Обеспечение безопасности на стадиях освоения месторождений нефти и газа. Тема 6

1.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Тема 6
«Обеспечение безопасности
на стадиях освоения
месторождений нефти и газа»
Старший преподаватель
к.г.-м.н. Глебова Л.В.

2. 2. Техногенное воздействие на компоненты ГС

В соответствии с проектной
и технической документацией
при освоении месторождений УВ
сырья (сооружение скважин;
добыча сырья; сбор и первичная
подготовка; транспортировка газа,
нефти и нефтепродуктов),
учитывая геологические
особенности на месторождениях,
источники техногенного
воздействия на компоненты
геологической среды
(литосфера, гидросфера,
атмосфера, биосфера)
должны сводиться к минимуму.

3. 3. Источники техногенного воздействия

Источники техногенного
воздействия на литосферную среду
представлены
параметрическими, разведочными,
эксплуатационными, артезианскими,
нагнетательными скважинами,
а также сетью газонефтепроводов,
автомобильных и железных дорог,
ЛЭП, газокомпрессорными
станциями
и др. промышленными объектами,
влияющими на массивы горных
пород и др. компоненты природной
среды.

4. 4 . Оценка техногенной нагрузки

Оценка техногенной нагрузки
на компоненты природной среды,
формирование инженерногеологических процессов
и степень негативного влияния
на природную и техническую
подсистему,
определяет,
насколько безопасным является
подземное сооружение (скважина).

5. 5. Безопасность ведения строит-монтажных работ

Вид
Техногенного воздействия
Механизм
воздействия
Объект
воздействия
Перечень проводимых
мероприятий в процессе СМР
Подготовительные работы:
планировка площадки,
строительная и дорожная
техника, автотранспорт,
строительство подъездных
дорог, монтаж блоков
буровой установки, монтаж
систем обезвреживания
отходов. Обустройство
жилого городка, обвязка
трубопроводов,
строительство ЛЭП,
строительство и обвязка
санитарно-бытовых
помещений, строительство
складов для химреагентов и
ГСМ
Разрушение верхних
частей литосферы.
Выхлопные газы,
шум и вибрация
строительной и
дорожной техники.
Механическое
воздействие и
загрязнение почв.
Гарь от сварочных
аппаратов.
Загрязненные
поверхностные и
грунтовые воды.
Химреагенты,
хозбытовые сточные
воды и твердые
бытовые отходы.
Почвеннорастительный
покров участков,
отведенных под
строительство
буровых и жилых
городков.
Атмосфера.
Поверхностные и
подземные воды.
Животный и
растительный мир.
Работники бригад и
местное население
Снятие плодородного слоя,
планировка площадки.
Сооружение складов, сараев и
навесов для раздельного хранения
сыпучих и жидких химреагентов
и ГСМ. Строительство
гидроизоляционных площадок из
бетонных плит под все блоки
буровой установки. Увлажнение в
сухую погоду площадок и
обработка для снижения
эрозионных процессов.
Обустройство специальной
площадки с твердым покрытием
для временного сбора и
накопления отходов.
Обустройство и обвязка системы
водоснабжения и слива.

6. 6. Безопасность бурения и крепления скважин

Вид
техногенного воздействия
Механизм
Воздействия
Объект
воздействия
Перечень мероприятий для природной
среды в процессе бурения и крепления
Устье скважины.
Блоки буровой установки: насосный
и силовой, приготовления буровых
растворов, очистки
циркуляционной системы, ГСМ,
емкости запаса глинистого раствора.
Система сбора отходов бурения
(шлам, сточные воды, отработанные
растворы). Двигатели внутреннего
сгорания.
Химреагенты и добавки к буровым
растворам.
Твердые хозяйственно-бытовые
отходы и сточные воды из жилого
городка. Загрязненные дождевые
воды. Не перекрытые обсадными
трубами неустойчивые и
газонефтеводоносные пласты.
Цементирование.
Выхлопные газы
автотранспорта и
спецтехники.
Шум и вибрация
работающих агрегатов.
Механическое и
химическое воздействие
отработанного бурового
раствора на лито- и
гидросферу.
Межпластовые перетоки.
Приготовление
цементного раствора.
Загрязнение и
кольматация
продуктивных горизонтов
буровым и цементным
раствором.
Атмосфера.
Животный и
растительный
мир.
Поверхностны
е и подземные
воды.
Поверхностны
й слой и
массив горных
пород.
Работники
бригад и
местное
население.
Раздельное хранение сыпучих и жидких
химреагентов в специальной таре на
складах. Наличие гидроизоляционных
площадок из бетонных плит под все
блоки буровой установки. Увлажнение в
сухую погоду площадок и обработка для
снижения эрозионных процессов.
Наличие специальной площадки с
твердым покрытием для временного
сбора и накопления отходов, как на
буровой, так и в жилом городке.
Обустройство и обвязка системы
водоснабжения и слива.
Применение безамбарного способа
бурения.
Своевременная детоксикация отходов
биопрепаратом «Деворойл» и
утилизация. Правильный выбор
конструкции скважины и способ
цементирования.

7. 7. Безопасность при испытании и освоении скважин

Изменение инженерногеологических условий
в прискважинной зоне пластов
и в массивах горных пород
происходит
в процессе испытания пластов
в открытом стволе скважины
и при освоении в обсаженном
стволе.
В результате испытания
получаемый агрессивный флюид
оказывает очаговое воздействие
на грунты, подземные и
поверхностные воды.

8. 8. Безопасность при испытании скважин

Вид
воздействия
Механизм
воздействия
Объект
воздействия
Перечень мероприятий в процессе
освоения скважин
Обсадные колонны.
Фонтанная арматура,
продувочные отводы,
факельная установка.
Двигатели внутреннего
сгорания.
Флюид, получаемый при
(освоении) испытании,
минерализованные
пластовые воды.
Флюид при аварийных
выбросах.
Твердые хозяйственнобытовые отходы и
сточные воды из жилого
городка.
Загрязненные дождевые
воды.
Целостность и
герметичность колонн.
Качество
цементирования.
Выхлопные газы
спецтехники.
Шум и вибрация
работающих агрегатов.
Химическое
воздействие кислотой
на дневную
поверхность и
испытуемый объект.
Межпластовые
перетоки. Загрязнение
и кольматация
продуктивных
горизонтов.
Атмосфера.
Нарушение
Растительного
покрова,
местообитания
и миграций
животных.
Поверхностны
е и подземные
воды.
Поверхностны
й слой и недра.
Работники
бригад и
местное
население.
Хранение химреагентов в специальной
таре на складах.
В специальном сарае ГСМ.
Наличие гидроизоляционных площадок
из бетонных плит под все блоки буровой
установки. Увлажнение в сухую погоду
площадок и обработка для снижения
эрозионных процессов.
Наличие специальной площадки с
твердым покрытием для временного
сбора и накопления отходов, как на
буровой, так и в жилом городке.
Интенсификацию пластов производить по
специально разработанной системе, с
оптимальной концентрацией кислоты.
Своевременная детоксикация отходов
биопрепаратом «Деворойл» и утилизация
отходов.

9. 9. Безопасность при демонтаже бурового оборудования

Демонтаж основного и дополнительного
оборудования:
-удаление гидроизоляционных покрытий,
-зачистка территории от металлолома и
строительного мусора,
-вывоз бурового раствора для повторного
использования,
-утилизация произв-нно-технических отходов,
-засыпка земляных амбаров с проведением
предварительной нейтрализации отходов,
-устранение замазученности при демонтаже
складов ГСМ,
-проведение технической рекультивации
нарушенных земель,
-биологической рекультивации.

10. 10. Безопасность при эксплуатации скважин

Вид
Техногенного
воздействия
Механизм
Воздействия
Объект
Воздействия
Мероприятия в
процессе
функционирования
скважин
Эксплуатационные
скважины,
автотранспорт и ГСМ,
углеводородное сырье
(нефть, газ, конденсат),
нефте и газопроводы,
УППГ, промысловое
оборудование, соляная
кислота, коррозия
обсадных труб,
насосные станции,
тепловое и
радиационное
воздействие
Целостность и
герметичность обсадных
колонн. Качество
цементирования.
Выхлопные газы
автотранспорта.
Шум и вибрация
работающих агрегатов.
Межколонные и
заколонные перетоки,
интенсификация добычи
сырья – солянокислотная обработка,
сгорание попутного газа
Атмосфера.
Нарушение
Растительного
покрова,
местообитания и
миграций животных.
Поверхностные и
подземные воды.
Поверхностный слой
и недра, местное
население.
Обсадка ПТС
коррозионно-стойкими
обсадными трубами,
герметичность
конструкции,
оборудование очистных
сооружений,
использование
ингибиторов коррозии
для НКТ, обсадных
колонн, трубопроводов
и наземного
оборудования

11. 11. Длительная эксплуатация скважин

способствует развитию техногенеза в
следующих направлениях:
Геологические процессы и явления:
-Деформация (проседание) поверхности земли,
-активизация тектонических разломов и
развитие техногенных землетрясений
с амплитудой от 2 до 4 баллов,
В результате падения Рпл и изменения
напряженного состояния в массивах горных пород
активизируется ползучесть соляных структур с
деформацией вплоть до смятия конструкций скв.
Перестройка гидродинамического режима:
-образование грифонов,
-обводнение отдельных скважин,
в дальнейшем, всего месторождения.

12. 12. Безопасность при консервации и ликвидации скв

Безопасность достигается путем
установления порядка и технических требований
по переводу ликвидируемых скважин в
состояние,
обеспечивающее сохранность месторождений,
безопасность жизни и здоровья населения,
охрану окружающей природной среды, зданий и
сооружений,
а при консервации – сохранность скважин на все
время консервации.
Особую опасность представляют
строящиеся, эксплуатирующиеся и
ликвидированные скважины,
в продукции которых содержатся агрессивные и
токсичные компоненты –
источник воздействия природного состава.

13. 13. Ликвидация скважин

Все ликвидируемые скв-ны подразделяются на 4 категории:
I – скважины, выполнившие свое назначение,
II – ликвидируемые по геологическим причинам,
III – по техническим причинам,
IV – по технологическим, экологическим и другим причинам.
Ликвидация скважины с межколонными давлениями,
заколонными перетоками допускается только после их
устранения по плану работ, согласованному с
территориальным органом Ростехнадзора РФ.
При ликвидации скважин необходимо иметь
заключение ГИС о техническом состоянии скважин,
наличии и качестве цемента за обсадными колоннами,
основных источников притока, их местоположения и
емкостно-энергетической характеристики

14. 14. Безопасность ликвидации и консервации

Вид
Техногенного
воздействия
Механизм
воздействия
Объект
воздействия
Перечень мероприятий в
процессе ликвидации
(консервации) скважин
Все скважины,
автотранспорт и ГСМ,
углеводородное сырье
(нефть, газ, конденсат),
нефте и газопроводы,
УППГ, обсадные
колонны,
ФА,
задвижки высокого
давления,
аварийные ситуации,
коррозия обсадных
труб,
минерализованная вода
Целостность и
герметичность
обсадных колонн.
Качество
цементирования.
Выхлопные газы
автотранспорта.
Шум и вибрация
работающих
агрегатов.
Межколонные и
заколонные перетоки
Атмосфера.
Нарушение
растительного
покрова,
местообитания и
миграций
животных.
Поверхностные и
подземные воды.
Поверхностный
слой и недра,
местное население
Проверка герметичности
колонны,
установка ликвидационных
цементных мостов,
использование ингибиторов
коррозии для обсадных
колонн и наземного
оборудования,
ствол скважины заполняется
буровым раствором,
обеспечивающим
противодавление на пласт,
верхняя часть скважины
заполняется незамерзающей
жидкостью

15. 15. Установка цементных мостов

1 – Цементный мост
2 – интервалы перфорации
Корродированная часть эксплуатационной
колонны может быть
перекрыта дополнительной эксплуатационной колонной с
последующим цементированием и опрессовкой.
Ликвидация скважин со смятой эксплуатационной
колонной достигается путем установки цементных мостов
в интервалах перфорации и смятия колонн.
Существует традиционный способ установки
цементных мостов внутри эксплуатационной колонны,
но, учитывая геологические особенности месторождения,
флюидопроводящие каналы и заколонные перетоки,
этот способ является малоэффективным,
поэтому рекомендуется применять способ ликвидации
скважин - с удалением части обсадных колонн.

16. 16. Восстановление природных свойств покрышки

1. Цементный мост высотой 100 м.
2. Природная покрышка
3. Зона перфорации
4. Зона продавливания цемента
Цементный мост устанавливается в
продуктивном горизонте и его покрышке,
предварительно освободив ствол скважины от
эксплуатационной колонны, цементного камня
и части массива г. п.
путем фрезерования специальным оборудованием.
Под давлением устанавливается
ликвидационный мост
на основе безусадочных коррозионностойких
материалов,
тем самым восстанавливая природные свойства
покрышки,
обновляя цементное кольцо и перекрывая переточные
каналы.

17. 17. Обеспечение надежной безопасности

1. Цементный мост высотой 100 м
2. Нетвердеющий вязкопластичный
тампонажный материал
3. Цементный мост
4. Зона перфорации
В скважинах, простоявших более 50 лет,
цементный камень практически отсутствует,
он превратился в крупногранулированную массу,
не способную изолировать техническую систему.
Применяется нетвердеющий вязкопластичный
тампонажный материал и твердеющий тампонажный
цемент.
Для обеспечения надежной крепи
устанавливаются ликвидационные мосты
из непроницаемых природных материалов,
не подвергающихся коррозии,
обладающих повышенными деформационными
свойствами, пластичностью и вязкостью.

18. 18. Нетвердеющий пластам

В «ЗапСибНИПИ» разработаны
нетвердеющие тампонажные материалы и
названы пластамами.
Способ изоляции основан на
последовательной закачке в колонну
цементного раствора
для создания опорного неподвижного
цементного моста,
после чего закачивают нетвердеющий
тампонажный материал (пластам)
и выше устанавливается цементный
мост.
1. Цементный мост высотой 100 м
2. Нетвердеющий вязкопластичный
тампонажный материал
3. Цементный мост
4. Зона перфорации

19. 19. Индивидуальный подход

1. Цем. мост высот 200 м
2. Зона перфорации
3. Пакер-пробка
Индивидуальный подход к ликвидации сверхглубоких
скважин.
При испытании трех перспективных интервалов
необходимо разобщить объекты путем установки
металлических пакер-пробок (Астраханское месторождение).
После испытания каждого объекта для разобщения
интервалов перфорации устанавливались пакер-пробки
ф-мы «Халибертон», толщиной 0,64 м.
Всего было установлено две надежные пакер-пробки.
При ликвидации скважины, как выполнившей свое
назначение,
было принято решение оставить пакер-пробки,
а над верхними интервалами перфорации,
учитывая глубину и дебит притока,
установить ликвидационный цементный мост высотой 200 м.

20. 20. Наземное оборудование

Для достижения безопасности
грунтов,
почвенно-растительного слоя
и атмосферы
устье скважины оборудуется наземным
(устьевым) оборудованием с отводами
для манометров,
металлическим ограждением
и металлической табличкой
с информацией (название площади, № скв,
дата ликвидации и др. данные).

21. 21. Анализируем прослушанный материал

На каких этапах необходимо обеспечить безопасность
технологических процессов:
- строительно-монтажные работы,
- бурение и крепление,
- испытание и освоение,
- демонтаж бурового оборудования,
- эксплуатация скважин,
- консервация и ликвидация.