată asupra unor strate purtătoare de fluide să nu scadă periculos. Dacă

Doru Cătălin Constantin 201 8

7 volumul de nor oi pompat este mai mic decât cel calculat, corespunzător volumului prăjinilor
extrase, înseamnă că sonda debitează și trebuie supravegheată.
La introducerea garniturii, din sondă deversează un volum de noroi echivalent cu volumul de
prăjini introduse. Dacă volumul deversat este mai mare, înseamnǎ că sonda debitează.
În ambele cazuri, volumele de noroi fiind mici, ele trebuie măsurate cât mai precis. Se poate
folosi numărătorul de curse la pompe, care presupune cunoaș -terea volumului deplasat la o cursǎ.
Acesta este însă afectat de randamentul volumic al pompelor. În plus, metoda este aplicabilă doar
la extragerea garniturii.
O metodă mai precisă constă în folosirea unei habe de măsurare, de câțiva m3, calibrată,
relativ îngustă pentru ca variații mici de volum să ducă la variații mari de înălțime, numitǎ habă
de marș (fig. 1 .4). Sonda se umple din aceastǎ habǎ cu o pompǎ centrifugǎ. Surplusul pompat
revine în habǎ printr -o conductǎ de preaplin montatǎ la derivație. La introducerea garniturii,
noroiul din sondǎ deverseazǎ prin conducta de preaplin în haba de marș.
Volumul prǎjinilor introduse sau extrase din sondă, calculat în funcție de numǎrul de pași,
este afișat la îndemâna sondorului șef.

Fig. 1. 2. Sistem de urmărire a umplerii sondei , schema de folosire a habei de marș .

Doru Cătălin Constantin 201 8

8 CAPITOLUL II
CAUZELE MANIFESTĂRILOR ERUPTIVE ȘI PREVENIREA
ACESTORA

Manifestările eruptive apar numai la traversarea acelor formațiuni productive, care conțin
acumulări de fluide sub presiuni ridicate și numai atunci când presiunea hidrostatică a coloanei
de fluid de foraj din sondă este inferiară presiunii fluidelor din porii rocii.
Acestea sunt de fapt cauzele pătrunderii fluidelor din stratele tra versate în sondă. În principiu,
fluidele curg din strate dacă presiunea lor este mai mare decât cea din sondă. Debitul de curgere
și volumul afluxului sunt cu atât mai mari, cu cât diferența de presiune strat -sondă, grosimea
stratului deschis și permeabili tatea lui sunt mai mari, iar vâscozitatea fluidelor este mai mică.

Fig. 2.1. Condiția presiunilor la talpa sondei .
În timpul forajului, presiunea din sondă ps la o adâncime oarecare este egală cu presiunea
hidrostatică a coloanei de noroi phs la care se adaugă căderile de presiune din spațiul inelar
provocate de circulație de la adâncimea respectivă până la suprafață Δ psi. Uneori, se aplică și o
contrapresiune la gura sondei pg, adaugată la celelalte două componente. Fluidele din stratul cu
presiu nea fluidelor pp pătrund în sondă atunci când

ps = p hs + Δpsi + p g < p p
Presiunea hidrostatică poate scădea periculos f ie din cauza reducerii densitǎ ții noroiului, fie a
înălțimii coloanei de noroi.

Doru Cătălin Constantin 201 8

9 Densitatea noroiului se reduce atunci când pă trund în sondă, din rocile tra -versate, treptat,
fluide mai ușoare, apă sau gaze. Densitatea se reduce și atunci când noroiul se diluează excesiv
cu apă ori cu soluții de aditivi, pentru micșo -rarea conținutului de particule solide sau a
vâscozității, fără corectarea ei cu un material de îngreunare.

Fig. 2.2. Cauzele manifestărilor eruptive în timpul forajului .
Înălțimea coloanei de noroi se reduce dacă intervine o pierdere totală de noroi în stratul
întâlnit de sapă sau în unul aflat mai sus. Ultima situație se poate întâlni, de exemplu, atunci când
s-a îngreunat noroiul pentru a controla stratul deschis la talpă ori când s -a pornit circulația și
presiunea creată nu este suportată de un strat aflat mai sus.
Căderile de presiune din spațiul inelar sunt semnificative la debite de circulație mari, spații
inelare înguste, noroaie vâscoase. Ele pot fi calcul ate dacă se acceptă un anumit model reologic
al noroiului. De obicei, în spațiul inelar curgerea este laminară, exceptând spațiile înguste din
dreptul unor prăjini grele.
Când circulația este oprită, presiunea din sondă este creată doar de termenul hi drostatic.
Înainte de a începe extragerea garniturii de foraj, este nevoie să se supravegheze un timp
derivația, deoarece este posibil ca presiunea din sondă să fie insuficientă pentru a echilibra pe cea
a stratelor purtătoare de fluide. În acest caz, noro iul este îngreunat corespunzător. Unii operatori
obișnuiesc să pompeze un pachet de noroi cu densitatea mai mare în prăjini, pentru ca, prin
denivelarea noroiului, ele să nu iasă pline la extragere.
La extragerea garniturii, presiunea din sondă scade chiar sub cea hidrostatică, deoarece în
spațiul inelar, ca și în prăjini de altfel, are loc o curgere descendentă a noroiului pentru a ocupa
spațiul eliberat de prăjini. Acest fenomen creează o depresiune de -a lungul sondei, cu valoare

Doru Cătălin Constantin 201 8

10 constantă sub sapă. Mărimea acesteia crește cu viteza de extragere a garniturii, cu vâscozitatea
noroiului, cu lungimea garniturii; depresiunea respectivă este mai mare atunci când spațiul inelar
este îngust. Dacă noroiul este tixotropic, se creează o depresiune suplimentară la inițierea
mișcării fiecărui pas corespunzătoare învingerii rezistenței de gel. În plus, în perioada de
accelerare a mișcării de ridicare apare și o depresiune dinamică, inerțială. Există relații de calcul
pentru depresiunile create de cele trei efecte, care au la bază diverse ipoteze.

Fig. 2.3. Cauzele manifestărilor eruptive în timpul manevrei de extragere .
Dacă sapa ori stabilizatorii sunt manșonați, la extragerea fiecărui pas este deversat un anumit
volum de noroi din spațiul inelar. Volumul respectiv depinde de măsura în care noroiul poate
scăpa pe lângă sapă ori stabilizatori. Noroiul din prăjini va coborî pentru a ocupa spațiul eliberat
sub sapă. Deoarece spațiul de curgere d in prăjini este mai îngust decâ t cel din spatele lor,
depresiunea creată sub sapă va fi mai mare decât în absența manșonării. În plus, denivelarea
produsă prin deversarea noroiului va contribui și ea la scăderea presiunii în sondă. Dacă noroiul
nu poate scăpa deloc pe lângă manșon, denivelarea se produce doar în prăjini și are valoarea
maximă.
O situație extremă o constituie sapa complet manșonată și cu orificiile înfundate. În acest caz
garnitura și sapa vor acționa ca un piston. Atât volumul de noroi deversat, cât și depresiunea
creată sub sapă sunt însemnate. Dep resiunea este determinată de volumul de noroi de sub sapă,
de compresibilitatea lui și de proprietățile elastice ale rocilor din pereții găurii de sondă.
Creșterea frecărilor la extragere poate fi un indiciu de manșonare a sapei; acest lucru trebuie să
mărească atenția și în privința unei posibile manifestări eruptive.

Doru Cătălin Constantin 201 8

11 Depresiunile periodice create pot constitui condițiile suficiente ca la fiecare pas în sondă să
pătrundă o anumită cantitate de fluide din strate. Cel mai ușor pătrund gazele. Efectele se
accentuează dacă se omite umplerea, periodică sau continuă, a sondei. Cantitățile de fluide
pătrunse se cumulează în timpul extragerii, presiunea din sondă scade sub cea a stratului purtător
de fluide și sonda începe să debiteze.
Statisticile ara tă că cele mai multe manifestări eruptive, dar și erupții libere, se produc în
timpul extragerii garniturii de foraj din sondă, adesea spre sfârșitul operației. Chiar dacă ele au
loc când sapa este afară, cauzele trebuie căutate în timpul extragerii garnit urii. Motivele sunt
multiple: numărul de factori care intervin este mai mare decât în timpul forajului, modalitățile de
supraveghere sunt mai complexe, iar procedurile de control al unei manifestări eruptive când
sapa este departe de talpă sunt mai complic ate.
Presiunea din sondă devine insuficientǎ și atunci când se deschide un strat cu presiunea
ridicată, iar densitatea noroiului nu este mărită corespunzător. De -oarece există întotdeauna o
zonă de tranziție a presiunii, dacǎ se urmǎrește atent compor tarea sondei, manifestarea poate fi
controlată înainte de a deveni periculoasă, prin îngreunarea noroiului. După ce s -au forat mai
multe sonde pe structura respectivă, densitatea noroiului se planifică în mod adecvat.
Gazele pot pătrunde în sonde și a tunci când presiunea lor este mai mică decât cea a noroiului
din sondă. Ele provin din porii fragmentelor de rocă dislocate ori surpate din pereții găurii de
sondă, dar pot proveni și din stratele traversate. În general, afluxurile respective nu sunt
consi derate periculoase.
Detritusul dislocat de sapă este încorporat de fluidul de foraj. În timpul as -censiunii lui spre
suprafață, gazele se destind și ies din detritus sub formă de bule. Debitul de gaze este determinat
de viteza de avansare, de diametru l sapei, de presiunea din pori, de porozitate și de saturație.
Dacă se presupune că întreaga cantitate de gaze trece în fluidul de foraj, debitul de gaze în
condiții atmosferice:
0
0,m t g m t g t
g
gv A mS v A mS p
Qbp

unde: vm este viteza de avansare;
At – aria tălpii sondei;
m – porozitatea rocii;
Sg – saturația în gaze;
bg – factorul de volum al gazelor;
pt – presiunea la talpă;

Doru Cătălin Constantin 201 8

12 p0 – presiunea atmosferică.
Gazeificarea noroiului pe seama detritusului, însoțită chiar de o ușoară creș -tere a debitului de
noroi la ieșire și a volumului la habe este considerată o mani -festare falsă. Ea nu poate fi
împiedicată prin îngreunarea noroiului și nu este considerat ă periculoasă, exceptând cazul unor
strate gazeifere de suprafață, unde și vitezele de avansare, și diametrul sondelor sunt mari. Dacă
noroiul deversează peste burlanul derivației, se reduc viteza de avansare și debitul de circulație.
O asemenea gaze ificare este ușor de recunoscut. Oprind din când în când avansarea sapei,
fără a întrerupe circulația, atunci când noroiul de la talpă ajun -ge la suprafață el va fi lipsit de
aceste gaze „forate” (fenomenul este urmărit comod prin gazcarotaj). Dacă s -a înc his totuși
prevenitorul de erupție, presiunea la coloană crește pe măsură ce gazele se ridică fără a depăși 15
– 20 bar. După ce se scurg câteva sute de litri de noroi, presiunea scade la zero și nu mai crește
ulterior. Dacă gazele provin din fragmentele de marnă presurizate „explodate” din pereții găurii
de sondă, gazeificarea continuă și după ce marnele au fost traversate, dar ea nu este periculoasă.
Dacă filtrarea noroiului este intensă, gazele rămân parțial în porii detritusului.
Gazele pătru nd în sonde și prin difuzie, datorită diferenței de concentrație. Potrivit legii lui
Fick, debitul de gaze difuzate
,gdcQ DSdx

unde: D este coeficientul de difuzie;
S – suprafața de difuzie;
dc/dx – gradientul concentrației de gaze.
Gazele difuzează prin turta de noroi, iar dacă circulația este întreruptă ele ră -mân pe suprafața
turtei sub forma unei rețele de bule. La reluarea circulației, sunt antrenate spre suprafață, unde
ajung după un anu mit timp. Are loc așa numita „manifestare după marș”, de obicei
nepericuloasă. Cantitatea de gaze pătrunse prin difuzie este relativ mică, chiar la perioade mari
de întrerupere a circulației pentru că fenomenul se atenuează în timp. Cel mai ușor difuzează
metanul, cu masa moleculară mică; coeficientul lui de difuzie este 2,2 10–5 cm2/s.
Așa cum s -a arătat, o sondă manifestă eruptiv atunci când presiunea din sondă devine mai
mică decât presiunea fluidelor din formațiunile traversate un timp îndelungat ș i acestea au o
capacitate ridicată de debitare (grosimi și permeabilități mari, fluide cu vâscozitate mică).
Caracteristicile formațiunilor nu pot fi contro -late: ele trebuie evaluate cât mai precis în faza de
proiectare și în timpul forajului
Preveni rea manifestărilor eruptive se referă în primul rând la controlul sondei.

Doru Cătălin Constantin 201 8

13 În cursul forajului, presiunea din sondă trebuie să depășească presiunea fluidelor din
formațiunile traversate. Acest lucru se realizează prin alegerea cores -punzătoare a densit ății
noroiului. Dar nu trebuie uitat că pentru a obține viteze de avansare mari este de dorit ca
diferența de presiune sondă -strate să fie cât mai mică și că, în timpul circulației, la presiunea
hidrostatică se adaugă și căderile de presiune din spațiul in elar. Se utilizează un noroi care să
asigure o densitate echivalentă cu 50 – 200 kg/m3 mai mare decât cea de echilibru. Siguranța va
fi mai mare atunci când sunt așteptate gaze și roci cu permeabilități mari.
Pentru ca presiunile create prin circulați e să fie cât mai mici, vâscozitatea noroiului trebuie
menținută la valorile minime necesare evacuării detritusului.
Se supraveghează conținutul și natura gazelor din noroi, dar și salinitatea lui. Se urmărește de
asemenea densitatea noroiului la ieși rea din sondă.
Când există pericol de manifestare, pierderile de circulație trebuie prevenite și lichidate cât
mai repede pentru a menține sonda plină.
Dacă suprapresiunea în timpul forajului este mică, creată eventual doar de căderile de
presiun e, înainte de extragerea sapei se pompează în sondă un noroi cu densitatea ceva mai mare,
care să asigure sonda și în absența circulației.
Dacă în sondă au pătruns gaze, se circulă până la evacuarea lor.
La extragerea garniturii, se măsoară volu mul de noroi pompat pentru umplerea sondei și se
compară cu cel dezlocuit de prăjini. La introducere, se măsoarăvolumul deversat. Se controlează
dacă sapa nu este manșonată și se încearcă distrugerea manșonului prin scuturarea sapei și rotirea
ei accelerat ă.
Când spațiul inelar este îngust și când noroiul este vâscos, se reduce viteza de extragere a
garniturii pentru a micșora depresiunile hidrodinamice.
Dacă sunt anticipate pierderi de circulație sau manifestări eruptive, se prevede o rezervă de
noroi, cu densitatea apropiată de cea din sondă, precum și o rezervă de materiale pentru
prepararea și îngreunarea noroiului.
Instalația de foraj se echipează cu aparatură de supraveghere care să semnalizeze o eventuală
manifestare eruptivă (indicatoa re de nivel și totalizatoare de volum la habe, debitmetre,
densimetre, cromatograf de gaze), cu habă de marș, se -paratoare de gaze, degazeificatoare, faclă
pentru gaze, numărător de curse la pompe. Dotarea respectivă este determinată de adâncimea,
tipul, i mportanța și locul de amplasare a sondei. În sfârșit, sonda trebuie să fie dotată cu o insta –
lație completă de prevenire a erupțiilor, corespunzǎtoare presiunilor așteptate.

Doru Cătălin Constantin 201 8

14 CAPITOLUL III
CONTROLUL MANIFESTĂRILOR ERUPTIVE

3.1 ÎNCHIDEREA SONDEI
În principiu, atunci când apar semne de manifestare eruptivă, o sondă se închide cât mai
repede, apoi situația ei se normalizează. Pentru a reduce cât mai mult posibil riscurile unor
accidente sau complicații, de exemplu avarierea echipamentul ui de la gura sondei, pierderea
circulației și chiar scăparea sondei de sub control, trebuie urmată o anumită procedură. Aceasta
este precizată în diverse regulamente de contractor, operator sau de agenții guvernamentale, după
care echipele de foraj sunt i nstruite. Procedura respectivă depinde de operația care se execută la
sondă, de alcătuirea instalației de prevenire, de tipul instalației de foraj, fixă ori mobilă, de locul
unde sunt montate prevenitoarele, la suprafață sau pe fundul mării. Ne rezumăm aic i la unele
principii generale, valabile pentru instalațiile fixe.

Fig. 3.1. Instalatia de prevenire si combatere a manifestarilor eruptive.
În timpul forajului, se oprește masa rotativă și se ridică garnitura astfel încât prăjina de
antrenare să ias ă din dreptul prevenitoarelor, canáua de la capătul ei inferior, dacă există, să fie
accesibilă și racordul prăjinii de foraj să fie într -o po-ziție convenabilă. La forajul cu top-drive
este suficient să se evite ca în dreptul prevenitoarelor să fie un rac ord de prăjină. Apoi se opresc
pompele și se supraveghează derivația. Datorită relaxării noroiului și a sondei, curgerea nu

Doru Cătălin Constantin 201 8

15 încetează imediat și mai poate continua două, trei minute, fără ca acest lucru să semnifice o
manifestare. Când volumul sondei este mare, la noroaie emulsie inversă, mult mai compresibile
decât cele pe bază de apă, când au loc ușoare pier -deri în timpul forajului, curgerea poate dura
chiar mai mult. Dacă există dubii, este bine să se închidă sonda și să se supravegheze creșterea
presiu nii.
În continuare, există două variante de închidere a sondei, numite în limba engleză „soft” și
„hard”. În prima variantă, trebuie ca duza ce va fi folosită pentru controlul sondei și linia ei, de la
ventilul închis de lângă prevenitoare până la ieș ire, să fie deschise din timp. Se deschide ventilul
amintit, ceea ce permite ca sonda să manifeste temporar prin manifold, se închide prevenitorul
inelar și apoi treptat se închide duza reglabilă. Se citește presiunea la coloană, dinaintea duzei.
În c ea de -a două variantă, duza respectivă este normal închisă. Se închide imediat
prevenitorul inelar sau cel cu bacuri și apoi se deschide ventilul de lângă prevenitoare pentru a
putea citi presiunea la coloană.
Prima variantă, în care sonda este închis ă efectiv cu ajutorul duzei reglabile, are două
avantaje: se evită șocul hidraulic al unei închideri bruște și se poate supraveghea presiunea la
coloană în timpul închiderii duzei, prevenind creșterea ei periculoasă. Dar, cum închiderea
sondei este întârzi ată, pătrunderea afluxului va mai continua un timp. Calculele și măsurătorile
au arătat că presiunea dina -mică provocată de șocul hidraulic nu depășește câțiva bari și poate
avea o valoare mai mică decât creșterea presiunii maxime din cursul evacuării aflu xului, mai
mare în acest caz și la fel de periculoasă pentru integritatea forma -țiunilor de la șiul coloanei. În
plus, este preferabil ca sonda să fie închisă cât mai repede, multe erupții producându -se chiar în
această perioadă.
După stabilizare, se citesc presiunea la încărcător (așa numita presiune de închidere la
prăjini), presiunea dinaintea duzei reglabile (presiunea de închidere la coloană) și creșterea
volumului la habe. Cele trei mărimi dau indicații privind severitatea manifestării eruptive ș i
servesc la conducerea programului de norma -lizare a sondei. Variațiile celor două presiuni se
urmăresc în timp.
Dacă în garnitură este montată o valvă de reținere, pentru a citi presiunea la prăjini, se
pornește ușor o pompă și se înregistrează vari ația presiunii în timp. Inițial, presiunea crește mai
repede (se comprimă noroiul din prăjini), iar în mo -mentul deschiderii supapei ritmul de creștere
se micșorează (presiunea poate rǎmâne chiar un scurt timp constantǎ). Presiunea ce interesează
corespund e mo -mentului deschiderii supapei. Uneori, se folosește o supapă cu un orificiu mic, de
circa 5 mm, prin care presiunea se transmite în prăjini.
Dacă presiunea de la încărcător devine periculoasă pentru furtunul de foraj ori pentru capul
hidraulic, se poate închide canáua de la baza prăjinii de antrenare, respectiv cea de la top-drive.

Doru Cătălin Constantin 201 8

16 Când este nevoie să se manevreze ori să se rotească garnitura, se reduce pre -siunea de
închidere a prevenitorului inelar, cu un ventil de reglare, până ce se prelin ge noroi pe lângă
prăjina din dreptul lui.
În timpul manevrării garniturii, dacă există semnele unei manifestări eruptive, se oprește
extragerea sau introducerea, se lasă garnitura în pene cu ultimul racord deasupra mesei rotative și
se supraveghează curgerea. Hotărârea, dificilă de altfel, de a închide sau nu sonda imediat este
determinată de lungimea garni -turii aflate în sondă și de intensitatea manifestării. Controlul
sondei este cu atât mai ușor, cu cât garnitura este mai jos, pentru că lungimea p e care se
evacuează noroiul contaminat și se înlocuiește cu unul îngreunat este mai mare. Dacă
manifestarea nu este periculoasă, se recomandă să se introducă garnitura cât mai jos posibil. Dar
atunci când se manevrează prăjinile grele, trebuie avut în vede re riscul ca ele să fie aruncate din
sondă: greutatea garniturii este relativ mică, iar rezultanta forțelor de presiune ascensionale este
mare. Dacă este posibil, se recomandă să se înșurubeze un pas de prăjini obișnuite și să se
închidă preve -nitorul cu b acuri: rezultanta forțelor de presiune ascensionale este mai mică, iar
racordul prăjinilor împiedică aruncarea garniturii prin prevenitor. Când mai există un singur pas
de prăjini grele, el se extrage afară.
Dacă s -a hotărât închiderea sondei și nu ex istă o valvă de reținere deasupra sapei, se
înșurubează la prăjini o can a complet deschisă care este suspendată într -un loc ușor accesibil din
turlă, apoi ea se închide. Când sonda manifestă deja violent, înșurubarea can alei este dificilă. O
variantă poate fi înșurubarea ei, înainte de începerea marșului, la capătul inferior al unui pas de
prăjini: greutatea pasului ușurează introducerea cepului can alei în mufa racordului prăjinii. După
înșurubare, canáua se închide manual. La instalațiile cu top-drive, închiderea prăjinilor este mult
simplificată: se atașează acesta la garnitură și se închide de la distanță canáua de la arborele lui.
Se verifică dacă sonda manifestă.
În continuare se închide spațiul inelar al sondei în una dintre variantele „soft” sau „ hard”. În
prima variantă, se deschide mai întâi manifoldul de erupție, se închide apoi prevenitorul inelar și
după aceea duza reglabilă. În a doua variantă, „hard”, se închide direct prevenitorul inelar, apoi
se deschide ventilul de lângă prevenitoare pent ru a citi presiunea la coloană, duzele fiind închise
permanent.
Deasupra can alei se înșurubează prăjina de antrenare și se citește presiunea la încărcător.
Adeseori, deasupra canálei se montează un prevenitor de interior. El protejează capul hidraulic ,
furtunul de foraj și pompele de presiuni periculoase și permite, dacă se hotărăște astfel,
reintroducerea garniturii în sondă (joacă rolul valvei de reținere), dar se îngreunează citirea
presiunii la prăjini. Uneori, se mon -tează doar prevenitorul de in terior, fără caná, și chiar direct
prăjina de antrenare.
Se citesc presiunea la coloană și creșterea volumului la habe.

Doru Cătălin Constantin 201 8

17 Și în acest caz, garnitura se poate roti în prevenitorul inelar, dacă este nevoie.
Sonda liberă, fără prăjini în ea, este cea mai dificilă situație din punctul de vedere al
controlului presiunii din sondă, din cauza imposibilității circulației.
Există practica închiderii sondei cu prevenitorul cu bacuri oridecâte ori gar -nitura este afară.
În acest caz este bine ca linia unei duze să fie deschisă și supravegheată. Dacă sonda manifestă,
se închide duza reglabilă și se citesc presiunea la coloană și creșterea de volum la habe.
Dacă sonda nu este închisă și manifestă, există din nou două variante. În pri -ma varian tă, se
deschide linia unei duze reglabile, se închide prevenitorul cu bacuri și apoi se închide ușor duza.
În a doua variantă, se închide direct prevenito -rul cu bacuri. Se citesc apoi presiunea la coloană și
creșterea de volum la habe.
Când în sondă se execută operații geofizice sau o perforare și nu este montat un ansamblu de
prevenire și etanșare pe cablu, iar manifestarea nu mai permite să se extragă aparatele respective
se taie cablul și sonda se închide total.
Dacǎ în sondǎ au pǎtruns gaze , din cauza migrǎrii și expansiunii lor presi -unea la suprafațǎ,
la prǎjini și la coloanǎ, continuǎ sǎ creascǎ. Ea poate deveni periculoasǎ. De aceea o manifestare
se combate cât mai repede posibil. Pânǎ ce omorârea devine posibilǎ, presiunea se scurge pri n
intermediul unei duze reglabile, pǎstrându -i valoarea în anumite limite: valoarea minimǎ ușor
mai mare decât cea de închidere, pentru a împiedica afluxul de fluide, iar cea maximǎ ceva mai
micǎ decât presiunea care poate fi periculoasǎ. Procedura poate c ontinua chiar pânǎ la evacuarea
completǎ a gazelor, când presiunea se va stabiliza.
3.2 ANALIZA DATELOR OBȚINUTE DUP Ă ÎNCHIDEREA SONDEI
Când capǎtul garniturii se aflǎ sub afluxul pǎtruns în sondǎ, eventual la talpǎ, presiunile
indicate de cele douǎ manometre, de la prǎjini și de la coloanǎ, îm -preunǎ cu creșterea volumului
la habe, permit sǎ se estimeze presiunea fluidelor din porii formațiunii care a debitat, natura lor și
densitatea noroiului necesar pentru omorâre. Cele douǎ presiuni citite trebui e sǎ fie stabilizate,
ceea ce nu se întâmplă atât timp cât gazele migreazǎ. Se admit totuși valorile atinse în momen –
tul când ritmul de creștere a presiunilor se diminueazǎ. La fluide emulsie inversǎ, stabilizarea
poate dura zeci de minute.
Pentru a e stima presiunea fluidelor din formațiunea care a debitat se presu -pune cǎ noroiul din
garniturǎ nu este contaminat și are densitatea cunoscutǎ ρ 1
Acceptând situația, mai simplă, când garnitura are capǎtul în dreptul formați -unii și aceasta se
aflǎ l a talpǎ, la adâncimea pe verticalǎ H, presiunea fluidelor

Doru Cătălin Constantin 201 8

18 pp = ρ 1gH + ppî,

unde ppî este presiunea de închidere l a prǎjini (fig. 3.2).
Se poate afla acum densitatea noroiului îngreunat ρ 2 care trebuie pompat în sondǎ astfel încât
sǎ echilibreze presiunea din porii formațiunii:

21 .p pîpp
gH gH   

La aceasta se adaugǎ o anumitǎ siguranțǎ Δρ, circa 50 kg/m3.
Diferența ρ2 – ρ1 oferǎ o indicație asupra severitǎții manifestǎrii eruptive.

Fig. 3.2. Aflux de fluide în sondǎ:
a – aflux disipat în noroi; b – aflux sub forma unui dop distinct.

Afluxul pǎtruns în sondǎ este probabil disipat în noroi (fig. 3.2, a). Se acceptă că el se aflǎ sub
forma unui dop distinct cu înǎlțimea haft și densitatea ρ aft, în con -diții de talpǎ, iar noroiul de
deasupra lui nu este contaminat (fig. 3.2, b). Atunci,

Doru Cătălin Constantin 201 8

19
pp = ρ aftghaft + ρ 1g(H – haft) + p cî .

Prin egalarea expresiilor lui pp din relațiile de mai sus , rezultă:

ρaft = ρ 1 –
.cî pî
aftpp
gh

Dacǎ se acceptǎ cǎ volumul dopului de aflux este echivalent cu creșterea de volum la habe
ΔV0, înǎlțimea, pe verticalǎ, a dopului

0,aft
siVhA

unde Asi este aria secțiunii transversale a spațiului inelar în dreptul afluxului.
Estimarea privind natura afluxului poate fi distorsionatǎ din diverse cauze. Dupǎ închiderea
sondei, formațiunea mai debiteazǎ un timp pânǎ se realizeazǎ un echilibru în sondǎ. Afluxul este
disipat în noroi și o parte este dizolvat. Dacǎ s -a deschis o formațiune gazeiferǎ, în noroiul de
deasupra afluxului se aflǎ gaze provenite din detritus și densitatea noroiului nu este egalǎ cu cea
din prǎjini. Elasticitatea sondei, care intervine în momentul închiderii, are și ea un efect. Natura
realǎ a afluxului se va cunoaște abia când el iese afarǎ, dar de regulǎ toate manifestǎrile se
trateazǎ ca unele de gaze.

Doru Cătălin Constantin 201 8

20 CAPITOLUL IV
INSTALAȚII DE PREVENIRE A ERUPȚIILOR

La gura oricărei sonde aflate în foraj care ar putea deschide strate cu fluide sub presiune, în
primul rând hidrocarburi, se montează un ansamblu de echipamente pentru prevenirea erupțiilor.
El este ancorat pe ultima coloană tubată și cimentată, prin inter mediul unui cap de coloană.
Aceste echipamente dau posibilitatea să se închidă sonda, fie că este liberă, fie că în ea se află
garnitura de foraj, eventual o coloană de burlane în timpul tubării sau cimentării ori un
instrument de carotaj sau de perforare introdus cu cablu. Totodată, ele permit sǎ se controleze
presiunea din sondă: sǎ se scurgǎ când devine periculoasă și sǎ se pompeze controlat fluidul de
foraj pentru combaterea unei manifestări eruptive. Echipamentele respective trebuie să per -mită
introdu cerea nestânjenită a sapelor și a altor scule de foraj în sondă, circu -lația noroiului la
derivație în timpul forajului, pomparea de fluide în sondă sub prevenitorul închis, dar și
manevrarea garniturii când sonda este închisă.
Alcătuirea și complexit atea unei instalații de prevenire a erupțiilor sunt determinate de
adâncimea sondei, presiunile așteptate, locația forajului (pe uscat ori în largul mării), dar și de
spațiul disponibil sub podul sondei, riscurile asumate, prezența gazelor nocive, regulame ntele
contractorului, ale operatorului și cele guvernamentale din țara pe teritoriul căreia se forează
sondele.

Fig. 4.1. Ansamblul de prevenitoare, parti componente .

Doru Cătălin Constantin 201 8

21 În principiu, o astfel de instalație este alcătuită dintr -un set de prevenitoare, pentru închidere
totală (când sonda este liberă) și pe prăjinile introduse în sondă, eventual pe o coloană de
burlane, un manifold cu diverse ventile și duze reglabile p entru ieșirea controlată a fluidelor din
sondă și pomparea fluidului de omorâre, un sistem de acționare a prevenitoarelor și ventilelor de
la distanță, diverse accesorii. La acestea se adaugă camere de expansiune pe conductele de
evacuare, separatoare de g aze, degazeificatoare, faclă de gaze.

4.1 PREVENITOARE DE ERUPȚII
Există două mari categorii de prevenitoare: inelare și cu bacuri.
Prevenitoarele inelare sunt destinate să închidă sonda și să etanșeze pe prăjini (burlane) cu
orice diametru și, în cazuri extreme, chiar pe cablu, pe elemente cu diverse forme sau când sonda
este liberă. Ele permit să se manevreze garnitura pentru a preveni prinderea ei și se închid mai
încet decât preve -nitoarele cu bacuri diminuând șocul hidraulic: din aceste motive închiderea lor
este preferabilă celor cu bacuri. Presiunea din sondǎ asigurǎ un efect de autoetanșare.
Prevenitoarele inelare se montează la partea de sus a ansamblului de prevenitoare; aceasta
permite sǎ se înlocuiascǎ elementul de etanșare, dacǎ este nevoie. Ele pot fi închise doar
hidraulic, ceea ce este un inconvenient în cazul unei avarii la instalația de acționare.
Constructiv, există prevenitoare inelare cu cǎmașǎ și prevenitoare cu piston. Primele au un
element de etanșare cilindric car e este deformat spre interior prin aplicarea în spatele lui a unei
presiuni de lichid sau azot , elementul își revine când presiunea se scurge.
Al doilea tip de prevenitoare inelare are sub elementul de etanșare un piston cu o anumită
formă. Aplicând o presiune sub piston într -o cameră de închidere, pistonul se ridică forțând
elementul de cauciuc, armat metalic, să se deformeze radial, până ce se efectuează închiderea.
Pentru deschidere, presiunea se aplică pe suprafața superioară a pistonului, în camer a de
deschidere , pistonul coboară și elementul de cauciuc își revine la poziția inițială.
Prevenitorul de tip Hydril este cel mai mai rǎspândit. El are pistonul sub forma unei cupe
conice care deformează elementul de etanșare radial, deplasarea lui ax ială fiind împiedicată. La
prevenitorul Shaffer, elementul de etanșare sferic și este presat pe o bonetǎ semisfericǎ. La
prevenitorul inelar Cameron pistonul ridicǎ un platan, care la rândul lui împinge și deformeazǎ
bacul de cauciuc.
Prevenitoarele inelare construite în România sunt de tipul Hydril. Aici ele sunt numite și
prevenitore verticale pentru că elementul inelar este deformat prin aplicarea unei forțe de
presiune verticale, în timp ce prevenitoarele cu bacuri sunt numite orizontale fiind acționate de
forțe orizontale.

Doru Cătălin Constantin 201 8

22

Fig. 4.2. Prevenitor inelar Hydril.

Fig. 4.3. Prevenitor inelar Hydril cu doua camere de inchidere .

Presiunea de acționare se ajusteazǎ cu ajutorul unui regulator de presiune astfel încât să nu fie
periclitată integritatea elementului de cauciuc la o presiune de contact excesivă cu țeava pe care
închide. Ea depinde de modelul prevenitorului și de diametrul țevii respective. Când se
manevrează garnitura, tot pentru a evita uzarea și deteriorarea elementului de cauciuc din cauza
frecǎrilor foarte mari, presiunea de închidere se reduce până ce se prelinge noroi pe lângă prăjini.

Doru Cătălin Constantin 201 8

23 Când trece un racord, pi stonul coboară, surplusul de lichid fiind evacuat printr -o valvǎ de
compensare. Aceeași valvă permite întoarcerea lichidului după trecerea racordului. Pentru a
reduce frecările dintre prăjini și elementul de etanșare, când la suprafață au ajuns gaze, se pot
unge prăjinile cu un noroi apă -bentonită.
Prevenitoarele cu bacuri au două elemente de etanșare din cauciuc, încastrate în armături
metalice, care se deplasează simultan spre centrul sondei ca niște sertare și închid sonda atunci
când este nev oie. În restul timpului ele stau retrase lateral. Bacurile sunt activate și dezactivate
hidraulic cu ajutorul unor pistoane, mai rar mecanic cu niște tije metalice (cele mai multe pot fi
activate și hidraulic, și mecanic). În poziția închis, bacurile sunt blocate mecanic, hidraulic sau
automat, pentru siguranță, iar, dupǎ deblocare, ele se deschid hidraulic.
Bacurile etanșează de obicei pe corpul prevenitorului cu suprafața lor superioară, de aceea nu
pot fi montate decât într -o singură poziție; după închidere, presiunea din sondă are un efect de
autoetanșare. De regulă, bacurile pot fi înde -părtate sau înlocuite printr -o deschidere laterală sau
frontalǎ a corpului. Bacurile pentru închiderea totală, când sonda este liberă, au fețele frontale
drept e, iar cele pentru închiderea pe prăjini sau burlane sunt prevăzute cu suprafețe
semicilindrice cu diametrul egal cu cel al țevilor pe care etanșează.
Prevenitoarele de tip Hydril și Shaffer, precum și cele construite în România au bacurile cu
secțiun e dreptunghiularǎ. Cele de tip Cameron sunt ușor ovale.

Fig. 4.4. Schema unui prevenitor cu bacuri.

Doru Cătălin Constantin 201 8

24 Dacă în sondă există o garnitură combinată, formată din prăjini cu două diametre diferite,
trebuie să existe două prevenitoare, cu bacuri corespunzătoare acestor diametre. Se construiesc și
bacuri cu diametrul suprafeței de închidere variabil, mai ale s pentru forajul marin. Ele pot
închide pe prăjini sau coloane de burlane cu diverse diametre și chiar pe prăjina de antrenare.
Există și bacuri formate din două sau trei elemente suprapuse cu suprafețe de etanșare diferite.
Când sunt activate, va etanșa d oar elementul a cărui suprafață se potrivește cu prăjina din sondă.

Fig. 4.5. Bacuri pentru închiderea totala cu lamele de taiere :

La forajul marin cu prevenitoarele pe fundul mării, mai rar pe uscat, se folosesc și bacuri de
forfecare cu închi dere totală. Ele sunt capabile să foar – fece prăjinile și apoi să închidă sonda
total. Garnitura rǎmâne suspendatǎ prin intermediul unui racord care se sprijinǎ pe bacurile de
prǎjini închise sub el. Evident, pentru bacurile de tăiere este nevoie de pre siuni de acționare mai
mari decât pentru bacurile obișnuite, în funcție de diametrul și grosimea peretelui prăjinilor, de
rezistența oțelului. Prevenitoare cu astfel de bacuri sunt utile atunci când platforma mobilă sau
vasul de foraj trebuie să părăsească urgent locația (furtună, ghețari, pericol de erupție).
Prevenitoare cu bacuri de tăiere se folosesc și la instalațiile cu tubing flexibil.

Doru Cătălin Constantin 201 8

25
Fig. 4.6. Tăierea prăjinilor cu bacuri de prevenitoare.

Unele prevenitoare au sub bacuri două deschideri laterale cu flanșe, una pentru omorâre și a
doua pentru racordarea la manifoldul duzelor. Ele au avantajul că elimină necesitatea unei flanșe
duble cu ieșiri laterale montată dedesubt, avantaj important atunci când înălțimea disponibilă este
limitată. Tot pentru evitarea unor flanșe suplimentare și ocuparea unui spațiu mai redus se
construiesc prevenitoare duble, triple și chiar cvadruple (pentru tubing flexibil). Ele sunt echipate
cu bacuri diverse, pen tru închidere totală, închidere pe două dimensiuni de prăjini. În general,
bacurile pentru închidere totală și cele pentru închidere pe prăjini au aceeași secțiune transversalǎ
și pot fi montate în orice locaș al unui prevenitor multiplu sau în prevenitoar e de același tip.
O caracteristică a prevenitoarelor cu bacuri o constituie raportul lor de închidere. El reprezintă
raportul dintre aria efectivă a pistonului expusă presiunii de închidere și aria secțiunii
transversale a tijei bacului. Tija preia fo rța creată de presiunea din sondă, forță care trebuie
învinsă pentru ca prevenitorul să fie închis. Presiunea de închidere trebuie să învingă și frecările
dintre piston și cilindru, cele din etanșarea tijei pistonului și din etanșarea tijei bacului, precum și

Doru Cătălin Constantin 201 8

26 căderile de presiune din conducta de alimentare dintre acumulatorii de pre -siune și cilindru. Dacǎ
se neglijeazǎ frecările respective, raportul de închidere este egal cu raportul dintre presiunea din
sondǎ (de proiectare) ps și cea de acționare pî.. Un raport de închidere mare înseamnă presiune de
închidere mică, dar un prevenitor mai voluminos, și invers.
Prevenitorul cu bacuri se închide pe prăjini atunci când garnitura este aproa -pe de suprafață și
există riscul să fie aruncată din sondă, pen tru că racordul prăjinii nu poate trece printre bacuri,
când garnitura este în coloană și nu este nevoie să fie manevrată. El se folosește și atunci când se
lasă garnitura suspen -dată pe un racord, procedeu folosit mai ales la forajul marin cu
prevenitoare le pe fundul mării. Se reamintește că prevenitorul cu bacuri se închide mai repede
pentru că este necesar mai puțin lichid de acționare decât la cel inelar. Dar, în general, este
recomandabil să se închidă pe prăjini prevenitorul inelar și cel cu bacuri af lat dedesubt să rămână
de siguranță. Dacă elementul de etanșare al prevenitorului inelar este deteriorat se închide
prevenitorul cu bacuri și se schimbă elementul inelar (el se poate introduce tăindu -l pe o
generatoare).
Când sonda este liberă, inclus iv după un marș, se închide prevenitorul cu bacuri și nu cel
inelar pentru că elementul de etanșare al acestuia ar fi solicitat excesiv în acest caz.

4.2 ACȚIONAREA PREVENITOARELOR
Pentru acționarea hidraulică a prevenitoarelor se folosește un grup d e presiune care
înmagazineazǎ și furnizeazǎ energia necesarǎ. El este alcătuit dintr -o baterie de acumulatori de
presiune, un rezervor de lichid, una sau două pompe pentru încărcarea acumulatorilor,
regulatoare de presiune, ventile de izolare, supape de si guranță, valve de reținere, filtre de lichid,
distribuitoare de închidere și deschidere a prevenitoarelor, manometre și conductele aferente.
Acumulatorii hidropneumatici sunt elementele esențiale ale unitǎții de acționare. Ei
îmagazineazǎ energie hid raulicǎ prin comprimarea unei perne de azot. Prevenitoarele sunt
închise și deschise în câteva secunde, punând în comuni -cație cilindrii lor cu acumulatorii de
presiune, cu ajutorul unor distribuitoare, fără intervenția pompelor. Acestea din urmă doar
încarcă acumulatorii.
Există două tipuri de acumulatori, sferici și cilindrici, cu diverse capacități. Ei se încarcă
inițial cu azot și apoi se umplu cu lichid până la presiunea de lucru. Azotul și lichidul de lucru
sunt separate de o membrană sau de un piston flotant, în acumulatorii cilindrici verticali. Drept
lichid de lucru se folosește un ulei hidraulic ușor sau apă curată în care s -a adăugat un lubrifiant
și antigel în perioada de iarnă.

Doru Cătălin Constantin 201 8

27 La presiunea de preîncǎrcare cu azot, acumulatorii se co nsiderǎ descǎrcați, incapabili sǎ
furnizeze lichid util pentru acționare. Există o presiune minimă de operare, dată de fabricant, mai
mare decât cea de preîncărcare, la care bacurile prevenitoarele sunt efectiv închise .

Fig. 4.7. Unitatea hidraulică de c omandă, parți componente.

Volumul de lichid necesar pentru acționarea prevenitoarelor, eventual și a unor ventile
hidraulice, este determinat de mărimea camerelor de închidere și deschidere ale elementelor care
trebuie acționate fără intervenția pomp elor de încărcare. El este furnizat de acumulatori prin
scăderea presiunii de la valoarea maximǎ (acumulatorii sunt complet încǎrcați) la cea minimă de
operare și este numit volum utilizabil. Există reglementări guvernamentale care impun, pentru
diverse ti puri de sonde, ce elemente trebuie să fie închise, eventual și deschise. Volumul
utilizabil și presiunile de operare determină capacitatea totală necesară a acumulatorilor.

Doru Cătălin Constantin 201 8

28
Fig. 4.8. Schema de funcționare a unui acumulator de presiune:
a – preîncărcat cu azot; b – încărcat la presiunea maximă; c – încărcat la presiunea minimă.
Rezervorul de lichid trebuie să aibă o capacitate cel puțin dublă față de volumul de lichid
utilizabil.
Pompele de lichid, acționate electric sau pneumatic, trebuie să înc arce acumulatorii la
presiunea maximă în 10 – 20 min. Presiunea lor maximă, limitată de două supape de siguranță,
nu trebuie să fie mai mică decât presiunea maximă a acumulatorilor.
Unitatea de control acționează de obicei și unul sau două ventile hi draulice, una sau două
duze hidraulice reglabile de la manifoldul de erupție, potrivit alcătuirii acestuia.

Fig. 4.9. Unitatea hidraulica de comanda, transmiterea comenzilor

Doru Cătălin Constantin 201 8

29 Fiecare prevenitor și ventil hidraulic sunt acționate prin intermediul un or distribuitoare cu
patru căi care dirijează fluidul din acumulatori, prin conducte, spre camerele de închidere sau
deschidere ale prevenitoarelor și înapoi la rezervor. Ele sunt localizate, împreună cu valva de
reglare a prevenitorului inelar, la îndemâ na sondorului șef și sunt manevrate cu manete aflate pe
un pupitru de comandă.

4.3 MANIFOLDUL INSTALATIEI DE PREVENIRE, LINIA DE OMORARE
Primul este destinat ieșirii controlate a noroiului din sondă. Complexitatea lui este
determinată de presiunile nominale ale prevenitoarelor.
În figura 4.11, este prezentat un manifold el este racordat sub prevenitoarele cu bacuri sau
între două asemenea prevenitoare cu două ventile, unul de manevră și unul de siguranță. Printr -o
cruce, unde este montat un manometru, fluidele care ies din sondă când se controlează o
manifestare eruptivă s unt dirijate spre una dintre cele două duze reglabile, rezistente la eroziune.
La presiuni mici, ventilele și du zele sunt acționate manual. . La presiuni mai mari, la sonde cu
H2S, la cele marine, ambele duze trebuie să fie acționate hidraulic, iar mani foldurile au multe
elemente redundante. La configurații cu mai multe prevenitoare cu bacuri pot exista două ieșiri
spre manifold.

Fig. 4.11. Manifold de erupție.
Ieșirea fluidelor din sondă este dirijată prin una dintre cele două duze reglabile, ce alaltă
rǎmânând de rezervă, pentru situația că pr ima se erodează ori se înfundă . De la duze, fluidele
sunt dirijate la habe sau la un separator de gaze. În separator amestecul întâlnește niște șicane,
gazele se separă, ies pe sus și se duc la o faclă. Nor oiul se duce la habe. Separatorul este
dimensionat astfel încât noroiul să fie reținut suficient timp în el pentru ca gazele să aibă timp să
fie evacuate.

Doru Cătălin Constantin 201 8

30
Fig. 4.12. Sistemul de evacuare al afluxului.

Manifoldurile pentru presiuni mari sunt prevăz ute cu camere de expansiune la ieșirea din
duze pentru ca viteza fluidelor să fie redusă înainte de separator. Când sonda nu trebuie sau nu
poate fi închisă cu duzele reglabile, noroiul gazeificat se dirijează pe o linie de evacuare direct la
batale.
Linia de omorâre este plasată în partea opusă față de manifoldul de erupție. Prin ea se
pompează forțat în sondǎ când aceasta este închisǎ total. Și ea are lângǎ prevenitoare douǎ
ventile, dintre care unul poate fi acționat hidraulic.
Panou l de con trol al manifestǎrilor eruptive se aflǎ la îndemâna sondorului șef și pe el se
citesc presiunea la prǎjini, presiunea la coloanǎ (înaintea duzei reglabile), frecvența și numǎrul
total de curse la pompe, poziția duzei reglabile; pe el se selecteazǎ duzele re glabile și pompele.

4.4 PREVENITOARE INELARE
O sondă poate manifesta și prin interiorul garniturii de foraj, nu numai prin spațiul inelar.
Cea mai comodă soluție de prevenire a fenomenului o constituie montarea unei valve de reținere,
de regulă deasupra sapei. Ea se închide automat imediat ce pompel e sunt oprite și împiedică
circulația inversă. Adesea ea se evită deoarece nu permite umplerea automată a prăjinilor la
introducere și apar supra -presiuni mari în spațiul inelar. Se folosesc valve cu clapetă sau cu taler
și arc.

Doru Cătălin Constantin 201 8

31
Fig. 4.16. Prevenitor de interior.
La capetele prăjinii de antrenare se montează canále cu sferă, care în caz de nevoie se închid
manual, cu o cheie. Cea de jos, mai accesibilă, se închide de obicei înainte de a deșuruba prăjina
de antrenare pentru ca noroiul să nu se scur -gă din ea. La forajul cu top-drive există o valvă la
arborele acestuia, închisă hidraulic sau pneumatic de sondorul șef, și sub ea una manevrată
manual.
Când sonda manifestă în timpul marșului, la ultima prăjină se înșurubează o caná deschisă sau
un pr evenitor de interior. Pentru a ușura operația atunci când sonda manifestă prin prăjini, valva
prevenitorului este ținută deschisă cu o tijă. După înșurubare, tija se eliberează și valva se
închide. Ulterior, deasu -pra prevenitorului se înșurubează prăjina de antrenare sau un cap de
circulație. Dacă se forează cu top drive se atașează acesta direct și se închide can aua lui.

Doru Cătălin Constantin 201 8

32

CAPITOLUL V
ELEMENTE DE BARIERĂ

Pentru conceptul de integritate sondei se întelege capacitatea ei de a putea controla curgerea
fluidelor fie din interiorul ei fie din formatiune. Acest management al integrității sondei se referă
la totalitatea masurilor ce iau naștere pentru a pas tra integritatea sondei la nivelul maxim posibil,
acestea pornind încă din faza de proiectare și continuă în celelalte faze pe întregul ciclu de
realizare și utilizare a sondei.
În teoria barierelor consideră sonda ca un recipient supus atât la pres iuni exterioare cât și la
presiuni interioare punându -se problema ca acest recipient să fie capabil să controleze curgerea
fluidelor din exteriorul și interiorul lui. Peretii acestui recipient va forma o anvelopă care se va
numi bariera sondei.
Bariera sondei este formată din elemente fizice ( fluide sau solide) care se numesc
elementele bariei. Acestea trebuie sa îndeplinească niște condiții de acceptare care se vor numi
criterii de acceptare element. Acestea se clasifică in două tipuri :
– Barier ă primară este prima barieră care se opune curgerii necontrolate a fluidelor.
– Barieră secundară este a doua barieră care se opune curgerii necontrolate a fluidelor
activânduse dacă prima barieră nu a funcționat ca urmare a unui incident de control al
sondei.
Obiectivele principale ale unei bariere sunt:
Împiedicare scurgerilor de hidrocarburi majore din sondă în mediul extern în timpul
producție sau în faza de foraj.
Închiderea directă a sondei în comandă directă în timpul situațiilor de urge nță și astfel
prevenirea scurgerii hidrocarburilor din sondă.
Incidentul de control al sondei este un incident cauzat fie de defetarea unei bariere fie de
activarea defectuasă a unei bariere care va duce la curgerea necontrolată a fluidelor din sondă
fie în exterior fie în altă formațiune.
Procedura de control al sondei este succesiunea acțiunilor sau pașilor planificați atunci când
o barieră este defectă.

Doru Cătălin Constantin 201 8

33

Fig. 5.1. Bariere primare și secundare .

Fluidul de foraj din sondă – scopul fluidului de foraj ca barieră (sau element de barieră) este de
a exercita o presiune hidrostatică în sondă care să prevină manifestarea eruptivă. Presiunea
hidrostatică trebuie să fie egală sau cel puțin cu presiunea de strat estimată plus o marjă de
sigur anță pentru manevră.
Proprietățile critice ale fluidului de foraj trebuie să fie descrise înainte de orice operațiune care
va fi executată. Densitatea fluidului de foraj trebuie să fie stabilă în limita toleranțelor specificate
în condițiile din sondă p e o perioadă de timp când nu se circulă.
Presiunea hidrostatică a fluidului de foraj nu trebuie să depășească presiunea de fisurare a
formațiunilor netubate dar trebuie să aibă o marjă de siguranță la manifestare eruptivă.
Schimbările de presiune c auzate de manevră (pistonaj la extragere sau introducere) și de
circulație (densitatea echivalentă de circulație) trebuie să fie estimate și introduse în marjele de
siguranță.

Doru Cătălin Constantin 201 8

34 Trebuie verificat nivelul de stabilitate al fluidului și proprietățile critic e ale fluidului, inclusiv
densitatea, trebuie să se încadreze în specificații.
Se va utiliza în orice moment este posibil să se mențină nivelul de lichid în puț prin circulație
sau prin umplere. Trebuie să fie posibilă ajustarea proprietăților critice ale fluidului pentru a le
menține sau a le modifica specificațiile.Valorile de p ierdere statice și dinamice acceptabile ale
fluidului în timpul formașiunii trebuie să fie bine definită, dacă există riscul pierderii circulației,
ar trebuii să fie disponibil volumul pierdut în circulație.
Trebuie să existe suficiente materiale lichi de, inclusiv materiale de urgență disponibile la
locația respectivă pentru a menține bariera de fluid cu minimul de densitate acceptabilă.
Parametrii necesari pentru restabilirea barierei de fluid trebuie să fie înregistrate sistematic și
actualizate î n fișa de combatere a manifestărilor eruptive.
Se va monitoriza nivelul din sondă și din habele active fiind monitorizate în mod continuu.
Debitul de ieșire din sondă va fi monitorizat continuu,se va verifica dacă sonda curge pe baza
indicațiilor privin d creșterea debitului de ieșire, volumul crescut în habe, creșterea conținutului
de gaze, gazelor de conectare sau la intervale regulate. Verificarea curgerii trebuie să dureze timp
de 10 min. La sondele HTHP toate verivicările fluxului ar trebui să dureze timp de 30 minute.
Se efectuează măsurarea densității fluidului ( intrare/ieșire) în timpul circulației în mod regulat,
masurarea proprietăților critice ale fluidului se efectuează la fiecare 12 ore de circulție și se
compară cu proprietățile specific ate.

Coloana de burlane – acest element constă în coloană/lainer și/sau tubing în cazul în care
tubingul este folosit la forajul prin tubing sau operațiile de completare, scopul colanei/lainerului
este de a asigura o izolare care să oprească curgerea ne controlată din strat sau a fluidului injectat
din sondă în spatele coloanei.
Coloana/lainerul, inclusiv conexiunile, trebuie proiectate pentru a rezista tuturor sarcinilor și
tensiunilor așteptate pe parcursul duratei de viață a sondei (inclusiv toate o perațiile planificate și
posibilele situații de control al sondei). Trebuie incluse toate efectele de degradare. Factorii de
proiectare minimi acceptabili se calculează pentru fiecare tip de solicitare. Efectele estimate ale
temperaturii, coroziunii și uzu rii trebuie să fie incluse în factorii de proiectare. Toate cazurile de
încărcare trebuie definite și ducumentate în ceea ce privește spargerea, colapsul și tensiunea /
comperesia.
Coloana expusă la potențialul de curgere a hidrocarburilor trebuie să f ie etanșă la gaze.
Excepție colana de suprafață care este expusă sau poate fi potențial expus la un gradient normal
de gaze de mică adâncime.

Doru Cătălin Constantin 201 8

35 Coloana/lainerul trebuie să fie testată pentru scurgeri la presiunea diferențială maximă.
Verificarea etanșeită ții carcasei se efectuează fie atunci când cimentul este umed sau după
instalarea cimentului. Acestea trebuiesc depozitate și manipulate corespunzător pentru a preveni
deterioararea corpului și îmbinărilor înainte de tubare.
Spațiul inelar din spatele c oloanei trebuie să fie monitorizat continuu pentru anomalii de
presiune. Alte spații inelare accesibile sunt monitorizate la intervale regulate. Toate coloanele
vor fi verificate pentru a fi uzate dupa forare, în cazul simulării care indică o uzură excesiv ă care
depașește uzura admisibilă pe baza proiectării carcasei.
În timpul operației de foraj cu suprafață, spațiul inelar din spatele colanei curente trebuie
monitorizat în mod continuu și nivelurile de alarmă să fie definite. Starea reală a coloanei t rebuie
cunoscută si confirmată că este capabilă să reziste presiunii maxime așteptată după uzura
anticipată.
Testul de presiune trebuie să inculdă o marjă de siguranță pentru acoperirea uzurii preconizate
după testare.

Garnitura de foraj – acest el ement este format din prăjini de foraj, prăjini intermediare și prăjini
grele utilizate ca garnitură de foraj sau de lucru. Scopul garniturii de foraj ca element de barieră
este de a preveni curgerea fluidului din formațiuni de la acesta în mediul extern.
Dimensiunile cazurilor de încărcare trebuie să fie definite și documentate. Se definesc factori
de proiectare minim acceptabili. Efectele estimate ale temperaturii,uzurii,coroziune,oboseală și
flambaj trebuie incluse în factori de proiectare.
Prăjini le de foraj trebuie selectate în funcție de cuplul necesar pentru a preveni deșurubarea în
puț, curățarea articulațiilor și restricțiile de instrumentație, presiunea de pomapere și ECD,
formațiuni abrazive, rezistența la flambaj, compoziția metalurgică în raport cu expunerea la
coroziune.
Canaua de siguranță și supapa de siguranță pentru toate tipurile de racorduri expuse pe podul
sondei trebuie să fie disponibile imediat când garnitura de foraj este situată în interiorul BOP –
ului. Valvele antiretur de f oraj trebuie montate în garnitura de foraj.
Se va monitoriza presiunea pompei continuu pentru anomaliile de presiune în timpul
circulației. Inspecția periodică și întreținerea periodică bazate pe rutinele ducumentate trebuie să
fie efectuate. Verificări le vizuale pentru uzură, spălare, deteriorarea filetului și fisuri ar trebui să
fie desfășurate în mod regulat.

Doru Cătălin Constantin 201 8

36 Ansamblul de prevenitoare – elementul constă din conectorul capului de puț de sondă și gaurirea
BOP cu linia de uscidere/șoc supape. Funcția conectorului capului de evacuare a puțului este de a
preveni curgerea din gaură la mediu și pentru a asigura o legătură mecanică între forajul BOP și
la gura sondei. Funcția BOP este de a oferi capabilități de închidere și etanșare a acestora sondă
cu sau fără scule/ echipamente prin BOP.
BOP de foraj trebuie construit în conformitate cu NORSOK D -001. Trebuie efectuată o analiză
a riscurilor pentru a decide cea mai bună configurație a BOP pentru locația respectivă. Analiza
de resc ar trebui să ia în considerare următoarele condiții :
a) poziția diferitelor tipuri de prevenitoare cu bacuri
b) accesul la liniile de omorâre și a liniei duzelor
c) capacitatea de a suspenda țeava și de a reține capacitatea de închidere a bacului de
forfecare, inclusiv închiderea de urgență a bacurilor, dacă este disponibilă
d) capacitatea de a centraliza conductele înainte de închiderea bacului de forfecare
e) bac de forfe care de înlocuire
Componentele trebuie inspectate visual pentru uzura internă în timpul instalării și eliminate.
Elemntele BOP de foraj trebuie să fie activate așa cum este descries în acțiunea de control a
puțului.
Se va monitoriza presiunea p ompei continuu pentru anomalii de presiune în timpul circulației.
Inspectia periodică și întreținerea periodică bazate pe rutinele documentate trebuie să fie
efectuate.Verificările vizuale pentru uzură, spălare, deteriorarea filetului și fisuri ar trebui s ă fie
desfășurate în mod regulat.

Doru Cătălin Constantin 201 8

37 CAPITOLUL VI
METODE DE COMBATERE A MANIFESTARILOR ERU PTIVE

Dupǎ închiderea unei sonde care manifestǎ eruptiv, situația ei trebuie normalizată: fluidele
pătrunse din formațiuni se evacuează și în sondă se pompează un fluid cu densitatea suficient de
mare ca sǎ împiedice pătrunderea altui aflux și sǎ permită continu area lucrǎrilor. Se spune cǎ
sonda se omoară (se combate manifestarea). Cele douǎ operații, evacuarea afluxului și pomparea
noroiului îngreunat, pot fi efectuate separat sau în același timp. Acest lucru a generat apariția
unor metode de omorâre mai mult sa u mai puțin distincte. Dar toate metodele au la bază un
principiu: menținerea unei presiuni constante pe formațiunea care a debitat, ușor mai mare decât
cea a fluidelor din formațiune pentru ca aceasta sǎ nu mai debiteze și mai mică decât cea care ar
peric lita integritatea stratelor mai slabe. Diverse restricții, de rezistență a stratelor, a coloanei de
burlane și a instalației de prevenire a erupțiilor, disponibilitǎțile de noroi îngreunat sau de barită,
adâncimea unde se aflǎ garnitura în sondǎ, posibilit ǎțile de pompare, pot impune o reducere a
presiunii pe talpǎ. Formațiunea va mai debita un timp, dar mai puțin intens, iar operația de
omorâre se va prelungi.
Presiunea asupra formațiunii se urmărește indirect, prin intermediul unor indicații de la
suprafațǎ. Se urmǎresc presiunea la prăjini (la încărcător), presiunea la coloană și variația de
volum la habe. Cele mai simple metode, mai precise și mai utilizate de altfel, folosesc, cu
precǎdere, garnitura de prăjini ca un tub manometric. Cunoscând adân cimea ei pe verticalǎ și
densitatea noroiului din prǎjini, manometrul de la încărcător servește la controlul presiunii de la
capătul inferior al garniturii în timpul omorârii. Înălțimile și densitǎțile fluidelor din spațiul
inelar, în perioada de evacuare a lor, nu pot fi decât estimate, de aceea metodele de omorâre cu
urmǎrirea doar a presiunii la coloană și a variațiilor de volum la habe sunt mai puțin precise și
mai dificil de aplicat, mai ales atunci când secțiunea spațiului inelar nu este constantǎ, c ând
prevenitoarele sunt pe fundul mării, în prezența pierderilor de circulație. Când sapa este
înfundată, garnitura este spartă sau are capătul mult deasupra formațiunii controlate și există
posibilitatea pătrunderii gazelor în prăjini, metodele care urmăr esc presiunea la coloană și
variația volumului la habe devin utile, uneori ca metode complementare.
Efectiv, presiunea pe formațiunea care a debitat se menține constantă cu ajutorul duzei
reglabile de la manifoldul de erupție prin care se dirijează i eșirea noroiului și a afluxului pătruns
în sondă. A doua duză rămâne de rezervă.
În lucrarea de față s -au dezvoltat două metode principale de omorâre, cunoscute sub numele
de:
– Metoda Sondorului Șef;

Doru Cătălin Constantin 201 8

38 – Metoda Așteaptǎ și Îngreunează;
La prima metodă, într -o primǎ fază se evacuează noroiul contaminat din spațiul inelar
pompând în sondă noroiul existent în habe, apoi în a doua fazǎ acesta se înlocuiește cu un noroi
îngreunat pentru omorârea sondei. Procedeul este simplu de executat, dar d urează mai mult, iar
presiunile maxime de la șiul coloanei și de la suprafață sunt mai mari decât la celelalte metode.
La a doua metodǎ, noroiul contaminat din spațiul inelar se evacueazǎ simultan cu pomparea
noroiului îngreunat, dar aceasta presupune un timp de așteptare pentru îngreunare înainte de a
începe omorârea.
Indiferent de procedeul ales pentru omorâre, fluidele se pompează cu un debit mai redus, între
o treime și jumătate din debitul normal de circulație. Se reduc astfel căderile de pre siune din
spațiul inelar și se evită presiunile de pompare ridicate, iar operația este mai ușor de condus.
Fluctuațiile de presiune create prin manevrarea duzei sunt mai mici, debitele de gaze care ies prin
duză și trec prin separatoarele de gaze sunt mai scăzute, riscurile unor defecțiuni mecanice sunt
mai reduse și îngreunarea noroiului este mai comodǎ. Debitul respectiv este fixat dinainte, pentru
fiecare pompă, și periodic se măsoară presiunile de pompare la acest debit, atunci când sunt
probleme de man ifestare. De regulă, la începutul fiecǎrui schimb, se circulă câteva minute cu
debitul de omorâre și se notează presiunea de circulație, o mărime necesară în timpul omorârii.
Dacǎ vitezele de avansare sunt mari, operația se face chiar mai des. Ea trebuie e fectuată și atunci
când se schimbǎ densitatea ori vâscozitatea noroiului.
Trebuie cunoscutǎ din timp și presiunea maximǎ admisibilă la suprafață. Aceasta este
determinată de rezistența instalației de prevenire, de rezistența coloanei de burlane, de gr adientul
de fisurare a formațiunilor de la șiul coloanei, dar ș i de densitatea noroiului.
6.1 METODA SONDORULUI SEF
Metoda presupune două etape: în prima etapă se pompează un volum de noroi neîngreunat
egal cu cel al spațiului inelar pentru a evacua fluidele pǎtrunse în sondă, iar în a doua etapă se
înlocuiește tot noroiul din sondă cu unul îngreunat. Dupǎ prima etapă, sonda rǎmâne închisă, în
siguranțǎ, până când se prepară noroiul îngreunat.
Mai întâi se deschide ușor duza reglabilă și se pornește încet pompa. Se coordonează cele
douǎ operații astfel încât sǎ se mențină presiunea inițială de la coloană constantă până ce se
atinge debitul de omorâre.
Se citește pre siunea la prăjini: aceasta este presiunea inițială de circulație pic. Ea trebuie să fie
egală cu suma dintre presiunea de închidere la prăjini ppî și presiunea de circulație, pentru
învingerea frecǎrilor, la debitul de omorâre pfr.

Doru Cătălin Constantin 201 8

39 Se menține presiun ea inițială de circulație constantă până se evacuează fluidele din spațiul
inelar și la ieșire noroiul are densitatea inițialǎ.
Se oprește încet pompa și în același timp se închide duza așa fel încât presi -unea la coloană să
se mențină constantă.
Cu sonda astfel închisă, cele douǎ manometre, de la prăjini și de la coloană, trebuie sǎ arate
aceeași presiune, cea de închidere la prǎjini ppî. Dacǎ acest lucru nu se întâmplǎ înseamnă cǎ
noroiul din garniturǎ și din spațiul inelar nu au aceeași densita te ori în spațiul inelar au mai
pǎtruns gaze. Se continuă circulația până ce presiunile se egalizează. Dacǎ acestea nu sunt egale
cu cea inițialǎ de la prăjini, se recalculeazǎ densitatea noroiului îngreunat; prima valoare a fost
afec-tatǎ probabil de migr area gazelor.
Se îngreuneazǎ noroiul în habe.
Pentru a porni a doua circulație, se procedează la fel ca la prima: se deschide ușor duza și se
pornește pompa de așa manieră încât presiunea la coloană sǎ se mențină constantă, la noua
valoare.
Cu presiunea la coloanǎ constantǎ se pompeazǎ noroi îngreunat pânǎ ce aces -ta ajunge la
sapǎ. În toatǎ aceastǎ perioadǎ, în spațiul inelar se află același noroi, cel inițial, pe când în
garnitură sunt douǎ coloane de noroi cu densitǎți diferite și lungimi variabile, de aceea presiunea
la prăjini este variabilă.
Când noroiul îngreunat trece de sapă, se notează presiunea de circulație. Aceasta este dată
doar de frecǎrile din sistemul de circulație și este mai mare decât cea măsuratǎ inițial pentru cǎ
noroiul are densitatea mai mare. Frecările respective au loc în cea mai mare parte în garnitură și
în orificiile sapei. De aceea se acceptă că presiunea la prăjini trebuie sǎ rǎmână constantă în
timpul cât noroiul îngreunat urcă în spațiul inelar.
Dupǎ ce noroiul îngreunat ajunge la suprafață se oprește pompa și se închide sonda. Presiunea
la cele douǎ manometre trebuie sǎ fie zero.
Se deschide duza și se verifică dacǎ sonda debitează.
Pentru siguranță, se mǎrește ușor densitatea noroiului: la extragerea garniturii se creează o
depresiune care trebuie compensată. Uneori, cu ajutorul duzei reglabile, se asigură o
contrapresiune de siguranță, regăsită în presiunea de pompare. De regulă, se consideră că
presiunea creată de frecări în spațiul ine lar în timpul circulației, care se transmite pe formațiunea
debitoare, constituie o siguranță satisfăcătoare și noroiul se îngreunează ușor doar înainte de
extragerea garniturii.
De precizat cǎ există o oarecare întârziere între momentul reglării duze i și cel în care efectul
este observat la manometrul de la prǎjini, din cauza elasticitǎții sistemului. Întârzierea este de

Doru Cătălin Constantin 201 8

40 ordinul a șase, șapte secunde pentru 1000 m de garniturǎ. La noroaie emulsie inversă, întârzierea
poate fi mult mai mare.

Fig. 6.1. Variația presiuni lor la omorârea unei sonde cu Metoda Sondorului Șef .

Doru Cătălin Constantin 201 8

41 În figura de mai sus este redată variația presiunii la prăjini în timpul omorârii sondei.
Presiunea inițială de pompare este pic. În prima fază ea se menține constantă. În a dou a fază, pe
mǎsură ce noroiul îngreunat coboară în prăjini, pentru ca presiunea pe formațiune sǎ se păstreze
constantă, presiunea la prăjini trebuie sǎ scadǎ liniar. Dupǎ ce noroiul îngreunat trece în spațiul
inelar, presiunea la prăjini rǎmâne din nou c onstantă până la sfârșitul operației. Tot timpul
operației debitul trebuie menținut constant. Tot în aceasta figură este prezentată variația presiunii
la coloană când afluxul este un fluid compresibil .

6.1 METODA AȘTEAPTĂ ȘI ÎNGREUNEAZA
Cunoscutǎ și sub numele de Metoda Inginerului, presupune pomparea noroiului îngreunat
simultan cu evacuarea afluxului pătruns în sondă, tot cu menținerea presiunii constante pe talpă,
ușor mai mare decât presiunea fluidelor din pori. În figura 5.2 sunt ilus trate fazele acestei
metode.
Ca și la metoda anterioară, pânǎ ce începe operația de omorâre, se scurg periodic mici volume
de noroi prin duza reglabilă pe mǎsură ce gazele migrează și expandează pǎstrând presiunea
constantă la prăjini.

Fig. 5.2. Faze ale omorârii unei sonde cu Metoda Așteaptă și Îngreunează:
a – a început pomparea noroiului îngreunat; b – noroiul îngreunat a trecut în spațiul inelar;
c – evacuarea afluxului; d – evacuarea noroiului neîngreunat aflat inițial în prǎjini.
Se calcu lează densitatea noroiului de omorâre ρ 2 și cantitatea necesară de baritǎ. Se
îngreunează în habele de tragere un volum de noroi suficient pentru a începe operația
(îngreunarea poate continua și dupǎ începerea operației, dacă există posibilități de îngreun are în
paralel cu pomparea).
Se calculează presiunea inițialǎ de circulație pic, egală cu presiunea de închidere la prăjini ppî
plus presiunea pentru învingerea frecǎrilor pfr. Se trece pe fișa de omorâre valoarea pic. Când

Doru Cătălin Constantin 201 8

42 noroiul îngreunat trece d e orificiile sapei, componenta ppî se anuleazǎ. Rămâne doar cea creată
de frecǎri, care nu mai este egală cu cea inițială pentru că s -au schimbat proprietǎțile noroiului.
Se acceptă cǎ toatǎ cǎderea de presiune are loc în prăjini și în orificiile sapei, și presiunea finală
de circulație poate fi calculată cu relația:

pfc = pfr
2
1


Fig. 6.2. Variația presiuni lor la omorârea sondei prin Metoda Așteaptă și Îngreunează.

Doru Cătălin Constantin 201 8

43 Se notează pe fișa de omorâre punctul pfc la volumul interior al prăjinilor și presiunea
finală de circulație. Pe mǎsură ce noroiul îngreunat coboară în prǎjini, duza trebuie reglată astfel
încât presiunea la prăjini sǎ scadă pentru ca presiunea pe talpă sǎ se mențină constantă.
Operația începe p rin deschiderea ușoarǎ a duzei și pornirea pompei. Ele se coordoneazǎ astfel
încât presiunea inițială de închidere la coloană sǎ fie menținută constantă pânǎ se atinge debitul
de omorâre. Presiunea de pompare trebuie sǎ fie egală cu presiunea inițială de c irculație pic.
Pe măsură ce se pompează noroiul îngreunat, un volum egal cu cel al prăjinilor, se reglează
duza astfel încât presiunea cititǎ la prǎjini sǎ scadă liniar fișa de omorâre. Cum duza se deschide
mai degrabă intermitent, presiunea la prăjin i va avea o variație în trepte.
În continuare, se menține presiunea de pompare constantă, egalǎ cu pfc, până ce noroiul
îngreunat ajunge la suprafață.
Se oprește pompa treptat și se închide duza menținând presiunea la coloanǎ constantă. În
final, cele douǎ manometre trebuie sǎ arate presiunea zero.

Doru Cătălin Constantin 201 8

44
CONCLUZII
COMPARAȚII ÎNTRE METODE

În principiu, alegerea uneia sau a alteia dintre cele două metode de omorâre uzuale – Metoda
Sondorului Șef și Metoda Așteaptă și Îngreunează – este determinată de condițiile existente în
sondă și de cele de la suprafață, dar există și alte consideren te. Experiența personalului și
regulamentele contractorului și ale companiei operatoare sunt, adesea, hotărâtoare. Pentru a evita
deciziile eronate și greșelile de execuție, cauzate și de tensiunea inerentă în astfel de situații, este
de dorit ca proceduri le de urmat să fie logice, precise și cât mai simple, fără considerații teoretice
care depășesc pregătirea unui personal fără experiența unor astfel de evenimente.
Fiecare dintre cele două metode are anumite avantaje, dar unele sunt doar teoretice.
Prin aplicarea Metodei Așteaptă și Îngreunează operația durează mai puțin: se circulă un
volum egal cu cel al sondei, în timp ce Metoda Sondorului Șef presupune pomparea unui volum
egal cu cel al spațiului inelar plus unul egal cu cel al sondei. Sonda e ste sub control cu duza
reglabilă o perioadă mai scurtă. Presiunea la șiul coloanei de burlane pe care sunt montate
prevenitoarele și cea de la suprafață sunt mai mici, în primul caz, dacă, atunci când gazele ajung
în cele două puncte, în spațiul inelar a pătruns noroi îngreunat, ceea ce se întâmplă când volumul
prăjinilor este relativ mic în raport cu cel al spațiului inelar.
Avantajele amintite sunt adeseori minore. În raport cu durata de așteptare și de preparare a
noroiului îngreunat, economia de timp realizată la pompare poate fi nesemnificativă. Curățirea
proastă a sondei, lipsa de omogeneitate a noroiului, gazele rămase în urmă impun o prelungire a
duratei de evacuare a afluxului peste cea planificată. Reducerile de presiune la șiul coloanei și la
suprafață în cazul Metodei Așteaptă și Îngreunează, la sonde uzuale, nu sunt chiar așa de
importante; uneori sunt mai mici decât presiunea de siguranță aplicată la ieșire. La fluide
emulsie inversă și la cele sintetice, solubilitatea gazelor fiind fo arte mare, ele ies din soluție abia
la suprafață și presiunile maxime la cele două metode sunt practic identice.
În schimb, Metoda Așteaptă și Îngreunează are unele dezavantaje.
În sonde deviate sau orizontale și atunci când garnitura de prăjini este combinată, fișa de
omorâre este mai complicată și mai dificil de completat. Metoda Sondorului Șef nu necesită o
asemenea fișă.
Dacă pereții găurii de sondă sunt instabili, absența circulației în perioada de așteptare poate
crea probleme. La metod a Sondorului Șef, circulația începe imediat ce presiunea la prăjini și cea
de la coloană s -au stabilizat, cu noroiul inițial existent la sondă.

Doru Cătălin Constantin 201 8

45 Uneori, dacă există pierderi de circulație, la oprirea pompelor sonda continuă să debiteze un
timp deoarece presiunea aplicată pe stratul cu pierderi se micșorează (dispar căderile de presiune
create de circulație în spațiul inelar) și o parte din nor oiul pătruns în strat revine în sondă.
Fenomenul poate fi interpretat ca o manifestare eruptivă. La Metoda Așteaptă și Îngreunează,
noroiul se îngreunează în această situație, pe baza unei evaluări incorecte a presiunii stratului
care debitează și pierderi le se pot agrava. La Metoda Sondorului Șef, prima circulație are loc fără
îngreunarea noroiului, iar înaintea celei de a doua circulații situația sondei este stabilizată.
Dacă în timpul omorârii cu Metoda Așteaptă și Îngreunează se înfundă o duză a sa pei în
perioada când se urmărește presiunea la prăjini, aceasta trebuie recalculată și fișa refăcută. Într -o
sondă deviată ori cu garnitura combinată, acest lucru nu este simplu. Când se folosește Metoda
Sondorului Șef, problema este simplă: până în moment ul când noroiul îngreunat ajunge la sapă,
este suficient să se mențină constantă presiunea la coloană indiferent ce arată manometrul de la
prăjini; după ce noroiul îngreunat trece în spațiul inelar se va menține constantă presiunea
indicată de manometrul d e la prăjini.
La forajul în ape adânci există condiții favorabile (temperaturi scăzute, presiuni mari) de
formare a criohidraților din cauza răcirii noroiului în perioada de întrerupere a circulației. La
Metoda Sondorului Șef circulația se reia imedi at, când noroiul încă nu s -a răcit, și formarea
criohidraților este evitată.
Din diverse motive, legate de capacitatea de preparare a instalației ori de cantitatea de baritǎ
disponibilă, adeseori noroiul îngreunat nu poate fi pompat suficient de reped e. Pomparea unui
noroi în sondă simultan cu îngreunarea altuia nu este întotdeauna posibilă. Or, o perioadă de
așteptare îndelungată poate crea probleme, prima fiind creșterea presiunii la șiul coloanei și la
suprafață din cauza migrării gazelor. Un motiv în plus ca Metoda Sondorului Șef să fie preferată.
În sfârșit, Metoda Sondorului Șef este mai simplǎ. Ea nu necesitǎ completarea unei fișe de
omorâre. Este suficient sǎ se cunoascǎ volumul prǎjinilor și cel al spațiului inelar, convertite în
numǎr de curse la pompe, și sǎ se menținǎ constantǎ presiunea pe cele trei intervale de timp
caracteristice.

Doru Cătălin Constantin 201 8

46 BIBLIOGRAFIE