Повышение уровня промышленной безопасности при строительстве скважин в сложных горно-геологических условиях Западной Сибири : на примере Приобского месторождения

• Автор: Савинов, Роман Алексеевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ИХ ВЛИЯНИЕ
НА ПРОМЫШЛЕННУЮ И ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ
БЕЗОПАСНОСТЬ РАССМАТРИВАЕМОГО РЕГИОНА
1.1. Актуальность разработки месторождений нефти и газа в сложных горно-геологических условиях Западной Сибири
1.2. Особенности геологических условий Западной Сибири
(на примере Приобского месторождения)
1.3. Осложнения, возникающие при строительстве скважин в сложных горно-геологических условиях
1.4. Влияние технологического процесса строительства скважин
на промышленную и экологическую безопасность рассматриваемой территории
2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ И АВАРИЙ. ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
2.1. Анализ эффективности традиционных технологий предупреждения осложнений и аварий при бурении скважин в условиях Западной
Сибири
2.1.1. Проблемы обеспечения устойчивости стенок скважин и пути
их решения
2.1.2. Поглощения буровых растворов и мероприятия
по их ликвидации
2.1.3. Осложнения и аварии, связанные с поступлением пластового
флюида в ствол скважины. Мероприятия по их предупреждению
2.1.4. Изменение проницаемости призабойной зоны пласта
при вскрытии её бурением
2.2. Определение показателей термодинамического режима в системе «скважина - буровой раствор - горная порода»
2.3. Совершенствование способа строительства скважин, направленного на предупреждение геологических осложнений за счёт регулирования температуры и давления бурового раствора

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ ФОНТАНОВ ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА ИЗ НЕФТЯНЫХ
И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
31. Анализ существующих способов ликвидации открытого
фонтанирования скважин
3.2. Разработка способа глушения фонтана пластового флюида
из скважины, основанного на использовании жидкого азота
3.3. Расчёт необходимого объёма жидкого азота для замораживания аварийного потока нефти
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМОВ
4.1. Анализ эффективности современных технологий ликвидации
аварийных разливов нефти с водной поверхности
4.2. Совершенствование технологии ликвидации аварийных разливов нефти с поверхности водоёмов
5. ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАЩЕНИЯ С НЕФТЕСОДЕРЖАЩИМИ ОТХОДАМИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
5.1. Анализ эффективности современных способов разделения и утилизации промышленных отходов, возникающих
при строительстве скважин
5.2. Моделирование теплофизического процесса при обезвреживании нефтесодержащих буровых отходов
5.3. Совершенствование технологии разделения и обезвреживания нефтесодержащих отходов бурения
5.4. Оценка экономической эффективности усовершенствованного способа утилизации нефтесодержащих отходов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований
Перспективы расширения минерально-сырьевой базы в России, и в частности Западной Сибири, связаны с темпами геолого-разведочных работ, бурением и освоением новых скважин. Примерно две трети углеводородных запасов России и половина связанных с их добычей производственных ресурсов сосредоточены в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне, одном из крупнейших в мире. К настоящему моменту практически не осталось месторождений с традиционными для него терригенными коллекторами, т.к. они практически все введены в разработку. В этих условиях поддержание добычи углеводородов невозможно без повышения эффективности выработки остаточных трудноизвлекаемых запасов, а также разработки новых месторождений, расположенных в сложных горногеологических и природно-климатических условиях.
Нефтяные и газовые скважины, являясь горно-техническими сооружениями, изначально представляют собой опасные производственные объекты. Большие глубины бурения, высокая литологическая неоднородность и сложность термобарических условий разрабатываемых месторождений только повышают уровень опасности технологических процессов, происходящих на скважинах, и усиливают техногенное воздействие на объекты окружающей среды (ОС).
Анализ строительства скважин в сложных горно-геологических условиях показал, что, как правило, все возникающие осложнения взаимосвязаны и взаимообусловлены. Их сочетание в одном стволе приводит к дополнительным затратам, увеличению сроков строительства скважины, затрудняет их ликвидацию. На борьбу с осложнениями в глубоком бурении в среднем приходится до 20...25 % календарного времени. В ряде случаев в силу некачественных и несвоевременных работ по ликвидации осложнений они переходят в категорию аварий.

условиях высоких температур и давлений растворы на водной основе (РВО) наиболее предпочтительны по сравнению с РУО. Это определяется технологическими недостатками, свойственными для всех углеводородных жидкостей, используемых в качестве основы РУО (минеральные или синтетические масла, нефть и др.). Под действием высоких температур наблюдается резкое падение вязкости данных растворов [156]. Так, при прогреве раствора на углеводородной основе с 20 °С до 70...80 °С реологические показатели могут снизиться более чем в 3 раза, в то время как для растворов на водной основе изменение этих же показателей составляет не более 30...40 %. Всё это ведет к ухудшению качества очистки ствола, ослаблению пород, слагающих открытый ствол скважины, что особенно критично при бурении глубоких наклонно направленных скважин. В ряде случаев в условиях высоких температур было отмечено повышение коэффициентов трения и, как результат, возникновение затяжек, посадок и прихватов бурильной колонны.
Поэтому для бурения глубоких скважин, характеризующихся сложными геологическими условиями, в частности высокими пластовыми температурами и давлениями, именно использование растворов на водной основе является наиболее обоснованным и целесообразным. Устойчивость стенок скважины в глинистых породах при использовании РВО обеспечивается за счёт снижения щелочности раствора и исключения из его состава сильных диспергаторов [123, 124]. Это достигается за счёт
использования в составе растворов химических реагентов, содержащих ионы водорода (Н+) и ионы калия (К+), которые снижают активность проникновения воды в глинистую породу.
Промывочные жидкости на водной и углеводородной основах имеют как характерные достоинства, так и ограничения в их применении. С целью правильного подбора состава и типа раствора должны быть учтены геологические аспекты конкретного месторождения и планируемой скважины.