Анализ эффективности применения ГРП на "Майском" месторождении

Потери напора на трение в трубах для скважин глубиной 1750 м приведены в табл. 1. Для принятого расхода 1300 м3/сут (15 л/с) эти потери при глубине скважины 1750 м составляют 56 м ст. жидкости, а для нашей скважины глубиной 2650 м они будут пропорционально равны

h = 56 - 2650/1750 = 84,8 м ст. жидкости.

Таблица 1

Следовательно, по формуле:

Pу = ** 9,81(84,8 - 2650) =29,1*106 Па

Допустимое давление на устье скважины в зависимости от прочности резьбы верхней части колонны труб на страгивающие усилия определяется по формуле

Pу = 29,1 * 106, Па

Па (9)

где Рстр -- страгивающая нагрузка для обсадных труб из стали группы прочности Д, равна 1,59 МН; G -- усилие затяжки при обвязке обсадной колонны (берется по данным бурового журнала), равное 0,5 МН; k -- запас прочности, который принимаем равным 1,5.

Подставляя цифровые величины в формулу (3), получим

Из полученных двух значений ру принимаем меньшее (29,1 МПа).

Возможное забойное давление при давлении на устье 29,1 МПа составит

Pз = Pу*?g*(Н - h) = 29,1 * 106+ 950 * 9,81* (2650 - 84, 8) = 53*106 Па. (10)

Учитывая, что потребное давление разрыва на забое меньше (35 МПа), давление на устье скважины

Ру = Рз.р - ?g (Н - h) = 35 * 106 - 950 - 9,81*(2650 - 84,8) = 11,1*106 Па (11).

Следовательно, давление на устье скважины (11,1 МПа) ниже допустимого для принятых труб из стали группы прочности Д (при толщине стенки 12 мм трубы испытываются на внутреннее давление 53,1 МПа). Поэтому для уменьшения гидравлических сопротивлений при закачке рабочих жидкостей и для снижения общего давления разрыва ГРП осуществляем непосредственно через колонну обсадных труб, sКоличество жидкости разрыва не поддается точному расчету.

Оно зависит от вязкости жидкости разрыва и ее фильтруемости, проницаемости пород призабойной зоны скважины (с учетом естественной трещиноватости), темпа закачки жидкости и давления разрыва. По опытным данным объем жидкости разрыва изменяется от 5 до 10 м3. Для данной скважины принимаем средний объем Vp = 9,8 м3 нефти.

Количество жидкости-песконосителя зависит от свойств этой жидкости (вязкость, фильтруемость и пескоудерживающая способность), количества закачиваемого в пласт песка и его концентрации. Общее количество песка определяется суммарным объемом полученных вновь и расширенных естественных трещин плюс объем имеющихся в отдельных случаях каверн и пустот. Но эти объемы не поддаются заранее даже приближенному расчету, а поэтому нельзя определить расчетом количество потребного песка. По данным отечественной и зарубежной практики рекомендуется принимать 8--10 т песка и больше на одну скважину.

Концентрация песка С зависит от вязкости жидкости-песконосителя и темпа ее закачки. Рекомендуется принимать следующую концентрацию песка: для нефти вязкостью более 5 сПа-с 150--300 г/л, а для загущенных нефтепродуктов вязкостью до 25 сПа*с 300 -500 г/л.

Принимаем С = З00 г/л или 0,3 т/м3.

При этом условии объем жидкости-песконосителя

Vж. п = Gп/C = (12)

(Gn - содержание песка, т).

Оптимальную концентрацию песка можно определить в зависимости от скорости осаждения зерен песка в рабочей жидкости по эмпирической формуле

С=4000/? (13)

где С -- концентрация пескам, кг/м3; ? - скорость осаждения зерен песка диаметром 0,8 мм,- м/ч.

Для вязкости жидкости-песконосителя 25 сПа-с ?-- 12 м/ч, поэтому С = 4000: 12= 333 кг/м8. Следовательно, в объеме 33,3 м8 содержание песка составит GП = = 333*33,3 = 11088,9 кг или ~11,09 т.

Объем жидкости-песконосителя должен быть несколько меньше емкости колонны труб, так как при закачке этой жидкости в объеме, превышающем емкость колонны, насосы в конце процесса закачки (после заполнения труб) будут работать при высоком давлении, необходимом для продавливания песка в трещины. Закачка же жидкости с абразивными частицами при высоких давлениях приводит к очень быстрому износу цилиндров и клапанов насосов.

При закачке рабочей жидкости непосредственно по обсадной колонне можно за один прием ввести в пласт в несколько раз больше песка, чем при закачке ее через насосно-компрессорные трубы.

Емкость обсадных колонн, и количество находящегося в них песка приведены в табл. 2. Как видно из этой таблицы, емкость 168-мм обсадной колонны длиной 2650 м составляет 47,7 м3, а принятое количество жидкости-песконосителя -- 33,3 м3.

Таблица 2. Количество песка, вводимого в скважину через обсадную колонну

Чтобы на забое скважины не осталось части песка, объем продавочной жидкости следует принимать на 20--30% больше объема колонны, по которой закачивается песок. Избыточный объем продавбчной жидкости должен закачиваться в скважину при сниженном давлении во избежание оттеснения песка и смыкания трещин вблизи стенок скважины. Необходимый объем продавочной жидкости

Vпр = 1,З*?**H/4 = 1,3 * 3,14 * 0,152 * 2650/4 = 59,6 м3, (14)

где DB = 0,15 м -- средний внутренний диаметр 168-мм колонны.

Общая продолжительность процесса гидроразрыва

t = = = 0,079 сут. ? 1 час 54 минуты

Q -- суточный расход рабочей жидкости, м3.

Радиус горизонтальной трещины приближенно можно определить по эмпирической формуле

rT = c*(Q*)0,5 м. (15)

где с -- эмпирический коэффициент, зависящий от горного давления и характеристики горных пород, который для скважины глубиной 2650 м принимается равным 0,0265; Q -- расход жидкости разрыва; µ -- вязкость жидкости разрыва; tp -- время закачки жидкости разрыва; k -- проницаемость пород. В данном расчете Q = 15 л/с или 900 л/мин; µ = 0,05 Па*с; tp = 9,8 * 1440/1300 = 10,86 мин. Тогда по формуле

rT = 0,0265*(900*)0,5= 8,1 м.

Проницаемость горизонтальной трещины определяется по формуле

Kt = ?2/104*12 (16)

Где ? - ширина трещины (принимаем ? = 0,1 см).

Тогда получим по формуле (6)

Kt = 0,12/104*12 = 83,3 * 10-9 м2.

Проницаемость призабойной зоны

kп.з = (17)

где kn -- проницаемость пласта, равная 50*10-15 м2; h -- эффективная мощность пласта (h = 10 м); ? = 0,001 м.

По формуле получим

kп.з = = 8,38*10-12

Проницаемость всей дренажной системы

где RK -- радиус контура питания скважины или половина среднего расстояния между двумя соседними скважинами, принимаем RK = 250 м;

гс -- радиус забоя скважины, который равен 0,075 м; гт -- радиус трещины, гт = 5,7 м.

Подставляя цифровые значения величин в формулу (8), имеем

kд.с = = 0,106*10-12 м2

Как видно из этого расчета, при наличии только одной горизонтальной трещины шириной 0,1 см значительно увеличивается проницаемость призабойной зоны и как бы в два раза повышается проницаемость всей дренажной системы, пласта. В этих условиях фактически вся жидкость фильтруется по трещине.

Так как потери напора в трещине ничтожно малы, можно принять, что максимальный дебит скважины после гидравлического разрыва с образованием в призабойной зоне горизонтальных или вертикальных трещин можно найти по формуле Дюпюи

Q = 5,32*10-4 м3/c = 43,7 т/сут.

где Q -- максимальный дебит, м3/с; kд.c -- проницаемость пласта (дренажной системы) после гидроразрыва; h -- эффективная мощность пласта; р --- депрессия на забое, р = рпл - рз.р = (15 --12)*106 = 3 МПа; µ- динамическая вязкость нефти, которая равна 1 сПа*с.

С учетом указанных величин по формуле (9) получим

При ГРП жидкость закачивается по обсадной колонне при / давлении на устье 16,95 МПа при помощи цементировочных агрегатов ЦА-320М.

Для максимального снижения потерь напора во всасывающей части насоса при закачке вязких жидкостей с песком и для получения номинальной подачи необходимо, чтобы на приеме насосных агрегатов был напор в 0,1- 0,2 МПа.

Для вспомогательных работ и для закачки в скважину жидкости -песконосителя с песком применяем цементировочные агрегаты низкого давления.

Для смешивания песка с жидкостью применяем специальный пескосмесительный агрегат ЗПА, имеющий бункер на 8 т песка, и механическую лопастную мешалку.

Контроль за концентрацией песка в рабочей жидкости осуществляется специальными ареометрами шкала которых показывает концентрацию песка в кг/м3.

Допустим, для доставки к скважине рабочей жидкости применены автоцистерны 4-ЦР емкостью по 10 м3. В этом объеме рабочей жидкости может находиться во взвешенном состоянии в зависимости от вязкости жидкости 2--4 м3 песка. Эти автоцистерны имеют насосы подачей 10--20 л/с с давлением на выкиде 0,3МПа, которые служат для заполнения цистерн и для закачки жидкости в пескосмесительный агрегат.

Ожидаемый эффект от ГРП предварительно можно определить по приближенной формуле Г. К. Максимовича, в которой радиус скважины гс после ГРП принимается равным радиусу трещины гт

n = Q2/Q1 = lglg (18)

Где Q1 и Q2 - дебит скважины соответственно до и после гидроразрыва;

RК = 250 м; rс = 0,075 м; гт = 5,7 м

По формуле (11) имеем

n = lglg = 2,17 (раза)

Фактическая эффективность может быть несколько ниже, так как при движении жидкости по трещинам, заполненным песком, наблюдаются не учитываемые формулой небольшие потери напора.

5. Охрана труда

5.1 Общие сведения об охране труда

Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

23 июня 1999 года Государственной думой принят Федеральный закон «Об основах охраны труда в Российской Федерации».

Федеральный закон устанавливает гарантии осуществления права трудящихся на охрану труда и обеспечивают единый порядок регулирования отношений в области охраны труда между работодателями и работниками в организациях всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности и направлены на создание условий труда, отвечающих требованиям сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности и в связи с ней.

Действие Федерального закона распространяется на:

- работодателей, как с точки зрения их ответственности за обеспечение охраны труда, так и при необходимости их защиты,;

- работников, состоящих с работодателями в трудовых отношениях;

- работников кооперативов;

Впервые распространена законодательная норма, а не подзаконные акты и ведомственные инструкции, действия Федерального закона на студентов образовательных учреждений высшего и среднего профессионального образования, учащихся среднего и начального образования, проходящих производственную практику; военнослужащих, привлекаемых для работы на предприятиях; граждан, отбывающих наказание по приговору суда, в период их работы на предприятиях; в том случае, когда граждане Российской Федерации работают по найму на предприятиях другого государства, на них распространяется законодательство этого государства, в то же время иностранные граждане и лица без гражданства, работающие на предприятиях на территории РФ, находятся под юрисдикцией РФ.

5.2 Мероприятия по охране труда при проведении ГРП

Техника безопасности при производстве ГРП должна соответствовать следующим требованиям:

к работам по ГРП допускаются лица , прошедшие обучение

и проверку знаний по технике безопасности по проводимой работе. Перед началом работ участникам операции производится инструктаж на рабочем месте;

общее руководство процессом ГРП осуществляет ответственный руководитель представитель подрядчика, в соответствии с планом и регламентом принимает решения о проведении работ, не предусмотренных этим планом и несет ответственность за их выполнение ;

руководитель должен спланировать размещение оборудования таким образом, чтобы свести к минимуму возможное воздействие вредных производственных факторов от силовых установок, агрегатов, химреагентов, нефти на рабочий персонал, а так же взрыва и пожара;

имеющиеся в наличии трубы, шланги и инструмент должны быть уложены в штабель с противораскатными стойками на рабочих мостках. Рабочая площадка должна быть освобождена от посторонних предметов;

руководитель и его помощники оборудуются портативными средствами связи;

опасная зона с трубопроводами и линиями высокого давления обозначаются специальными сигнальными знаками с надписями;

работы по ГРП, включая подготовительные работы, должны проводиться рабочими в специальной одежде и касках;

в темное время суток ГРП разрешается проводить только в случае если обеспечивается освещенность устья скважины и зоны высокого давления не менее 26 лк и шкал контрольно-измерительных приборов - 50 лк.

все транспортные средства не задействованные в проведении ГРП должны быть удалены на безопасное расстояние не менее 50 метров от зоны линий высокого давления;

все оборудование должно соответствовать техническим и технологическим требованиям норм и правил, находиться в исправном рабочем состоянии и использоваться только по назначению;

при проведении ГРП рабочий персонал должен быть удален за пределы опасной зоны;

при работе с химреагентами персонал должен быть экипирован в спецодежду и обязан пользоваться средствами индивидуальной защиты: резиновые рукавицы, керзовые или резиновые сапоги, очки для химической защиты слизистой оболочки глаз, респиратор либо многослойная марлеваяповязка.

5.3 Общие сведения об охране окружающей среды

Основы Законодательства России о недрах предусматривают обязанность пользователей недр обеспечить охрану атмосферного воздуха, земель, лесов, вод и других объектов окружающей природной среды.

Добыча нефти я газа в той или иной степени воздействует на земную поверхность, растительность, водные источники, воздушные бассейны. Справедливо считается, что нефтяная промышленность -- один из основных потенциальных источников загрязнения окружающей среды. Разлив нефти на устье скважины и прискважиниой площадке в устьевой арматуре и соединениях труб, особенно при освоении скважин свабированием. Для предотвращения разлива нефти при свабировании разработана герметизирующая головка, включающая уплотняющую и клапанную системы и приспособление для центрирования каната.

Слив в водоемы жидкостей, используемых при освоении скважин, отравляет водоемы, приносит огромный вред рыбному хозяйству. Большую опасность представляет загрязнение грунтовых вод и водоемов нефтью. Атмосфера загрязняется в результате испарения нефти и выброса газа.

Основная задача охраны недр -- обеспечение рациональной разработки нефтяных и газовых месторождений. Для ее решения в процессе бурения скважин необходимо изолировать друг от друга все продуктивные и непродуктивные пласты, обеспечить герметичность обсадных колонн, предотвратить возможное открытое фонтанирование и обвалы. При освоении, эксплуатации и peмонте скважин необходимо предпринимать меры по предупреждению открытого фонтанирования, прорывов нефти и газа в другие пласты, преждевременного обводнения скважин, нанесения ущерба другим продуктивным пластам. Необходимо стремиться создавать условия для извлечения наибольшего количества углеводородов из залежи, получения других не менее важных полезных ископаемых (серы, йода, брома, гелия и т. п.). возможен через неплотности.

5.4 Мероприятия по охране окружающей среды

В условиях интенсивного освоения минеральных ресурсов края актуальной задачей становится сохранение хрупкой природы Севера. Этой проблеме в АО «ТНК-Нижневартовск» уделяется серьезное внимание. На предприятии создан цех восстановления экологии, который вместе с подрядными организациями работает над программой «Оздоровление окружающей среды», разработанной департаментом по экологии и согласованной с Нижневартовским районным комитетом по экологии.

На объектах нефтедобычи апробируются современная техника и прогрессивная технология природовосстановительных работ: рекультивация почв, очистка сточных вод и питьевой воды, захоронение лесопорубочных остатков.

Одними из основных факторов загрязнения природы при бурении являются буровой раствор и шлам, выбрасываемый на поверхность. На промыслах Черногорского нефтяного месторождения СП «Черногорским» разработана возможность отделения выбуренной породы от бурового раствора, что делает их безопасными для окружающей среды, шлам собирается в специальные контейнеры, а растворы, будучи биополимерными системами, не представляют никакого вреда для источников свежей воды. Создание противокоррозийной защиты нефтесборных коллекторов и напорных нефтепроводов, оптимизация скорости потоков жидкости, контроль коррозийной активности перекачиваемой продукции, дозирование на наиболее опасных направлениях, применение ингибиторной защиты, стеклопластиковых труб и труб с антикоррозийным покрытием позволили заметно снизить аварийность при транспортировке нефти, а значит и загрязнение территории.

Локальное загрязнение почвы связаны с разливами нефти и газоконденсата при повреждении трубопроводов и их утечках через неплотности в оборудовании. Загрязнение больших площадей возможно при фонтанировании нефти. Нефть просачивается в грунт и загрязняет грунтовые воды. При этом разрушается структура почвы, нарушается корневое питание растений. Для локализации и предотвращения перемещения разлитой нефти своевременно создают различные заграждения.

Предусматривается увеличение плотности застройки промысловых территорий. Использование однотрубных систем сбора и транспорта продукции, прокладка трубопроводов и коммуникаций одинакового назначения параллельно, в одной траншее, группирование скважин в кусты и использование наклонно-направленного бурения.

На участках временного пользования, например, прокладки трубопровода, осуществляется рекультивация (восстановление) земель. Плодородный слой снимают, складывают и после выполнения технологических работ снова возвращают на прежнее место.

Заключение

Двойное месторождение открыто в 2007 году, введено в эксплуатацию в 2009г. Нефтегазоносность площади Двойного месторождения связана с регионально нефтеносным горизонтом Ю1 васюганской свиты. В кровле свиты почти повсеместно залегают мелкозернистые песчаники. Песчаники глауконитовые, зеленоватые, обладают повышенной радиоактивностью. Толщина пачки не превышает 3 м. В составе васюганской свиты выделяются песчаные пласты, входящие в горизонт Ю1: Ю14, Ю13, Ю1МУ, Ю12, из которых два пласта Ю12 и Ю1МУ являются промышленно нефтеносными.

С начала разработки Двойного месторождения на 1.10.10г. добыто 967, 517 тыс.т нефти, что составляет примерно 5,1 % от начальных балансовых запасов площади. Средняя обводненность нефти, добываемой из пласта Ю12 составляет 8,5 %. Пробурено 4 скважины основного фонда (все четыре добывающие). Таким образом, объект разработки Двойного месторожения пласт Ю12 находится на I стадии разработки. Эксплуатационный фонд добывающих скважин Двойного месторождения составляет 4 скважины., в том числе действующих 2 (2 ед. - ЭЦН, одна находится в работе постоянно, другая работает периодически, запуск проводится дважды в сутки). В бездействии находятся 2 скважины.

Список литературы

1. А.И. Акульшин, В.С. Бойко, Ю.А. Зарубин, В.М Дорошенко «Эксплуатация нефтяных и газовых скважин» М, Недра 1989г.

2. В.М. Муравьев «Эксплуатация нефтяных и газовых скважин» М, Недра 1978г.

3. А.Н. Юрчук, А.З. Истомин «Расчеты в добыче нефти» М, Недра 1979г.

4. А.Н. Юрчук «Расчеты в добыче нефти» М, Недра 1974г.

Размещено на Allbest.ru