5.6. Хранение жидких углеводородов в вечномерзлых грунтах

При обустройстве новых и реконструкции действующих газоконденсат- ных месторождений севера возникает необходимость создания резервуар- пых парков для хранения газового конденсата, нефти, моторных топлив, ШФЛУ, пропана и других жидких углеводородов с целью повышения надеж­ности работы трубопроводного транспорта и организации перевозок продук­тов морским путем.

Хранение углеводородов в резервуарах траншейного н шахтного типа благоприятно еще и потому, что товарные качества продукта в процессе хра­пения не только не ухудшались, но улучшались за счет вымерзания влаги.

В технологии строительства промышленных шахтных резервуаров объе­мом 25-50 тыс. м' предусмотрена проходка выработок-емкостей в толще непроницаемых и устойчивых вечномерзлых пород с применением горно­проходческого оборудования. Законченный строительством резервуар представляет собой систему протяженных горизонтальных выработок-ем- костей, облицованных льдом, соединенных с поверхностью земли технологичсскими скважинами и смотровой выработкой (рис. 5.19). Создание под­земных хранилищ шахтного типа в практически непроницаемых вечномерз- лых породах имеет определенную специфику. При эксплуатации таких храни­лищ требуется соблюдать необходимые температурные условия. Это связа­но с тем, что прочностные и фильтрационные свойства мерзлых пород и ледяной облицовки выработок-емкостей существенно зависят от температуры поступающих в хранилища продуктов. Чем ниже температура пород, тем надежнее сохранность ледяной облицовки.

При проектировании бесшахтного резервуара для хранения жидких угле­водородов в мерзлых породах необходимо выбрать оптимальный диаметр технологической скважины фиксированной глубины для сооружения резер­вуара заданного объема. Предлагаемый расчет позволяет выбрать опти­мальную продолжительность сооружения бесшахтного резервуара и диа- метр технологической скважины.

Поскольку для нормального гидротранспорта водогрунтовой пульпы не­обходимо сохранять минимальную скорость восходящего потока, увеличе­ние диаметра скважины влечет за собой пропорциональное увеличение ее площади возрастание расхода воды и пульпы, а следовательно, установлен­ной мощности, массы агрегатов и трубопроводов, т. е. в конечном итоге затpaт на оборудование, монтажные и строительные работы. Вместе с тем уве­личение диаметра скважины повышает скорость разработки и уменьшает продолжительность строительства резервуара, сокращая условно-постоян­ные затраты, а следовательно, общую стоимость строительства. Оптималь­ный диаметр скважины приближенно можно выбрать по критерию минималь­ных суммарных затрат на строительство.

5.7. Специальное оборудование подземных газонефтехранилищ

Строительство подземных хранилищ в отложениях каменной соли мето­дом размыва начинается с бурения скважин. Этот комплекс работ предус­матривает непосредственно процесс бурения, цементацию обсадных колонн п испытание скважины на герметичность [65].

В зависимости от выбранного метода строительства, обусловленного мощностью рабочей толщи каменной соли, бурение скважин осуществляют вертикально или наклонно.

При сооружении хранилищ методом подземного выщелачивания, как правило, применяют вертикальные скважины трех-колонпой конструкции. Их бурят обычными методами, для обсадки используют грубы 0 194-377 мм. На рис. 5.20 представлена схема оборудования скважины для размыва под­земной емкости.

Проходку скважин осуществляют любым из известных способов меха­нического бурения.

Особые требования предъявляются к герметичности скважин. Герме­тичность скважины и закрепленной части сгвола зависит от герметичности обсадной колонны труб - затрубного пространства. Она обусловлена от­сутствием дефектов в теле труб и резьбовых соединениях, и ее проверяют после тампонажа затрубного пространства до разбуривания цементной про­кладки. Герметичность обсадной колонны достигают нанесением на резь­бовое соединение специальных герметизирующих смазок, применением сварной колонны, заваркой муфтовых соединений качественными электро­дами. При свинчивании груб с муфтовыми соединениями используют гра­фитовые или специальные смазки, обеспечивающие герметизацию резьбо­вых соединений.

Высококачественная цементация основной тампонажной колонны явля­ется главным условием герметичности скважин и успешной ее эксплуатации.

Колонка считается герметичной, если в течение 30 мин падение давления не превышает 2 % от испытательного. После того как скважина пробурена до проектной отметки, ее вновь проверяют на герметичность. При сдаче емко­сти в эксплуатацию герметичность скважины контролируют закачкой нера­створителя под башмак обсадной колонны. Если разница в количестве зака­ченного и отобранного через двое-трое суток продукта не превышает 0,8 %, значит скважина герметична, В процессе эксплуатации герметичность сква­жин подземных хранилищ необходимо проверять не реже одного раза в те­чение трех лет.

После испытания скважину оборудуют двумя висячими колоннами труб (рис. 5.20). Такая конструкция обеспечивает все технологические операции по направленному размыву подземных емкостей.