Опис свердловини № 94 Спаського родовища нафти

Вступ

У процесі буріння нафтових свердловин створюються значні техногенні навантаження на об'єкти гідро-, літо – та біосфери. В районах масового буріння свердловин виникає загроза екологічного стресу, що призводить до порушення природної екологічної рівноваги, падіння ресурсно-біогенного потенціалу біосфери, деградації компонентів природного середовища (різке зменшення запасів риби, забруднення ґрунтів і водяних об'єктів тощо). Це спричинюють:

- низький рівень екологічної безпеки технологічних процесів;

- недостатня свідомість виконавців робіт;

- незадовільний рівень контролю забруднення з боку екологічних служб;

- низький рівень економічної та моральної відповідальності за заподіяну природі шкоду.

Можливі причини найбільш сильної негативної дії на природні системи обумовлені виникненням викидів при буріння свердловин та їх освоєнні, порушенням герметичності колони, поривів трубопроводів бурового майданчику.

Досить сильно забруднює навколишнє середовище нафта і нафтопродукти, які надходять на поверхню землі як компонент бурових розчинів, при випробуванні свердловин або в результаті аварій. Під час буріння свердловини негативний вплив на ґрунти, поверхневі і підземні води має буровий розчин. Тому особливу увагу необхідно приділяти тампонажним роботам для запобігання перетокам флюїдів.

Заходи по мінімізації відходів можуть включатись у проекти розробки родовищ з врахуванням місцевих природних умов і технологічних особливостей розробки родовищ. Чим довше експлуатується бурова або промислове обладнання, тим більше об’єми утворення відходів, різноманітніший, складніший їх компонентний склад. Комплекс природозахисних робіт вибирають з урахуванням особливостей природно-кліматичних та ґрунтово-ландшафтних умов спорудження свердловин і проектної технології буріння свердловин. Для буріння свердловин треба використовувати бурові розчини і технологічні рідини, які є екологічно чистими або які характеризуються мінімальними забруднювальними властивостями.

В процесі будівництва та експлуатації об’єкту необхідно впровадити комплекс охоронних заходів:

1) максимально зберегти рослинність на прилягаючій території

2) обов’язково налагодити роботу по контролю аварійних ситуацій

Відновлювальні заходи, виходячи зі специфіки об’єкту, стосуються виключно нормалізації стану окремих компонентів довкілля та стабілізації ситуації. Найголовніші з них наступні:

– усунення впливу змін геологічного та водного середовища;

– рекультивація порушених земель після спорудження свердловини;

– дотримання технологічного регламенту (правила спорудження

об’єкту та правильне використання техніки і технічного забезпечення).

1. Основна частина

1.1 Загальна характеристика свердловини №94 Спаського родовища

свердловина природній середовище забруднення

1.1.1 Фізико-географічна характеристика розміщення бурового майданчика

В адміністративному відношенні нафтове родовище розташоване на території Долинського і Рожнятівського районів Івано-Франківської області. Основними населеними пунктами району є міста Долина, Рожнятів, села Спас, Лоп’янка, Струтинь, Верхній Струтинь, Ясиновець, Іваниківка, Дуба, Рипне. Рельєф району спокійний, абсолютні відмітки поверхні коливаються у межах 572–579,7 м.

В зоні бурового майданчика відсутні будівельні, зрошувальні та осушувальні споруди, промислові підприємства. Характеристика майданчика наведена в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Характеристика майданчика

Майданчик відповідає нормам санітарної та протипожежної безпеки.

Загальний стан навколишнього природного середовища в зоні бурового майданчика задовільний.

Клімат району помірно-континентальний з помірними температурами і підвищеною вологістю.

Середньорічна температура коливається від плюс 5 °С до плюс 7 °С. Середньорічна кількість опадів випадає в межах від 890 мм. Пересічна висота снігового покрову становить від 44 до 80 см. Середньорічна температура становить плюс 7,2⁰ С. Мінімальна температура найхолоднішого місяця року (січень) становить мінус -16,5⁰ С, максимальна – найтеплішого місяця (липень) становить плюс 28,9⁰ С. Кліматична характеристика і коефіцієнти, які визначають умови розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі, приведені в таблиці (табл. 1.2) [3].

Таблиця 1.2 – Кліматологічна характеристика і коефіцієнти

Територія родовища відноситься до Карпатського гірського зоогеографічного округу, який є складовою частиною Західно-Європейської провінції Європейсько-Обської підобласті Палеарктики. Ландшафтно-фауністичний комплекс перехідний від передгірного до гірсько-лісового.

В цілому, в водоймах та на суші постійно або тимчасово мешкають близько десяти видів риб, земноводних, плазунів, декілька десятків видів птахів та ссавців. Для запобігання попадання риби на водоприймальному пристрої водозабору технічної води на річці передбачено гратки – вловлювачі.

Досить різноманітний видовий склад на даній ділянці і орнітофауни. Серед її представників можна зустріти горобців, ворон, сорок, сов, зозуль, денних хижаків, дрімлюг, сиворакш, дятлів та численні види горобиних. Негативний вплив господарської діяльності для птахів найбільше проявляється у шумовому забруднені та порушенні місць їх традиційного гніздування.

Серед ссавців можна відмітити таких представників: заєць, польовка, косуля, дикий кабан, лисиця, ласка. Основним негативним впливом для них є зменшення місць перебування, шум від роботи механізмів та агрегатів та небезпека від працюючих механізмів. На тваринний світ проектована діяльність здійснює опосередкований вплив серед яких важливе місце посідає шумове забруднення при будівництві свердловин. При експлуатації вплив на тваринний світ буде зведено до мінімума – присутністю на проектному об’єкті людей (працівників) та споруд облаштування свердловин.

Щодо узагальненої характеристика природно-заповідного фонду, флори і фауни то цінні лісові і заповідні рослини в межах СЗЗ відсутні. Немає також в наявності на землях, що прилягають до території майданчика, рідкісних і зникаючих видів рослин, які охороняються. В межах території, що прилягає до майданчика, відсутній природно-заповідний фонд, немає цінних мисливських видів фауни, мисливських угідь, рідкісних та зникаючих видів тварин.

Гідрографічна сітка на площі представлена ріками Дуба і Чечва з їх притоками Манявкою, Гривою, Ценявою, Смерекою, Ясиновцем та багатьма іншими малими річками і потоками. У північно-західній частині площі протікають притоки р. Свічі-Саджава, Сивка, Турянка. Всі ріки належать до басейну ріки Дністер. Ріки протікають навхрест простягання Карпат. В зоні Зовнішніх Карпат відзначаються великими нахилами і бурною течією, часто зустрічаються водоспади. Виходячи на Передгір’я, ріки утворюють широкі долини. Рівень води у ріках непостійний і залежить від пори року [1].

На родовищі четвертинні відклади представлені суглинком коричневим, твердим, щебенюватим, пухким. Зведений інженерно-геологічний розріз до глибини 6 м за даними інженерно-геологічних вишукувань має такий вигляд:

ІГЕ-1 – насипний шар із галечникового грунта з грунто-рослинним шаром;

ІГЕ-2 – грунтово-рослинний шар, пухкий тугопластичний;

ІГЕ-3 – суглинок коричнево-бурий тугопластичний по тріщинах з гумусом, пухкий;

ІГЕ-4 – суглинок коричнево-сірий з прошарками супісків.

Підготовчі роботи до будівництва свердловини передбачають планування площі майданчика, влаштування систем дренажу, прокладання технологічних і побутових трубопроводів з їх термоізоляцією, установку пожежних гідрантів. На ділянці будівництва свердловини визначені технологічний майданчик для буріння свердловини та комплекс обладнання для приготування бурового розчину, зони для інвентарних вагончиків майстра, житлових вагончиків, вагончики соціальної сфери, котельні, амбарів для бурового шламу. Грунти на майданчику будівництва представлені грунтово-рослинним суглинистим шаром. Максимальне промерзання грунту 0,8 м. Тривалість опалювального періоду в рік – 184 дні. Тривалість зимового періоду в рік – 101 день. Азимут переважаючого напрямку вітру – 270–315 град. Максимальна швідкість вітру 15 м/с. [3].

1.1.2 Характеристика геологічного середовища

В геологічній будові Спаського родовища приймають участь осадові утворення крейдової, палеогенової, неогенової, антропогенової систем.

Промислове скупчення нафти і розчиненого газу звязані з відкладами верхньомінілітової підсвіти менілітової світи олігоцену.

Спаська площа, згідно тектонічного районування Українських Карпат розташована в 1 ярусі складок в Бориславо-Покутській зоні Прикарпатського передового прогину. Ця зона є складно-побудований антиклінарій, сформований із системою переважень антиклінальних складок, складена палеогеновим і крейдовими флісами і міоценовими хасами. Спаська складка, з якою звязане родовище, перекривається Лопянецькою складкою Берегової світи.

Тут виділяють також складки Верхньо-Струтинська, Оболонська, Нижньо-Струтинська. Продуктивний горизонт залягає на глибині 1044–3000 м, складений туфітами, аргілітами, алевролітами, пісковиками. Товщина його змінюеться від 39 до 154 м.

Піщано-аргілітовий горизонтт підвищеного опору складений в основному темно сірими і чорними аргілітами з прошарками і лінзами пісковиків і алевролітів товщиною від десятків сантиметрів до 2–3, а деколи до 8 м. Згідно даних промислово геофізичних досліджень горизонт підрозділяється на 13 умовних пачок (зверху вниз): аргілітову, А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, підвищеного опору, а, б, в, г. У всіх пачках, крім аргілітової виділяються продуктивні пласти-колектори-пісковики і алевроліти.

Туфітовий горизонт чітко просліджується в розрізі верхньоменілітової підсвіти. Майже у всіх свердловинах він продуктивний, представлений туфітами – тріщинами колекторами.

В результаті господарської діяльності людини, зокрема внаслідок видобування нафти, геологічне середовище зазнало значних змін.

Вплив на геологічне середовище заключається в можливій фільтрації бурового та тампонажного розчинів, зміні хімічного складу підземних вод та фільтраційно-ємкостних параметрів порід, утворення техногенних відкладів.

Для зменшення та запобігання шкідливого впливу проектованої діяльності на геологічне середовище проектом передбачено наступні заходи:

– спорудження свердловини проводиться у відповідності з технологічним регламентом;

– конструкція свердловини, яка забезпечить безаварійність технологічного процесу, а саме: попередження розмиву устя свердловини та ізоляція грунтових вод завдяки спуску направлення до глибини 12 м та спуску кондуктора до глибини 150 м, з метою перекриття верхніх водоносних горизонтів і захисту їх від забруднення фільтратом бурового розчину при буріння під проміжну колону;

– для попередження перетоків флюїдів і пластових вод в заколонному просторі цементний розчин за всіма обсадними колонами піднімається до устя свердловини;

– густина бурового розчину передбачається такою, щоб гідростатичний тиск стовпа бурового розчину перевищував пластовий тиск на 7%;

– для запобігання викиду пластових флюїдів на усті свердловини при бурінні під експлуатаційну колону встановлюється противикидне обладнання на проміжну колону-превентор типу ППГ-280/80х21;

– враховуючи гідрогеологічні умови майданчика під будівництво свердловини (фізико-механічні властивості ґрунтів, низький коефіцієнт фільтрації ґрунтів), для запобігання просочування стічних вод в горизонт ґрунтових вод споруджено амбари глибиною 3 м з влаштуванням по всій площі амбарів протифільтраційного глинистого екрану, з коефіцієнтом фільтрації що не перевищує значення 10–6 см/сек. [3].

1.1.3 Характеристика покладів нафти Спаського родовища

Геологорозвідувальні роботи на площі Спас проводились в 1958–1964 р.р. В 1959 р. із пошукової свердловини 1-Сп був одержаний приплив з дебітом 28 т/добу на 11 мм. штуцері із верхніх менілітових відкладів..Видобуток нафти на родовищі розпочато в грудні 1960 р. Експлуатацію родовища спочатку здійснював Рожнятівський нафтопромисел НПУ «Долинанафта», а на сьогоднішній день НГВУ «Долинанафтогаз».

В промислову розробку родовище введено в 1966 році згідно з Приказу Міннафтопрома Ї437 від 16.08.1966 року в відповідності з техноглогічною схемою складеною ЦНДЛ обєднання «Укрнафта».Перший підрахунок запасів був зроблений в 1964 році на базі даних двох розвідувальних свердловин і затверджений в ДКЗ СРСР 11.06.1965 року.

В1990 р. затверджені ДКЗ СРСР запаси нафти по категорії С1 в кількості: початкові балансові 14186 тис. т (в т.ч. по Спаській складці 13617 тис.т.), початкові видобувні 2010 тис.т. (в т.ч. по Спаській складці 1975 тис. т.). В результаті перерахунку в 1989 році балансові запаси нафти категорії С1 по верхньоменілітовому покладу Спаськоі складки зменшились на 40%, видобувні на 62%.

Основною причиною зменшення балансових запасів верхньоменілітового покладу Спаської складки є скорочення площі нафтоносності. Закачка води проводиться на родовищі з 1968 року, для цих цілей використовується прісна вода з річки Чечви і попутна пластова вода яка видобувається разом з нафтою. Промислово-нафтоносними відкладами є верхньоменілітовий. Глибина залягання їх 1044–3000 м. Колекторами нафти являються туфіти і пісковики, що мають низькі колекторські властивості.

Нафта Спаського родовища рухлива (вязкість 1,9*10–3 МПа) з невеликим вмістом газу (76 м³ /м3), високопарафіниста (9,4%). Початковий пластовий тиск по покладу приведений до відмітки 1000 м. складав 13 МПа., тиск насичення газом -10,9МПа. За станом на 01.01.1991 р. із родовища добуто 1369,4 млн. т.нафти, 543,7 тис.т. води, 285,4 млн. м3 газу, закачано 5871,3 тис. м3 води. Поточний коефіціент нафтовіддачі по родовищу рівний 0,097. Кількість розчиненого в нафті газу складає 76 м³ /м3, що відповідає тиску 11,1 МПа. Для покладу Спаської складки тиск насичення приймається 11,1 МПа, газовміст пластової нафти 76 м³ /м3, або 90 м³ /т.

У відповідності з прийнятим значенням тиску насичення, відповідно залжностям були встановлені середні для родовища параметри: обємний коефіцієнт 1,2334, вязкість 1,9 мПа*с, густина 0,728 т/м3. Нафта Спаської складки відноситься до середніх по молекулярній вазі і вязкості, малосірчана, смолиста і високопарафіниста. По хімічному складу нафти належить до групи метано-нафтенових нафт з метановою основою. Нафта верзньо- і нижньоменілітових відкладів підвернутого крила Лопянецької складки по своїм фізико-хімічним властивостям подібна з нафтою Спаської складки. Водонасиченість верзньо-менілітових відкладів Спаської складки встановлена на невеликих ділянках в Спаському блоці (в туфітовому горизонті, в пластах «А+Б»), в Нижньо-Струтинському (в пластах б і г), в Струтинському (в пластах Ж, а, б, в, г) блоках. В Ольховському блоці відклади верхньоменілітової підсвіти повністю обводнені. Вода верхньоменілітової підсвіти Спаської складки відноситься до хлоркальцієвого типу (по В.А. Суліну). Мінералізація її 55–92 г./л, густина 1,035–1,058 т/м3, коефіціент метаморфізації 0,96–1,01 [3].

1.2 Загальні відомості про будівництво свердловини №94 Спаського родовища

Сучасна бурова установка – це невелике промислове підприємство. Тут є своя силова підстанція, установка для приготування глинистого і тампонажного розчину, бурова вишка та деяке інше обладнання, яке необхідне для спуску і підйому бурильних труб.

Конструкцію свердловини №94-Спаського родовища передбачено згідно з діючими нормативними документами з врахуванням гірничо-геологічних умов проводки свердловин на даній площі, економічних міркувань, природоохоронних вимог, а також з огляду на технології будівництва глибоких свердловин.

Кількість і глибину спуску колон визначено виходячи з умов можливості успішного проведення розкриття горизонтів, які складають розріз свердловини, вимог щодо охорони надр і навколишнього середовища при існуючих технологіях.

Свердловиною називають гірську циліндричну виробку, що споруджується без доступу в неї людини і діаметр якої в багато разів менший від довжини.

Початок свердловини називається устям, циліндрична поверхня – стінкою або стволом, а дно – вибоєм. Відстань від устя до вибою по осі ствола визначає довжину свердловини, а по проекції осі на вертикаль – її глибину.

Свердловини бурять вертикальні і похилі. В останньому випадку свердловину примусово викривляють згідно раніше запроектованого профілю. Свердловини бурять ступенево, зменшуючи діаметр від інтервала до інтервала. Початковий діаметр нафтових і газових свердловин, як правило, не перевищує 900 мм, а кінцевий рідко буває меншим 165 мм. Глибини свердловин коливаються в широких межах: від декількох сотень до декількох тисяч метрів. Усі види робіт, які входять у цикл будівництва свердловини, поділяються на:

1. Підготовчі роботи до монтажу бурового обладнання (планування майданчика під бурову, проведення підїздних доріг, прокладення водопроводу, підвід електроліній, телефонного зв'язку);

Монтаж бурового обладнання (встановлення фундаментів і блоків обладнання на них, обв'язка обладнання, захист вишки та обладнання).

2. Підготовчі роботи до буріння свердловини (встановлення направлення; оснащення талевої системи; буріння під шурф і встановлення в ньому труби; монтаж і випробування пристосувань малої механізації, що прискорюють і полегшують процес виконання робіт; приєднання б) фового шланга до вертлюга і стояка; підвішування машинних ключів; перевірка приладів; центрування вишки, перевірка горизонтальності ротора);

3. Буріння свердловини, кріплення її стінок обсадними колонами і розмежування пластів;

4. Вторинне розкриття продуктивного пласта (при перекритому колоною пласті), випробування, освоєння і здача свердловини в експлуатацію;

5. Демонтаж бурового обладнання;

6. Перевезення обладнання на нову точку.

Усі види робіт на етапах 1,2,3,6 і 7 виконуються вишкомонтажниками, на етапі 4 – буровими бригадами, а на етапі 5 – бригадами для дослідження та освоєння свердловин[6].

На рисунку 1.1 як приклад, зображено схему установки для буріння нафтових та газових свердловин (рис. 1.1)

Поглиблення свердловини здійснюється шляхом руйнування породи на всій площі вибою (без відбору керну) або на його периферійній частині (з відбором керну). В останньому випадку в центрі свердловини залишається порода (керн), яку періодично піднімають на поверхню для вивчення пройденого розрізу порід.

Залежно від характеру руйнування порід та глибини виробок застосовують такі способи буріння:

1) механічні – ударний, обертовий, вібраційний, ударно-обертовий, коли породи руйнуються під впливом на них породоруйнівних інструментів;

2) фізико-хімічні – термічний, вибуховий, гідравлічний, електрогідравлічний, ультразвуковий та ллазмовиї.

Найчастіше буріння виконують механічними способами, з другої групи практично застосовують термічний (вогневий) спосіб. Зруйнований ґрунт (буровий дріб'язок, шлам) видаляють з виробки за допомогою глинистого розчину чи води, струминою стисненого повітря, шнековими пристроями, желонками та іншими пристроями, які вибирають залежно від способу буріння, глибини виробки та виду грунту.

Рисунок 1.1 – Схема установки для буріння нафтовихта газових свердловин обертовим способом.

Буріння свердловини здійснюється з допомогою спеціальних бурових установок як на суші, так і на морі, як приклад установок зображено на рисунку (рис. 1.2).

Стінки свердловин у слабких, пухких та насичених водою ґрунтах закріплюють сталевими обсадними трубами. Колони обсадних труб збирають з ланок 1,5…4,5 м завдовжки, з'єднаних муфтами, ніпелями або вгвинчуванням.

Рисунок 1.2 – Бурові установки

Обладнання та інструмент для буріння шпурів і свердловин:
а – бурильний молоток; 6 – ручне електросвердло; в-форми головок бура; г – схема ручного термобура; д – бури ручні; е – самохідна установка колонкового буріння; є – робочі наконечники; 1 – трубки, зварені у рамку; 2 – циліндр; З – буротримач; 4 – глушитель шумів; 5 – поворотна рукоятка; 6 – повітряний шланг; 7 – патрубок; 8 – корпус; 9 – ручка; 10 – електрокабель; 11 – патрон; 12 – верхня кришка; 13 – сопло; 14 – камера згоряння; 15


29-04-2015, 00:56