Проект строительства эксплуатационной скважины на Западно-Хосседаюском месторождении

- Остановить двигатели внутреннего сгорания;

- Отключить силовые и осветительные линии электропитания;

- Отключить электроэнергию в загазованной зоне;

- Потушить технические и бытовые топки, находящиеся вблизи скважины;

- Прекратить в газоопасной зоне все огневые работы, курение, а также другие действия, способные вызвать искрообразование;

- Обесточить все производственные объекты (трансформаторные будки, станки-качалки, газораспределительные пункты и т.д.), которые могут оказаться в газоопасной зоне;

- Оповестить руководство предприятия, противофонтанной службы и пожарной охраны о возникновении открытого фонтана;

- Прекратить движение на прилегающих к скважине подъездных дорогах к территории, установить предупреждающие знаки и посты охраны;

- Прекратить все работы в опасной зоне и немедленно удалиться за ее пределы;

- При возможном перемещении загазованности на другие объекты или населенные пункты принять меры по своевременному оповещению работников и населения.

4.2 Характеристика твердых и высокопластичных отходов бурения

К экологически опасным твердым отходам бурения (ТОБ), требующим нейтрализации и переработки, относится: буровой шлам, отработанный буровой раствор, загущенный твердый осадок, образующийся после процесса обезвреживания буровых сточных вод. В связи с тем, что данные отходы встречаются чаще всего в виде смесей (в отстойниках-накопителях), данная аббревиатура «ТОБ» относится главным образом к смеси вышеназванных отходов.

Буровой шлам (БШ) представляет собой смесь выбуренной породы с буровым раствором (БР), содержащую органические вещества (в том числе нефть), водорастворимые соли, специфический набор тяжелых металлов и другие вещества-загрязнители. При контакте БШ с ОБР частицы БШ адсорбируют на своей поверхности различные компоненты бурового раствора, которые являются загрязнителями.

К неорганическим загрязняющим компонентам относятся CaCI2, KCI, KOH, Ca(OH) 2, NaOH, Na2SiO3, MgCI2, соли фосфорных кислот, полихроматы и др.

К органическим загрязнителям относятся нефть, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), сульфитно-спиртовая барда (ССБ), углещелочной реагент (УЩР), полифенол лесохимический (ПФЛХ), окзил и др.

Наибольшую опасность представляют органические соединения нефти: углеводороды, водорастворимые фенольные соединения, карбоновые кислоты, асфальто-смолистые вещества и т.п.

Уровень насыщенности БШ загрязняющими веществами увеличивается с ростом дисперсности шламовых частиц.

Отработанный буровой раствор (ОБР) представляет собой водоглинистую суспензию, в состав которой входят также утяжелитель, нефть (растворенная и эмульгированная), химические реагенты, органика и минеральные соли.

Загущенный твердый осадок, образующийся в процессе обезвреживания буровых сточных вод.

Определяющую роль в загрязнении буровых сточных вод (БСВ) играют поступающие в процессе бурения природные соединения из состава нефти, газа, газоконденсанта и минерализованных пластовых вод, а также химические реагенты, которые содержатся в буровых растворах.

Из числа неорганических реагентов к последним относятся электролиты, применяемые для регулирования параметров и для основы буровых растворов: CaCI2, KCI, KOH, Ca(OH) 2, NaOH, Na2SiO3, MgCI2, а также соли фосфатных кислот, изополихроматы и др.

В число органических соединений входят нефть, КССБ. УЩР, дислован, нитролигнин, полифенол лесохимический, чивпан, метас, полиакриламид и др.

Все реагенты, применяемые в бурении, относятся к высокомолекулярным соединениям, слабо разлагаемым в природных условиях. Сточные воды, образующиеся из отходов буровых растворов и сам буровой раствор, насыщенный химическими реагентами, являются токсичными продуктами длительного действия, загрязняющими окружающую среду.

Химический состав БСВ колеблется в широких пределах и зависит в основном от количества попавшего в них бурового раствора и химических реагентов.

Основная масса вышеназванных веществ-загрязнителей выводится из состава БСВ и поступает в загущенный осадок в процессе очистки.

Т.о., по спектру загрязняющих веществ, агрессивности воздействия, длительности и масштабам его проявления в природе отходы бурения не уступают химическим производствам. Твердая фаза отходов бурения особо опасна как с точки зрения агрессивности, так и по длительности воздействия.

Наиболее губительно влияние ТОБ на экологию Крайнего севера, где процессы природного самовосстановления замедлены в силу климатических особенностей.

Экономические и климатические ограничения применения экологически приемлемых технологий устранения негативных последствий освоения сырьевых ресурсов Крайнего Севера, предопределяет острую необходимость внедрения в северных регионах предупреждающих мер повышения экологической безопасности при строительстве скважин на нефть и газ.

Методы и технологии нейтрализации и утилизации отходов бурения

В этом разделе представлен небольшой информационный обзор по методам и технологиям нейтрализации и утилизации отходов бурения.

Предотвращение негативного воздействия бурового шлама, нефтешлама, твердой фазы отработанного бурового раствора и буровых сточных вод (БСВ) в современной практике отечественного и зарубежного бурения на нефть и газ и нефтедобычи осуществлялся путем:

- захоронения в специально подготовленных резервуарах (реже закачкой в скважины в составе жидкой фазы);

- нейтрализацией и утилизацией в местах складирования;

- нейтрализацией и переработкой в экологически инертные материалы и полезную продукцию (строительные материалы, топлива и т.д.).

Нейтрализация твердых отходов бурения может проводиться методами гидрофобизации, окисления, капсулирования, отмыва от компонентов раствора на углеводородной основе, а также экстракционным и термическим способами (Безродный, 1996).

Метод отмыва выбуренной породы от компонентов бурового раствора на углеводородной основе заключается в том, что принудительно подаваемая (наосом или мешалкой) промывная жидкость диспергирует захваченный со шламом известково-битумный раствор, образуя неустойчивую взвесь, из которой на вибросите легко удаляется вся углеводородная жидкость.

В качестве промывной жидкости наиболее эффективным являются дизельное топливо с небольшим содержанием малорастворимого ПАВ (0,1-0,2%) эмультата. А для доочистки шлама от остаточных углеводородов - 1%-ный водный раствор МЛ-72.

Эти жидкости обеспечивают 90-95% степень очистки при практически неизменной степени дисперсности выбуренной породы.

Шлам, прошедший обработку углеводородной жидкостью, в зависимости от его природы может быть использован для получения асфальтобетона.

Для нейтрализации БШ методом окисления рекомендуется использовать перекись водорода. Растворы перекиси водорода окисляют не более 65% всей органики в шламе, поэтому в раствор добавляют небольшое количество перманганата калия (KMnO4), что приводит к более глубокому окислению органики.

При окислении органических соединений образуются органические кислоты, которые можно отнести к сравнительно малотоксичным веществам, так как в водах открытых водоемов они разлагаются или, соединяясь с ионами Ca и Mg, образуют нерастворимые соли. Эффективность нейтрализации возрастает до 95-98% при концентрации перекиси 10-15%.

Термический метод утилизации БШ является безреагентным, предусматривает обработку при повышенных температурах (до 400-6000С) и позволяет полностью очистить шлам от органических соединений до образования твердых отходов и углекислого газа.

Метод может быть реализован в агрегате нейтрализации БШ (электропечь барабанная) типа СБОУ - 6,25/8-ИТ. Основные технические данные агрегата:

установленная мощность, кВт - 122

номинальная температура, ?С - 600

объем бункера механизма загрузки, м3 - 0,088

производительность, кг/ч - 350

удельный расход электроэнергии, кВтч/кг - 0,256

Метод гидрофобизации заключается в обработке шлама нерастворимыми в воде высокомолекулярными веществами, которые резко уменьшают диффузию органических соединений в воду. Метод обеспечивает снижение токсичности бурового шлама в 20 раз.

Метод капсулирования основан на пропитке шлама раствором полимера и электролита. Созданная таким образом пленка препятствует диффузии токсичных веществ в воду.

Экстракционный метод нейтрализации БШ включает многоступенчатый процесс извлечения органических соединений из шлама с помощью растворителя с высокой растворяющей способностью и малой токсичностью.

Рогачевой О.В. и др. представлена технология утилизации нефтешламов месторождения Кара-Арна с целью получения строительных и дорожных материалов (битумов марок БН 40/60, БН 60/90, БН 130/200), заключающаяся в жидкофазном окислении воздухом или водяным паром (Рочачева и др., 1991).

Минтоном Р.С. и др. предлагается технология очистки загрязненного нефтью шлама. Процесс очистки шлама начинается с подачи загрязненного нефтью шлама из обычной системы для удаления твердой фазы бурового раствора в закрытую смесительную емкость, оснащенную механическими мешалками. В эту емкость с регулируемой скоростью подается растворитель для разрушения эмульсий в буровом растворе на углеводородной основе и растворения углеводородов. Образующаяся суспензия перекачивается насосом в изолированную осадительную центрифугу со сплошным ротором. Твердые частицы, удаляемые из центрифуги, выглядят как сухой порошкообразный материал. Остаточная массовая доля нефти в шламе обычно не превышает 1%, такая же и остаточная доля растворителя. Обработанный шлам может быть сброшен в море, либо подвергнут дополнительной тепловой переработке для удаления растворителя пропусканием через нагреваемый винтовой конвейер. Из центрифуги смесь нефти и растворителя подается в нагреваемый потоком пара тонкопленочный испаритель для ее разделения на составные части. Извлеченная нефть возвращается в действующую циркуляционную систему бурового раствора. Пары растворителя, покидающие испаритель, конденсируются в теплообменнике с водяным охлаждением для последующей рециркуляции.

Также по окончании бурения скважин, а также в случаях заполнения амбара сточными водами на площадку доставляется мобильная установка электрохимической очистки «ЭХО».

Модуль «ЭХО» обеспечивает глубокую очистку сточных вод в амбаре до качественных показателей, отвечающих требованиям природоохранного законодательства, для сброса на рельеф местности.

Модуль «ЭХО» включает: электрокоагулятор, четыре электрофлотатора, два активных фильтра тонкой очистки. В техническую схему для осаждения взвешенных веществ дополнительно введен тонкослойный отстойник, смонтированный в штатной емкости.

Габариты: 1600 х 3300 х 2400 мм

Энергозатраты: на 1 м³ стока в зависимости от загрязненности от 0,75 до 3,50 квт;

Производительность: 5 м³/час.

Параметры очистки приведены в таблице 6.3.

Таблица 4.3 Показатели очистки сточных вод на установке «ЭХО»

Оценка эффективности очистки вод шламового амбара на установке «ЭХО» была проведена на опытной буровой площадке. Результаты конечного анализа проб воды приведены в табл. 6.4.

После полного цикла обработки в модуле «ЭХО», очищенная вода по контрольным показателям соответствует или близка к требованиям СанПиН 2.1.5.980-00 и может быть сброшена в окружающую среду.

Таблица 4.4 - Характеристика буровых сточных вод до и после очистки

Заключение

Тема дипломного проекта «Проект эксплуатационной скважины на нефть и газ Западно-Хоседаюского месторождения».

Для выполнения дипломного проекта были решены следующие задачи: изучение геологического строения разреза, выбор метода бурения скважины, разработка рациональных параметров режима бурения, разработка технологии проводки и крепления ствола скважины и технологических операций испытания скважины.

В результате обощения вышеизложенного материала обозначены интервалы бурения и их назначение, способы бурения и типы применяемого бурильного инструмента, параметры режима бурения и бурового раствора.

Турбобур 3ТВМ-195 представляет собой трехсекционный, шпиндельный гидравлический забойный двигатель, у которого корпуса и валы турбинных секций оснащены вновь разработанными малолитражными, высокомоментными осевыми турбинами ТВМ - 195. Такие турбины обеспечивают существующие энергетические параметры серийной малолитражной турбины А7Н4С при значительном снижении перепада давления и увеличения КПД.

После бурения ствола скважины будет произведено цементирование обсадной колонны, гидропескоструйная перфорация и вызов притока. Для этого заменяется буровой раствор на воду и снижается уровень жидкости в стволе скважины, а также выполняются мероприятия по интенсификации притока.

Все поставленные задачи перед дипломной работой решены и подобные исследования могут быть рекомендованы для строительства подобных скважин.

Список литературы

1. Пересчет запасов нефти и растворенного газа Славаньского месторождения: Отчет о НИР/ Белоруснефть; Руководитель А.Л. Цукарева. - Гомель, 2008.

2. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1978. - 471 с.

3. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебник для техникумов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 421 с.

4. Калинин А.Г. Профили направленных скважин и компоновки низа бурильных колонн. - М.: Недра, 1995. - 305 с.

5. Калинин А.Г. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. - М.: Недра, 1997. - 648 с.

6. Мирзаджанзаде А.Х. Технология и техника добычи нефти. - М.: Недра, 1986. - 382 с.

7. Муравьёв В.М. Справочник мастера по добыче нефти. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1975. - 264 с.

8. Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении. - М.: Недра, 1979. - 231 с.

9. СТП 39-25-2000. Буровые растворы. - Гомель, 2001. - 66 с.

10. Инструкция по расчёту обсадных колонн для горизонтальных скважин. - М.: ОАО «Нефтяник», 1999. - 33 с.

11. СТП 39-20-2000. Крепление нефтяных скважин. - Гомель, 2000. - 38 с.

12. СТП 00-090-89. Испытание и освоение скважин. - Гомель, 1984.

13. СТП 00-055-84. Заканчивание нефтяных скважин. - Гомель, 1984.

14. СТП 39-02-98. Установка цементных мостов. - Гомель, 1998. - 22 с.

15. Проект строительства скважины. Том I Общая пояснительная записка / БелНИПИнефть; рук. Б.В. Дец. - Гомель, 2010. - 125 с.

16. Оформление технической документации: Практическое руководство к дипломному проектированию для студентов специальности 1-51.02.02 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»/ Автор-составитель А.В. Захаров, Л.Ф. Дробышевская. - Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2004. - 24 с.

17. Отчёт о выполненной работе: Инженерно-технологическое сопровождение буровых работ с использованием новых технологий и техники при строительстве скважин. - Гомель, 2010. - 103 с.

18. Положение об организации работ по охране труда и промышленной безопасности в РУП ПО «Белоруснефть». - Гомель, 2003. - 91 с.

19. СТБ 18001-2005 «Системы управления охраной труда. Общие требования».

20. ТКП 181-2009 «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденным постановлением Минэнерго РБ 20.05.09.

Размещено на Allbest.ru