5. Возможные аварийные ситуации при добыче и транспорте нефти

При добыче и транспортировке нефти могут возникать различные аварийные ситуации. К числу наиболее распространенных относят аварии, происходящие из-за поломки, оставления или падения в скважину элементов обсадных или бурильных колонн, из-за неудачного цементирования обсадных колонн, прихвата, открытого фонтанирования и падения в скважину различных предметов; взрывы и пожары на трубопроводах и емкостях хранения и коррозионные отложения.

Наиболее опасными объектами нефтяного месторождения являются:

- дожимные насосные станции (ДНС);

- системы промысловых нефтепроводов;

- нефтесборные коллекторы.

Прихваты - одна из самых распространенных, сложных и трудоемких групп аварий при бурении. Прихватом называется авария в скважине, характеризующаяся частичным или полным прекращением движения бурового инструмента, обсадных труб или геофизических приборов. Случаются прихваты шламом, прихваты горными породами, прихваты предметами (ключи, гайки), упавшими в скважину. С ростом глубины скважин и давления как гидростатического, так и пластовых во вскрываемых горизонтах, возрастает и потенциальная опасность прихвата при бурении скважины. О влиянии сложности бурения при проводке глубоких скважин свидетельствует следующее: если на 1000м проходки на месторождении при бурении в интервале до 2000м приходится лишь 0,033 аварии с прихватом инструмента, то при бурении на глубинах более 2000м эта цифра составляет 0,184. Следовательно, количество прихватов на 1000м проходки при бурении свыше 2000м в 5,6 раз больше чем до 2000м. Время на ликвидацию аварии тоже резко увеличивается с ростом глубины. На устранение прихватов затрачивается до 80 % непроизводительного времени в цикле сооружения скважины.

На нефтепромысловых трубопроводах, износ трубопроводов достигает 80%. Основной причиной аварий является физический износ и коррозия металла. Механизмы коррозии в различных условиях различны, и различны разрушения поверхности металла, среди которых:

-равномерная (общая) распространяется по металлу равномерно;

-локальная (местная) сосредоточенная на отдельных участках поверхности;

-межкристаллитная характеризуется разрушением металла по границам зерен металла;

-избирательная, направленная на расплавление одного из металлов сплава;

-коррозионное растрескивание происходит из-за постоянного растягивающего напряжения в коррозионной среде;

На долю этой причины приходится 60 - 70% всех аварий. Это обосновывается тем, что:

во-первых, в промысловых нефтепроводах, в отличие от магистральных, перекачивается не чистая нефть, а скорее нефтесодержащая жидкость, в которой вода, идущая из скважины вместе с нефтью, составляет до половины перекачиваемых на промыслах объемов продукта.

во-вторых, в промысловой нефти есть и песок, и другие взвеси с абразивными свойствами.

в-третьих, некоторые скважины дают не только нейтральные для металла углеводороды, но и агрессивные компоненты, активно разрушающие трубу, например сероводород.

Данные причины, а также значительный физический износ объясняют высокую частоту аварий на промысловых нефтепроводах. К числу последствий таких аварий относится выброс нефти в окружающую среду. Хотя сама нефть органического происхождения и как такого воздействия на окружающую среду не имеет, но мы говорим о водонефтяной эмульсии, которая является очень агрессивной средой.[2]

На Сундурско – Нязинском месторождении высокая доля солевых отложений на водоводах и скважинном оборудовании нагнетательного фонда. Что же касается других видов отложений, одной из главных проблем месторождения является значительный показатель АСПО. Особенно остро стоит вопрос смолопарафинистых отложений на скважинах Сундурской площади. Это приводит к резкому повышению давления, до 40 атмосфер, и впоследствии к разрыву нефтепровода скважины и утечке нефти в пласты.[15]

Попутный газ, образующийся при добыче, сжигается на факельных установках. Факельные установки характеризуются повышенной степенью опасности по сравнению с другим технологическим оборудованием. Максимальная опасность взрыва возникает в случае образования в факельных установках смеси горючего газа и воздуха. Если к такой смеси добавить инертный газ, то при определенном его содержании смесь становится негорючей. Количество инертного газа определяется его видом и составом горючего газа и составляет 50-75%. Образование взрывоопасных смесей в факельных установках связано в основном с попаданием в них кислорода воздуха. Опасность проникновения атмосферного воздуха в факельные установки возникает, прежде всего, при большом ветре, низкой скорости потока сбрасываемого газа и сбросе газов с относительной плотностью по воздуху меньше 1 или нагретых газов. Воздух в факельную систему может попасть в основном через срез факельной трубы или через неплотности при нарушении герметичности оборудования. В последнем случае подсос воздуха в установку обусловлен разрежением в факельной трубе. Другим фактором, обусловливающим повышенную опасность факельных установок, является постоянно горящий факел, открытый огонь. Одной из причин аварий на факельных установках является засорение (замерзание) факельных трубопроводов.

Наиболее сложными и опасными являются аварии с открытыми фонтанами при строительстве и эксплуатации скважин. В результате этих аварий наносится огромный материальный ущерб. Начавшаяся в виде проявлений аварийная ситуация может перейти в открытый фонтан с возгоранием, уничтожением скважины, гибелью людей.

Можно выделить три группы факторов, приводящих к возникновению открытого фонтана:

Первая группа - факторы, характеризующие состояние оборудования;

Вторая группа - факторы, связанные с неправильными действиями буровой бригады при строительстве скважин;

Третья группа - факторы, связанные с водопроявлениями.

Основные причины воспламенения фонтанов:

-выбросы породы и воспламенение искр в результате удара камней друг о друга или о стальные конструкции и оборудование буровой вышки;

-обрыв световой электропроводки, неисправность электрооборудования и аппаратуры;

-искры при пользовании в процессе аварийных работ стальным инструментом;

-газовые разряды;

-нарушение правил пожарной безопасности при производстве аварийных огневых работ в зоне действующего фонтана.

Возникновение подобного рода аварии происходит в три стадии.[2]

Таблица 3

Стадии развития фонтанирования

Стадия	Характеристика	Превентивные меры по предупреждению стадии
Зарождения	Ошибочное прогнозирование пластового давления, определение проектной плотности бурового раствора и глубины залегания продуктивных отложений.	Выбор конструкции скважины должен производиться в соответствии с требованиями Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности. Рабочие проекты на строительство скважин, должны обеспечивать безаварийную проводку ствола.
Инициирования	Превышение давления столба жидкости в интервале пласта, содержащего флюид.	Утяжеление глинистых растворов, сохраняя их вязкость в нужных пределах.
Кульминации	Выход из скважины газонефтяной смеси на дневную поверхность на высокой скорости и ее воспламенение.	Монтаж и эксплуатация скважин
Затухания	Тушение и ликвидация открытого фонтана. Ликвидация розливов нефти.	Принятие эффективных мер с наименьшими материальными и временными затратами.