 |
4. Розрахуємо очікуваний тиск на вибої під час ГРП при чотирикратному рості приймальності за формулою (3.2.7). Для цього спочатку розрахуємо tgb за формулою (3.2.8) значення
 |
Очікуваний максимальний тиск під час ГРП
Ррм =1,06 . Рр4 = 1,06 . 47,034 = 49,86 МПа
 |
5. Визначимо очікувану максимальну витрату рідини для ГРП за формулою (3.2.15), прийнявши Аq=6,7 для рідини в’язкістю mр.п = 40 мПа . с
6.Розрахуємо тиск на гирлі свердловини (на насосних агрегатах) під час нагнітання в пласт рідини розриву за рівнянням (3.2.16)
Рр.г. = Рр. m + Ргс.т. + Рвтр .
 |
7.Гідравлічні втрати складаються з втрат у 89 міліметрових трубах і втрат у 168 міліметровій колоні. Розрахуємо їх для турболентного режиму в трубах
і в обсадній колоні:
 |
Отже гідравлічні витрати:
Рвтр .=Рвтр.т. +Рвтр.к =8,92+0 = 8,92 Мпа
Таким чином, за формулою (3.2.16)
Рр.р.г = 49,86 – 18,34 + 8,92 = 40,44 МПа
9. Визначимо тиск під час нагнітання в пласт буферної рідини. Для цього спочатку розрахуємо гідравлічні втрати в НКТ і в колоні за такими ж формулами, що й під час нагнітання рідини розриву. Аналізуючи розрахунки п.7 бачимо, що гідровитрати під час нагнітання в’язкої рідини з mб.р = 40 мПа× с і rб.р = 1000 кг/м3 будуть більші ніж при нагнітанні води:
(mб.р )0,25 = 400,25 =2,515.
Отже, витрати в НКТ будуть збільшені в 2,515 разів, а саме:
Рвтр.т = 0,477 . 18,7 . 2,515 = 22,43 МПа;
Рвтр.к = 0 . 2,515 = 0 МПа;
Рвтр = 22,43 +0=22,43 МПа.
Очікуваний тиск на гирлі під час нагнітання буферної рідини
Рб.р.г = 49,86 – 18,34 + 22,43 = 53,95 МПа.
10. Тиск під час нагнітання рідини-пісконосія визначаємо з урахуванням впливу піску на гідравлічні витрати.
Для цього вирахуємо густину та умовну в’язкість суміші рідини з піском.
Густина суміші
 |
де Спс =90 кг/м3 – концентрація піску в рідині;
rб.р. – густина буферної рідини і рідини пісконосія, кг/м3 .
 |
Отже,
Умовна в’язкість суміші
mсм .= mб.р е (3,18 . 0,034) = 40 е (3,18 . 0,034) =44,6 мПа . с.
Визначимо множник збільшення гідровитрат
(mсм )0,25 = (44,6)0,25 =2,584.
Отже, втрати тиску в трубах і колоні
Рвтр. =0,477. 18,7 . 2,584 + 0 . 2,584=23,05 МПа.
Очікуваний тиск на агрегатах під час закріплення тріщин піском:
Рр.н.г = 49,86 – 18,34 + 23,05 = 54,57 МПа.
Таким чином, порівнюючи максимальні очікувані тиски на всіх етапах ГРП, бачимо, що вони менші від практично можливих для застосовуваних насосних агрегатів УН1-630х70А (4АН-700) тисків на 60 МПа. Тому ГРП у свердловині наявними технічними засобами – можливий.
II. Розрахуєм об’єм рідини для ГРП і масу закріплювача тріщин (піску).
1.Визначимо потрібну півдовжину вертикальної тріщини, яка має забезпечити оптимальний приріст дебіту за формулою (3.2.17)
L=143 k-0,27 = 143 . 3-0,27 = 106 м.
2.Поверхня фільтрації двох півдовжин тріщини за (3.2.18)
Sтр = 2 Lh=2 . 106 . 14 = 2968 м2.
3.Потрібний питомий розподіл закріплювача в тріщині за (3.2.19)
mпс = 10+100 (0,16-0,11)=15 кг/м3 .
4.Маса піску, необхідна для закріплення тріщини, згідно з (3.2.20)
Mпс = 2968 . 15/1000 = 44,52 т.
5.Об’єм рідини розриву розраховуємо відповідно до потреби дослідження на приймальність зі зростаючою витратою рідини і початковим розкриттям тріщин. Звичайно Vр.р = 20…30 м3 малов’язкої рідини.
6. Об’єм рідини-пісконосія визначаємо, виходячи з потрібної маси піску і допустимої його концентрації.
За рівнянням (3.2.23) і (3.2.24) рекомендована концентрація піску
Кпс =4000/638m-0,73 = 6,27 mр.н. -0,73
Для mр.н = mб.р. = 40 мПа . с знайдемо
Кпс =6,27 . 14,77=92,6 кг/м3
Приймемо допустиму концентрацію піску Кпс =90 кг/м3 .
Об’єм рідини-пісконосія визначаємо за залежністю (3.2.22)
Vр.п. =103. 44,52 /92,6=480,78 м3
7. Об’єм буферної рідини знаходимо за умовою
Vб.р. =0,3 Vр.п. =0,3. 480,78 = 144,23 м3
8. Об’єм протискуючої рідини розрахуємо за формулою (3.2.25)
Vп.р. =0,785 (1870 . 0,0762 +(1840-1870)0,1682 )=0,785 . 9,95=7,814м3
Таким чином, під час ГРП у свердловину буде запомповано послідовно рідини розриву – 30м3 , буферної рідини – 144,23 м3 , рідини-пісконосія 480,78 м3 , протискуючої рідини – 7,814 м3 , піску – 44,52 т.
III. Розрахуємо розміри тріщини які утворюються під час ГРП.
Додаткові дані: коефіцієнт Пуассона для порід n=0,25, а молуль Юнга Е=104 МПа. Густина порід rп =2600 кг/м3.
Попередньо обчислюємо бічний гірничий тиск за залежністю (3.2.27):
рб =( DРс +DР0 )/2
Знайдемо DР0 – перепад тиску між свердловиною і пластом, напочатку розкриття тріщин, який дорівнює репресії на пласт на вісрі тріщини в глибині пласта
DР0 =Р0 -Рпл =38,513-25,1=13,413 МПа.
Перепад тиску між DРс вибоєм свердловини і пластом під час ГРП
DРс =РР m -Рпл =49,86-25,1=24,76 МПа.
Отже,
Рб =(24,76+13,413)/2=19,09 МПа.
 |
Для ідеально пружних порід з теоретичних міркувань бічний гірничий тиск можна вирахувати за формулою (3.2.28)
З визначених двох значень беремо більше, або Рб =19,09 МПа
Розрахуємо півдовжину тріщини, що утворюється під час нагнітання рідини розриву за таких умов: Vр.р =30 м3 =30 . 106 см3 , q=3100 м3 /добу=35879,6 см3 /с, mp . p =1мПа . с=0,001 Па . с, h=14 м = 1400 см, h2 =1,96 . 106 см2 , m=0,16, k=0,003 . 108 см2 , mум = 4m = 0,004 мПа . с.
 |
Підставивши у формулу(3.2.26), знайдемо
Ширина такої тріщини за (3.2.30) становить
Очевидно, тріщини такої ширини практично неможливо закріпити піском. Для збільшення розмірів тріщини нагнітаємо в’язку буферну рідину без піску за умовами і розрахунками попередніх розрахунків, тобто Vб.р.=144,23 м3 =144,23 . 106 см3 .
Півдовжина тріщини, що утвороюється під час нагнітання в’язкої буферної рідини,
Ширина тріщини
Таким чином, після нагнітання буферної рідини тріщина розкрита достатньо широко і розвинута глибоко.
Розрахуємо розміри тріщини, яка утвориться після надходження в пласт вслід за буферною рідиною рідини-пісконосія.
Додаткові вхідні дані:
V=Vб.р +Vр.п =144,23 + 480,78 = 625,01 м3 =625,01 . 106 см3 .
 |
Півдовжина тріщини
Ширина тріщини
Ширина тріщини, очевидно, в декілька разів завищена. Оцінимо об’єм тріщини та порівняємо його з об’ємом закріплювача в кількості 44,52 т. Врахуємо, що питомий об’єм піску в тріщині дорівнює 1,6 м3 /т. Об’єм піску, використаного під час ГРП,
Vпс = Мпс /1,6 = 44,52/1,6 = 27,825 м3 .
Oб’єм тріщини
Vтр = Sтр . wр.н. = 2Lр.п hwр.п = 2 . 50,62 . 14 . 0,024=34,02 м3
Таким чином, об’єм тріщин, що розкриваються, може вмістити значно більше піску, ніж запомповано з рідиною-пісконосієм.
Щоб заповнити утворений об’єм тріщини нам потрібно збільшити масу піску. Необхідна маса піску буде:
Мпс = Vтр . 1,6=34,02 . 1,6 » 54,43 т.
Визначим тривалість проведення ГРП без підготовчо-завершальних робіт за формулою (3.2.32)
t=1440 (30+144,23+480,78+10,42 )/3100 = 309 хв = 5,15 год.
 |
Технологічну ефективність ГРП оцінимо за І.В. Кривоносовим за формулою (3.2.33)
Отже, дебіт після ГРП зросте на 1,74 і буде становити
Qгрп = Qo . 1,74 = 20 . 1,74 = 34,8 тис. м3 / добу.
 |
Кількість насосних агрегатів розрахуємо за формулою (3.2.31)
Отже нам потрібно 5 насосних агрегатів УН-630х700А (4АН-700).
Для проведення процесу ГРП потрібно забезпечити на свердловині наявність слідуючої спецтехніки (Табл.3.3.2)
Таблиця 3.3.2
| Вид спецтехніки і транспорту | Тип спецтехніки | Кількість |
| Агрегат насосний | 4АН-700 | 5 |
| Цементний агрегат | ЦА-320 | 6 |
| Автоцистерни | АЦ-10(рейсів) | |
| Піскозмішувальний агрегат | УСП-50 | 1 |
| Резервуари | Резервуар, 100м3 | 7 |
| Блок маніфольда насосного агрегату | 1БМ-700 | 1 |
| Станція контролю | СКЦ-2М | 1 |
| Вантажні автомобілі | ГАЗ-66, МАЗ, Урал | |
| Паливозаправник | АТЗ-3,8 | 1 |
4. Забезпечення життєдіяльності і охорона навколишнього середовища
4.1 Основні проблеми забезпечення життєдіяльності і їх комплексна
оцінка на даному родовищі
Охорона праці на морській стаціонарній платформі включає в себе такі положення:
- загальні вимоги;
- евакуація персоналу;
- індивідуальні і колективні рятувальні засоби;
- протипожежний захист.
Загальні вимоги:
- на МСП в виробничих приміщеннях на видимих місцях розміщені схеми розташування трубопроводів і запірного обладнання на експлуатаційних комунікаціях;
- після шторму обслуговуючий персонал, який назначений начальником, майстром МСП, обстежує стан обладнання, стояків, посадочних площадок тощо. Результати огляду зафіксовують в журналі технічного стану обладнання і приймають міри по усуненню виявлених порушень;
- для паління на МСП відведені спеціально облаштовані для цього місця в житловому блоці;
- у випадку газопрояву або відкритого фонтанування на любій свердловині МСП всі вогненебезпечні роботи повинні бути припинені;
- у нічний час при сильному штормі і тумані на МСП необхідно включити сигнальні вогні безпеки навігації;
- кожний робітник МСП в обов’язковому порядку має получити від керівництва книжку і службовий номер, в якій вказані сигнали тревог і його обов’язки при тревозі;
- всі робітники МСП повинні бути навчені:
а) плаванню;
б) вмінням надавати першу допомогу;
в) правилам поводження з рятувальними засобами;
г) практичним діям по сигналам тревог;
- персонал МСП повинен знати місце і дії по сигналам тревоги, а також місця розташування рятувальних засобів, вміти користуватися колективними та індивідуальними рятувальними засобами.
Евакуація персоналу МСП включає:
- робочі площадки і приміщення на МСП мають не менше двох евакуаційних виходів (основний і аварійний);
- двері на шляхах евакуації не повинні мати заторів і повинні відкриватися в сторону руху по шляху евакуації;
- шляхи евакуації, місця розміщення колективних рятувальних засобів, включаючи обладнання для спуску на воду, а також поверхня моря в місці спуску в нічний час мають бути забезпечені освітленням;
- шляхи евакуації вказані стрілками. Персонал МСП розписаний по рятувальним шлюпкам і плотам;
- персонал МСП необхідно попередньо проінструктувати і практично навчити заходам, які необхідні при евакуації з платформи. Команду “евакуація” подає начальник МСП або людина, що його замінює. Він же попереджує чергові кораблі і вертольоти, а при необхідності посилає “Міжнародний сигнал біди” (S.O.S). Начальник платформи, майстер, радіст залишають МСП останніми.
Індивідуальні і колективні засоби включають:
- рятувальні круги, встановлені по одному кругу через 20 м по периметру огородження;
- рятувальні жилети для кожного з робітників;
- рятувальні плоти і мотобот.
Протипожежний захист включає:
- автоматична і ручна пожежна сигналізація;
- первинні знаряддя пожежотушіння (які повинні бути в справному стані), що розміщені в легкодоступних місцях;
- приміщення для зберігання засобів пожежотушіння;
- три комплекта тепловідбиваючих костюмів, які зберігаються в спеціально відведених місцях.
Забезпечення безпеки технологічних процесів при проведенні ГРП Гідравлічний розрив пласта (ГРП) являє собою один з найбільш ефективних способів дії на привибійну зону сердловин. Специфічною особливістю ГРП є застосування обладнання, працюючого під високим тиском.
Для закачування в свердловину рідини під високим тиском використовують насосні агрегати (4АН-700, 5АН-700, АзИНМАШ-30А та ін.).
Важливою умовою безпеки при використанні насосних агрегатів є встановлення на насосах заводських тарированих запобігаючих пристроїв і манометрів.
При обслуговуванні піскозмішувальних агрегатів виникає небезпека падіння в бункер при відсутності сіток на них, а також падіння з висоти при поломці майданчиків і дробин з перилами для підйому на бункер. Гирло свердловини при ГРП обладнують спеціальною арматурою.
Для заміру і регістрації тиску при ГРП до арматури мають бути приєднані показуючий і реєструючий манометри, винесені за допомогою імпульсних трубок на безпечну відстань.
Велике значення мають також підготовчі міроприємства. Територія біля свердловини має бути очищена і по можливості вирівнена. Всі предмети, які заважають розміщенню обладнання і прокладці трубопроводів, мають бути забрані, а під’їздні шляхи до свердловини приведені до порядку.
Перед проведенням роботи необхідно перевірити справність обладнання, запобіаючих пристроїв та всіх пристроїв за технікою безпеки.
Обладнання і нагнітальні лінії після їх монтажа на свердловині опресовують на півторакратний тиск від очікуваємого максимального при гідророзриві пласта.
Перед початком робіт по ГРП, так як і перед опресовкою обладнання, всі люди мають бути видалені від гирла свердловини на небезпечну відстань.
Для забезпечення безпеки робіт, установки для ГРП повинні бути розміщені на відстані не менше 10м від гирла свердловини с таким розрахунком щоби кабіни установок не були звернені до гирла свердловини. Відстань між установками повинна бути не менше 1м.
Для захисту людей від шуму застосовують антифони і заглушки
Пожежна безпека
При проведенні гідророзриву пласта виникає пожежна небезпека, пов’язана з застосуванням в якості рідини розриву в’язкої нафти, мазутних сумішей та ін. В зв’язку з цим особливу увагу потрібно звернути на те, щоби над місцем встановлення насосних і піскозмішуючих установок, автоцистерн і ємностей для нафти, а також напірних ліній не проходили силові або освітлюючі повітряні електролінії. Вихлопні труби установок та решта машин, які застосовуються при ГРП, повинні бути обладнані глушником з іскрогасником. На кожній установці і автоцистерні повинні бути вогнегасники.
Для запобігання вибухів і пожеж, підігрівати напірні лінії і пристрої потрібно паром або гарячою водою.
Пожежонебезпечні властивості речовин, які застосовуються при бурінні.
Таблиця 4.1 Пожежонебезпечні властивості речовин
| Назва речовин та матеріалу | Температура, °С | ||
| спалаху | самовозгорання | загорання | |
| Дизельне пальне | 65 | 280 | – |
| Мастило для дизельних двигунів | 200 | 300-380 | 230-250 |
| Бітум нафтовий | – | – | 285-354 |
| Нафта | 20 | 380-531 | – |
При гасінні пожежі велике значення має правидбне водопостачання, якє треба здійснювати одночасно з будівництвом та підготовкою площадки бурової установки для проведення бурових робіт.
Джерелами спалаху можуть бути механічні та електричні іскри, нагріті поверхні, а також причинами пожежі можуть бути:
- порушення технологічних процесів;
- порушення протипожежного режиму;
- відхід від вимог нормативних документів.
Таблиця 4.2 Первинні засоби пожежогасіння
| Назва | ДОСТ, ТУ | Кількість, шт. |
| Вогнегасники пінні ОХП-10 | ДОСТ 16005-701 | 6 |
| Ящики з піском | ||
| - 0,5 м3 | – | 4 |
| - 1 м3 | – | 1 |
| Лопати | ДОСТ 3620-76 | 6 |
| Лом пожежний | ДОСТ 16714-71 | 4 |
| Сокира пожежна | ДОСТ 16714-71 | 4 |
| Багор пожежний | ДОСТ 16714-71 | 4 |
| Відро пожежне | ТУ-220 | 6 |
| Щит пожежний дерев’яний | ТУ-220 | 4 |
Для гасіння пожеж в якості вогнегасних засобів використовують воду у вигляді компактних струменів пари, або в розпиленому вигляді, інертні гази (азот, піни), порошки, пісок та інші.
4.2 Екологічна оцінка основних забруднювачів моря і розробка заходів
з їх профілактики
Проектуючи МСП та інші об’єкти родовища, належить розробляти цілий комплекс заходів для уникнення нанесення шкоди навколишньому середовищу при їх будівництві та експлуатації.
Маючи це на меті, треба забезпечити:
- природну екологічну рівновагу;
- охорону рибних запасів;
- герметизацію систем збору, підготовки і транспортування продукції свердловин;
- нейтралізування небезпечних властивостей газових викидів;
Технологічні комплекси мають бути спроектовані так, щоб обладнання, встановлене на МСП для захисту навколишнього середовища, забезпечувало:
- збирання, очищення і спалювання продукції свердловин, що отримується в процесі освоєння;
- очищення господарсько-фекальних стоків;
- збирання і вивезення на берегові очисні споруди господарсько-побутових стічних вод;
- збирання і відкачка на очисні споруди виробничо-дощових і стічних вод;
- збирання у контейнери сміття, хімічно відпрацьованого глинистого розчину, шламу;
- спалювання газу, збирання і відкачування рідини при операціях, що мають за мету відновлення пропускної здатності підводних трубопроводів при розрядженнях свердловин і обладнання та при аварійних викідах газу.
В процесі облаштування, розбурення і експлуатації родовищ необхідно здійснювати комплекс заходів з охорони надр і довкілля.
Охорона повітряного басейну включає в себе забезпечення герметизованої системи збору, підготовки і транспортування газу і газового конденсату, що досягається за допомогою герметизованого блочно-комплексного обладнання і регулюючої апаратури для попередження неконтрольованих викидів в атмосферу.
Охорона водних ресурсів, а також раціональне їх використання передбачає такі заходи:
- забезпечення збору, переробки і захоронення технологічних відходів процесу буріння свердловин шляхом використання закритих систем циркуляції бурового розчину;
- забезпечення збору, утилізації або захоронення робочих рідин, які використовувались в процесах поточного і капітального ремонту свердловин;
- забезпечення високої надійності морських і наземних трубопроводів для збору, транспорту газконденсату і газу;
- забезпечення надійного захоронення стічних вод в поглинаючі горизонти по закритій системі.
Охорона надр при розбурюванні і розробці родовища включає:
- недопущення відкритого фонтанування і викиду, обвалу стовбура свердловини;
- забезпечення якісного розкриття продуктивного горизонту і подальшого освоєння свердловин;
- проведення необхідного комплексу геофізичних та інших методів дослідження;
- забезпечення якісного розмежування пластів, герметичності колон, захищених від корозії;
- дотримання режимів роботи експлуатаційних і нагнітальних свердловин;
- проведення передбачуваних комплексів досліджень свердловин для контролю за розробкою родовища і станом свердловин;
- забезпеченя своєчасного проведення ремонтно-ізоляційних робіт.
Разом з газом на поверхню піднімається значна кількість мінералізованої пластової води, яка в подальшому відокремлюється і становить основну частку стічних вод.
Стічні води характеризуються високою мінералізацією, лужністю, наявністю механічних та органічних домішок. Тому їх надмірне нагромадження на промислах та скидання у природні водоймища загрожує значним порушенням екологічної рівноваги, викликає необхідність утилізації. Водночас розробка більшості родовищ вимагає підтримання пластового тиску, а саме як робочий агент для цього доцільно використовувати стічні води. При закачуванні їх зберігається проникність продуктивних колекторів, які вміщують глинисті частинки та алевроліти.
В зв`язку з великим об`ємом сильно мінералізованої води для запобігання забруднення поверхневого шару вода по системі трубопроводів подається в водоприймальні свердловини Штормового родовища.
В результаті проведення інтенсифікаційних робіт рідини, що залишились також утилізуються шляхом закачки їх в приймальну свердловину.
5. Техніко-економічне обгрунтування
5.1 Техніко-економічна ефективність освоєння родовища
Організація робіт при проведенні ГРП
Гідравлічний розрив пласта (ГРП) – один з основних методів дії на привибійну зону.
Суть ГРП полягає у створенні нових або розширенні існуючих тріщин у пласті шляхом закачки рідини в свердловину під високим тиском і подальшому закріпленні їх розклинюючим високопроникним матеріалом (піском).
Підготовчі роботи і сам процес ГРП містить такі операції:
- промивають свердловину;
- спускають у свердловину високоміцні НКТ з пакером і якорем на нижньому кінці;
- об’язку виконують за схемою (див.графічний матеріал);
- проводиться опресовка всього обладнання, що працює під тиском на півторакратний очикуваємий тиск;
- визначають приймальність свердловини закачуванням рідини;
- закачують по НКТ у пласт рідину-розриву, рідину-пісконосій і протискуючу рідину (властиво гідророзрив);
- демонтують обладнання;
- пускають свердловину в роботу.
Кошторис проведення робіт. Згідно з планом на проведення гідророзриву пласта на родовищі Штормове складаємо наступний кошторис (табл. 5.2.1), за допомогою якого визначаємо вартість проведення процесу.
З досвіду проведення гідророзриву пласта на родовищах континентального шельфу Чорного і Азовського морів, які
29-04-2015, 00:56