Строительство эксплуатационных горизонтальных скважин

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Содержание

Наименование

1.Задачи и цели анализа риска аварий

2.Описание анализируемого опасного производственного объекта

3.Методология анализа, исходные предложения и ограничения, определяющие пределы анализа риска (определение сценария возможных аварий)

4.Описание используемых методов анализа, моделей аварийных процессов и обоснование их применения

5.Исходные данные и их источники по аварийности, результаты идентификации опасностей (аварий) при строительстве скважин

6.Оценка риска аварий при строительстве нефтяных скважин

7.Анализ неопределенностей результатов оценки риска

8.Оценка индивидуального и коллективного риска при авариях на объектах строительства проектируемых скважин

9.Обобщение оценок риска

10.Рекомендации по уменьшению риска при строительстве скважин

11.Заключение

Список использованной литературы

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1. Задачи и цели анализа риска аварий

Основные задачи анализа риска аварий при строительстве нефтяных скважин (на стадии проектирования) заключаются в предоставлении лицам, пользующимся настоящей проектной документацией:

−объективной информации о состоянии промышленной безопасности при строительстве скважин;

−сведений о наиболее опасных, "слабых" местах с точки зрения безопасности;

−оценки степени риска (на качественном уровне) при строительстве скважин;

−обоснованных рекомендаций по уменьшению степени риска.

Целью выполнения работы по оценке риска аварий при строительстве нефтяных скважин является разработка комплекса мероприятий по предупреждению аварийных ситуаций и тем самым достижение полного исключения травматизма или гибели людей, материального ущерба и вреда окружающей природной среде.

Анализ степени риска технологических и технических решений при строительстве нефтяных скважин по данной проектной документации, выполненной ООО « ЮганскНИПИ», проводился по рекомендуемой схеме:

−планирование и организация работ;

−идентификация опасностей;

−оценка степени риска;

−разработка рекомендаций по уменьшению степени риска (управление риском).

При планировании и организации работ учитывались проектные решения по обеспечению безопасности ведения буровых работ, и тем самым способствующие снижению степени риска, на основе законодательных актов, нормативных документов, распоряжений, указаний и заданий следующих организаций:

−Госгортехнадзора России и его функциональных подразделений по территориальному признаку (Управление Тюменского округа Госгортехнадзора России);

−Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Ханты-Мансийскому автономному округу;

−аварийно-спасательного формирования - военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов;

−пожарных инспекций всех назначений;

−административных и производственных подразделений недро-пользователя — компании

ООО "РН-ЮНГ".

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2. Описание анализируемого опасного производственного объекта

Опасным производственным объектом при строительстве нефтяных скважин является сама строящаяся скважина (в частном случае строительство боковых стволов), а также буровая установка с основным и вспомогательным технологическим оборудованием и инструментом, необходимым для бурения скважины.

Реконструируемая скважина расположена в районе со слабо развитой инфраструктурой. Централизованные источники теплоснабжения и электроснабжения на месте производства работ отсутствуют.

Производственное водоснабжения предусматривается от водяной скважины на расстоянии 100 м от буровой, (см. табл. 3.4 проектной документации).

Теплоснабжение обеспечивается котельной. Работа котельной предусматривается в наиболее холодное время отопительного сезона составляющей для района работ 257 сутки.

Энергообеспечение буровой установки, дополнительного оборудования обеспечивается от дизель-генераторных блоков БУ. На площадке имеется также одна резервная (аварийная) дизельэлектростанция АСД-200.

Для связи объекта с базой предприятия и оперативного извещения надзорных органов о чрезвычайной ситуации или пожаре на буровой, предусмотрен радиотелефон.

Буровое оборудование, материалы, ГСМ будут доставляться по имеющимся круглогодичным и сезонным автодорогам.

Процесс бурения скважины представляет собой последовательное разрушение горных пород геологического разреза месторождения до глубины проектного продуктивного пласта и последующее обсаживание ствола скважины обсадными колоннами.

Конструкция скважины приведена в подразделе 5.1 проектной документации.

Такая конструкция скважины обусловлена горно-геологическими условиями бурения и позволяет избежать осложнений при бурении, а также обеспечивает надежную изоляцию пластов геологического разреза друг от друга.

В качестве промывочной жидкости при бурении под эксплуатационную колонну предусматривается использование полисахаридного бурового раствора. Параметры бурового раствора по интервалам бурения приведены в подразделе 7.1 проектной документации.

Режимы бурения ствола скважины, результаты проверочных расчетов, выбранных для бурения скважины, колонн бурильных труб, планируемый к применению породоразрушающий инструмент и элементы КНБК по интервалам бурения приведены в разделе 8 проектной документации.

Вразделе 9 проектной документации приведены расчеты обсадных колонн для всех условий их работы, произведен выбор технологической оснастки обсадных колонн и тампонажных материалов для крепления с расчетами потребного количества, обоснованы способы цементирования и произведен расчет рациональных режимов цементирования обсадных колонн, приведены методы оценки состояния обсадных колонн, а также способы и периодичность испытания их на прочность.

Вразделе 10 приведена технология освоения скважины, приведены результаты проверочных расчетов колонн НКТ для всех операций процесса освоения, выполнены расчеты потребного количества материалов и оборудования.

Строительство нефтяной скважины - это сложный производственный процесс, включающий множество технологических операций, для выполнения которых требуется сложное буровое оборудование и специальные знания и навыки работников для его обслуживания, при котором требуется строгое соблюдение работниками правил техники безопасности и требований "Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности".

Скважина является опасным производственным объектом, так как в процессе углубления осуществляется вскрытие отложений недр, насыщенных взрывопожароопасными флюидами - нефтью, газом. В случае неконтролируемого выхода таких флюидов на земную поверхность существует опасность возникновения открытого фонтанирования с последующим возгоранием. По степени опасности возникновения нефтеводопроявлений рассматриваемые в проектной документации поисковые скважины относятся к 1-ой категории.

Кроме вышеизложенного, сама буровая установка является аварийно опасным объектом, так как для осуществления технологических операций в процессе строительства скважины применяется

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

достаточно большое количество оборудования и инструмента довольно крупных размеров и со значительной массой.

Буровая установка оснащена специальным крупногабаритным оборудованием для сборки (свинчивания и развинчивания резьбовых соединений, удерживания труб в подвешенном состоянии) компоновок низа бурильной колонны (КНБК), бурильных труб, обсадных колонн и спуска их в скважину и т.д.

Для производства углубления скважины с помощью гидравлических забойных двигателей, а также для промывки ствола от выбуренной породы (шлама) требуется подача промывочной жидкости в колонну бурильных труб по нагнетательной линии под высоким давлением с помощью буровых насосов. Давление в нагнетательной линии буровой установки может достигать до 13,3 МПа, что является опасным и требуется строго соблюдать требования безопасности при работе с сосудами работающими под давлением.

Перечисленные выше оборудование и инструмент наиболее часто используются в процессе бурения и являются наиболее опасными.

3. Методология анализа, исходные предложения и ограничения, определяющие пределы анализа риска (определение сценария возможных аварий)

В результате анализа ранее определенных событий (причин, факторов), обусловленных конкретным инициирующим событием, был рассмотрен следующий сценарий.

Частичная или полная разгерметизация противовыбросового оборудования (фонтанной арматуры) → выброс жидкости в закрытом/открытом пространстве → воспламенение (мгновенное/с задержкой) →пожар с образованием токсичных продуктов горения/испарение и последующий взрыв → тепловое воздействие пожара пролива, "огненного шара"/воздействие ударной волны на персонал, окружающее оборудование, несущие конструкции → токсическое воздействие на персонал → нарушение герметичности окружающих конструкций → эскалация аварии.

В приведенном сценарии в зависимости от масштабов и тяжести последствий можно выделить 3

фазы:

−фаза А - период развития аварии в пределах устья скважины;

−фаза Б - угроза цепного развития аварии с выходом за пределы устья скважины (событие на территории объекта);

−фаза В - угроза цепного развития аварии за пределами объекта.

Принимая во внимание имеющиеся на объекте количества энергоносителей и их физикохимические характеристики, а также месторасположение объекта, вероятность перехода аварии в фазу "В" практически отсутствует.

Разгерметизация противовыбросового оборудования (фонтанной арматуры) опасна образованием пожара, пролива пластового флюида и концентрации паровоздушной смеси. Размещение рядом с устьем оборудования для освоения и испытания скважины может привести к каскадному развитию аварий с "эффектом домино", в том числе к групповым пожарам.

Основными инициирующими факторами при этом являются:

−взрыв паровоздушного облака углеводородов (воздействие давления ударной волны (УВ) на устьевое оборудование с последующей его разгерметизацией и воспламенением, распространение пламени);

−тепловое воздействие на сооружения буровой (при лучистом теплообмене при открытых пожарах углеводородов на ограниченных площадях; при лучисто-конвективном теплообмене вследствие неконтролируемого выхода и прямого воздействия горящей жидкости).

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

показатели риска:

как технический риск, индивидуальный риск, потенциальный риск, коллективный риск; социальный риск.

Риск возможных аварий при строительстве скважин по характеру и тяжести последствий в основном относится к техническому риску. Хотя, при катастрофической аварии, связанной с выбросом из скважины бурового раствора и неконтролируемым фонтанированием пластовых флюидов, существует индивидуальный риск, т.е. опасность поражения или гибели людей. Ущерб от аварий при строительстве скважин чаще всего бывает представлен материальными затратами.

На стадии проектирования строительства скважин не корректно предусматривать возникновение аварий, но можно допустить, что часто повторяющиеся аварии при строительстве ранее пробуренных скважин с той или иной частотой могут произойти и при строительстве проектных скважин.

В данной работе для анализа риска аварий при строительстве скважин (на стадии проектирования) использованы:

−статистические материалы тех аварий, которые происходили в последние годы при строительстве скважин на месторождениях с идентичными горно-геологическими условиями;

−результаты расчетов при моделировании аварийных процессов на стандартных узлах (объектах) буровой установки и площадки бурения скважин (склад ГСМ, котельная, устье скважины).

Метод количественного анализа риска характеризуется рассмотрением и расчетом нескольких показателей риска (например, технического риска, индивидуального риска) и может включать в себя несколько методик. Метод количественного анализа риска с использованием статистических показателей позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям и дает возможность показать возможный ущерб в цифровом значении.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

5. Исходные данные и их источники по аварийности, результаты идентификации опасностей (аварий) при строительстве скважин

Учитывая то, что анализ риска аварий при строительстве скважин проводится на стадии проектирования, метод количественного анализа риска, как наиболее эффективный, приводится в данном разделе проектной документации по статическим данным (табл. 1) для буровых предприятий при строительстве скважин с идентичными горно-геологическими условиями на месторождениях Западной Сибири, в том числе по открытым фонтанам в бывшем СССР.

Дополнительно использованы результаты расчетов при моделировании сценариев развития аварий для склада ГСМ, устье скважины (табл. 2; 5; 6). В качестве статистического материала использованы данные по буровому предприятию ООО « РН-Бурение».

Таблица 1 - Данные по аварийности в ООО «РН-Бурение» за 2006-2008 гг.

Примечание - проходка за период 2006-2008гг. в ООО « РН-Бурение» составила 1452660 м; Затраты средств на ликвидацию всех аварий составили 63121,223 тыс руб.

Из данных таблицы 1 видно, что за указанный период в ООО « РН-Бурение» аварий с открытым фонтаном, представляющих самую большую опасность по тяжести последствий, не было. Аварий со складом ГСМ и котельной также не было.

Аварии, произошедшие в прошлые годы, представляют, в основном, технический риск, связанный с потерей материальных ресурсов без особой угрозы жизни и здоровью людей при условии соблюдения персоналом техники безопасности.

Поскольку аварий со складом ГСМ в ООО « РН-Бурение», не было в настоящем разделе приводятся расчетные данные смоделированной сценария развития данной аварии.

Перечень опасных производств с указанием характеристик опасных веществ и их количеств, которые могут вызвать ЧС

К опасным производственным участкам, на которых возможны чрезвычайные ситуации, на проектируемом объекте относятся:

∙устье эксплуатационной скважины

∙площадка ГСМ, на которой располагается топливо для дизельной электростанции.

На устье эксплуатационной скважины возможен аварийный выход углеводородного сырья (нефти) на поверхность в случае разгерметизация технологического оборудования в количестве, соответствующем дебиту данного пласта данной скважины. Сведения о нефтеносности по разрезу