9 Меры по обеспечению безопасных условий труда и охрана окружающей среды при освоении скважин

Охрана труда при освоении скважин

К характерным опасным моментам при освоении нефтяных скважин относятся:

· открытое фонтанирование, которое может происходить при несоответствии выбранного оборудования геолого-техническим условиям эксплуатации скважин, при свабировании и т.п.;

· взрывы, возможные при аэрировании скважин;

· пропуски газа и нефти вследствие ослабления соединений, сальниковых узлов и нарушений в обвязке;

· повышение давления в системе обвязки скважины выше расчетного;

· скопление газа в колодцах и низах.

Во избежание возникновения опасных моментов при освоении нефтяных скважин является соблюдение правил безопасности, основные из которых изложены ниже.

Рабочие места, оборудование и зона проведения работ должны быть обеспеченны электроосвещением в соответствии с требованиями ПТБЭ, ПТЭЭ и ПЭУ.

Расстановка агрегатов, оборудования, приспособлений и устройство площадок в зоне работ осуществляется в соответствии со схемой и техническими регламентами, утвержденными техническим руководителем предприятия.

Грузоподъемность подъемного агрегата, вышки, мачты, допустимая ветровая нагрузка должна соответствовать максимальным нагрузкам, ожидаемым в процессе проведения работ.

Агрегаты для ремонта скважин устанавливаются на приустьевой площадке в соответствии с инструкцией по эксплуатации завода изготовителя.

Перед началом работ скважина должна быть заглушена жидкостью. Глушению подлежат все скважины с пластовым давлением выше гидростатического и скважины, в которых сохраняются условия фонтанирования или газонефтеводопроявлений при пластовых давлениях ниже гидростатического.

Скважины, в продукции которых содержится сероводород в количествах, превышающих пределы, установленные нормами, должны быть заглушены жидкостью, содержащей нейтрализатор сероводорода.

Устье скважины должно быть оснащено противовыбросовым оборудованием.

Охрана окружающей среды и недр при освоении скважин

Окружающая среда (атмосфера, почва, источники артезианских и целебных вод) может быть загрязнена при освоении скважины в результате выброса нефти, фонтанировании или перетока через неизолированное заколонное пространство пластовых флюидов, содержащих сероводород, углеводороды, соли натрия, кальция, магния, и других элементов. А также в результате выбрасывания промывочной жидкости, которая остается по окончании бурения или небрежного обращения с радиоактивными изотопами, иногда используемыми для контроля качества разобщения проницаемых пластов.

Одним из мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения окружающей среды, является сооружение на расстоянии 100-200 м от скважины с подветренной стороны до начала работ по вскрытию и освоению продуктивных пластов большого земляного амбара для сбора пластовой жидкости, выбрасываемой из скважины при опробовании, освоении, испытании скважины и при управляемом фонтанировании. В том же случае, если возникло неуправляемее фонтанирование (т.е. при отсутствии противовыбросового оборудования, неисправности его или разрушении устья), необходимо срочно соорудить земляной вал для ограничения возможности растекания пластового флюида по большой территории. Другим мероприятием является пакерование заколонного пространства на участках выше кровли горизонтов с повышенными коэффициентами аномальности, либо между горизонтами с большим относительным перепадом пластовых давлений.

Для предотвращения снижения проницаемости зоны скважины в результате длительного воздействия на них воды или глинистого раствора после окончания бурения скважин и перфорации колонны должны быть приняты меры по немедленному освоению скважин.

Продукты освоения скважины - нефть, и минерализованные воды - являются потенциальными источниками загрязнения окружающей среды.

Освоение и опробование скважин должно проводиться после обвязки обсадных колонн скважин колонной головкой, которая испытывается закачкой воды в межколонное пространство на давление опресовки внешней обсадной колонны.

В процессе освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин должен быть проведен комплекс геофизических, гидродинамических и других исследований в соответствии с утвержденными проектными документами на строительство скважин.

Рекомендуется проводить следующие мероприятия:

· Освоение скважин необходимо производить в специальные емкости;

· Не допускать загрязнения и разлив продуктов освоения скважин;

· В случае разливов продуктов освоения, загрязненный грунт должен быть собран и вывезен спецтранспортом для захоронения в специально отведенное место, которое определяется решением органов самоуправления по согласованию с местным комитетом по охране природы и службой санэпиднадзора.

10 Структура газожидкостной смеси.

В зависимости от физических свойств жидкости и характера ввода газа в поток могут возникать различные структуры движения газожидкостной смеси. Применительно к вертикальным подъемникам принято выделять три типа структуры: эмульсионная, четочная и стержневая

В промысловых условиях при движении газонефтяной смеси имеют место все три режима движения, причем все три - могут быть одновременно в одной и той же колонне: в нижней ее части, где давления высокие, а отсюда абсолютные объемные расходы газа малые - первый режим; в средней части - второй и в верхней, при низких давлениях и высоких объемных расходах газа - третий режим. Возможны также два режима: первый и второй или второй и третий или, наконец, один режим. В промысловых условиях наиболее распространенным режимом является второй режим, по которому работает большинство фонтанных и газлифтных подъемников.

На возникновение той или иной структуры существенное влияние_ оказывает вязкость нефти, расход газа, а также наличие в нефти различных ПАВ, способствующих диспергации газа в потоке.

Плотность газожидкостной смеси. Наибольшие потери энергии в подъемниках связаны с преодолением гидростатического давления столба газожидкостной смеси, определяемого через плотность смеси: Рсм =pс g L, (4.6) где pс - средняя плотность смеси на рассматриваемом участке подъемника длиной L.

Распределение давления в газожидкостных подъемниках

По аналогии с законами трубной гидравлики капельных жидкостей можно принять, что при движении смеси в вертикальной трубе должны происходить потери давления на трение и компенсацию веса столба смеси.

Таким образом, можно записать P₁ – P₂ = P_см + Р_тр + Р_м + P_ин, (4.7) (слайд №9)

где P₁ и P₂ - соответственно давление у башмака и устья подъемника; P_см - гидростатическое давление столба газожидкостной смеси в вертикальной трубе; Р_тр - потери давления на трение; Рм - потери давления на преодоление местных сопротивлений; P_ин - потери давления, связанные с ускорением движения смеси.

Гидростатическое давление столба газожидкостной смеси в вертикальной трубе длиной L может быть выражено через плотность смecu: P_см = ρ_с L g, (4.8)

Уравнение (4.7) можно записать через h - потери напора на трение на участке трубы длиной в I м столба газожидкостной смеси. Тогда P₁ – P₂ = ρ_с L g + h_трρ_cgL+ h_усρ_cgL, (4.9) деля все слагаемые на pgL, получаем: (P₁ – P₂)/ gρL=ρ/ρ_c(1+h_тр+h_ус)

Уравнение (4.9) может быть записано в дифференциальной форме при L, стремящемся к нулю:

dP= ρ_cgdL + h_трρ_cgdL+ h_усρ_cgdL,