Строительство эксплуатационных горизонтальных скважин

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

Оценка поражающего воздействия теплового излучения при проливе дизтоплива из емкости объемом 50,0 м3 на складе ГСМ выполнена в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 « Пожарная безопасность технологических процессов» и СП 12.13130.2009 « Системы противопожарной защиты. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

Зоны теплового поражения при пожаре имеют форму концентрических кругов, их центр совпадает с источником воздействия. При расчете определены расстояния от геометрического центра пролива до объекта, облучаемого предельно допустимыми значениями интенсивности теплового потока при различных степенях поражения.

Исходные данные для расчетов:

Ожидаемый объем излива дизтоплива - 50,0 м3.

Площадь пролива дизтоплива в обваловку – 120,0 м2

Максимальная летняя температура – плюс 39 оС.

Результаты расчетов зон теплового поражения при пожаре при проливе дизтоплива из емкости приведены в таблице 3.4.

Таблица 5

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

Расчеты и определение зон и категорий взрывоопасности при пожаре излива углеводородного сырья (нефти) из скважины выполнены в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 « Пожарная безопасность технологических процессов» и СП 12.13130.2009 « Системы противопожарной защиты. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

Исходные данные для расчетов (K1brg (АС 12)):

Ожидаемый объем излива углеводородного сырья (нефти) из скважины (Q) –

1,67т.

Газовый фактор попутного нефтяного газа (Гф) – 66,7 м3/т.

Плотность попутного газа (ρг) – 1,069 г/см3.

Максимальная летняя температура – плюс 39 оС.

Расчет

1. Избыточное давление , кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле

где: - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; - приведенная масса газа или пара, кг

тпр = (Qсг / Q0)* m*Z

где: Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;

Q0 - константа, равная 4,52·10 Дж/кг; т - масса паров ТВС, кг.

тн - масса паров нефти, кг.

тн = W Sи Т = 0,8 х10-3 х 62 х 900 = 44,64 кг

где W - интенсивность испарения, кг/(с·м2); Sи - площадь испарения, м2.

Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство в объем помещения, равное 900 сек.

Приведенная масса паров нефти, кг

тпр н = (Qсг / Q0)* m*Z = (41,0 х 106 / 4,52 х 106)* 44,64*0,1 = 40,49 кг

где: Qсг - удельная теплота сгорания нефти, = 41,0 х 106 Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;

Q0 - константа, равная 4,52·10 Дж/кг; m - масса паров нефти, кг.

тг - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство за 15 сек, кг.

тг = 0,017 х Q х Гф х ρг = 0,017 х 1,67 х 66,7 х 1,069= 2,0242 кг

Приведенная масса газа, кг

тпрн г = (Qсг / Q0)* m*Z = (50,1 х 106 / 4,52 х 106)*2,0242*0,1 = 2,2432 кг

где: Qсг - удельная теплота сгорания газа, = 50,1 х 106 Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;

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

Расчеты и зоны поражений приведены в томе 12 данной проектной документации ИТМ ГО ЧС.

Надежность и безопасность принимаемых при строительстве скважин решений определяется комплексом организационно-технических решений, соответствием принятых при проектировании решений реальным условиям бурения и эксплуатации скважины. Для обоснованного принятия решений необходимо выявить и четко описать все присущие системе опасности.

Оценка тяжести последствий возможных отказов проведена методом экспертной оценки при этом тяжесть последствий оценивалась для 4-х групп, по которым в результате отказа элемента системы может быть нанесен урон - персонал, население, окружающая среда, материальные объекты. При этом оценивались масштабы последствий отказа.

По тяжести последствий отказы распределены следующим образом:

−Отказ с катастрофическими последствиями - отказов с подобными последствиями не выявлено.

−Отказ с критическими последствиями;

−Отказ с некритическими последствиями;

−Отказ с пренебрежимо малыми последствиями - мелкие аварии, по которым можно не проводить анализа риска и не рассматривать их в данной работе.

Возможные в процессе строительства (и эксплуатации) скважины отказы приведены в табл. 6.

Основную (катастрофическую) опасность при строительстве скважин представляет возможный выброс бурового раствора из скважины с переходом в открытый (неуправляемый) фонтан нефтегазовой смеси. Вероятность возникновения нефтегазопроявлений с переходом в открытый фонтан при строительстве скважин очень мала, но она существует. Поэтому есть необходимость проведения анализа риска катастрофической аварии, и критических (некритических) аварий. На основании вышеприведенных расчетов таблиц Кб и анализа произошедших аварий (табл. 6) на аналогичных сооружениях, технологических аппаратах и оборудовании ниже приведена следующая обобщенная оценка:

1Ни один взрыв ГПВС не приводит к эффекту « домино» и эскалации аварии взрыва на другие сооружения.

2Ни один взрыв не приводит к существенному риску гибели людей, находящихся на смежных сооружениях. Гибель людей произойдет только непосредственно в зоне взрыва.

3При взрыве паров ВПОХВ в котельной возможно полное или частичное разрушение помещения: сильные разрушения железобетонных и стальных каркасов с обрушением большей части стен и перекрытий, повреждением технологического оборудования и кабельной продукции.

4При взрыве газа от действия УВВ обслуживающий персонал находящийся во время взрыва в производственном здании либо погибнет, либо получит серьезные повреждения в результате прямого действия взрывной волны либо при обрушении здания или перемещения тела взрывной волной.

5Возможные пожары пролива ЛВЖ не приведут к существенному риску гибели от теплового излучения людей, находящихся даже в непосредственной близости от стены огня. Гибель людей произойдет только непосредственно в зоне пожара. Тепловое излучение при пожарах пролива нефти не

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

Результаты определения степени риска.

Проектом предусмотрено строительство 5 горизонтальных скважин, длина которых составляет 3372 м – пилотный ствол и 4332 м – эксплуатационная колонна. Примерную вероятность возникновения аварий при строительстве всех проектных скважин можно определить с помощью выражения:

Рав = Кав × Н /1000

где: Рав - вероятность возникновения аварий на проектной скважине;

Кав - коэффициент аварийности (количество аварий на 1000 м проходки, см. таблицу 1);

Н=5203*5=26015 м - планируемая проходка по проекту.

Расчетные величины вероятностей, приведенные в таблицет 9 соответствуют степени риска возникновения той или иной аварии при строительстве скважин по данному рабочему проекту.

Таблица 8 - Расчетная версия аварий ( по статистическим материалам )

Примечание: Планируемая проходка по проектной документации составляет ~ 26015 м.

Из результатов расчетов видно, что вероятность возникновения аварий при строительстве скважин по данной проектной документации мала, а риск является приемлемым

7. Анализ неопределенностей результатов оценки риска

По результатам анализа риска катастрофической аварии можно сделать заключение о том, что при стопроцентной надежности запорного оборудования степень риска возникновения открытого (неуправляемого) фонтана стремится к нулю. При рассмотрении статистических данных прошлых лет по табл. 1 за три года не произошло ни одной аварии с открытым фонтаном. Кроме того, на стадии проектирования предусмотрено применение исправного противовыбросового оборудования и выполнение специальных мероприятий, исключающих возникновение нефтегазопроявлений и неуправляемого открытого фонтана. Но, несмотря на вышеперечисленные выводы, вероятность возникновения такой аварии существует, однако степень ее возникновения количественно определить (на стадии проектирования) не представляется возможным. Таким образом, анализируя оценку риска катастрофической аварии, связанной с открытым неуправляемым фонтаном, получаем неопределенный результат: при значении степени риска, равном нулю, не исключается вероятность аварии.

В данном разделе проектной документации не рассмотрены виды критических (некритических) аварий, которые могут произойти при строительстве скважин, и их невозможно учесть, так как их невозможно предвидеть. Такие аварии могут произойти по разным причинам, например, из-за:

−превышение допустимых нагрузок и сил на буровое оборудование и инструмент;

−нарушение технологических процессов;

−использование неисправного оборудования и инструмента;

−снижение надежности оборудования и несвоевременный контроль его качества;

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

−изменение горно-геологических условий бурения по сравнению с проектными данными;

−ошибка обслуживающего персонала (человеческий фактор).

Расчеты вероятностей возникновения критических аварий выполнены только по тем видам аварий, которые произошли за прошлый период в одном буровом предприятии. По результатам расчетов получены количественные значения вероятностей возникновения отдельных видов аварий при бурении проектных скважин, в то время как проектной документацией совершение аварий не предусмотрено, т.е. оценивать риски критических аварий на стадии проектирования строительства скважин некорректно. Таким образом, вероятности критических (некритических) аварий на стадии строительства скважин можно принять равными нулю.

Несмотря на неопределенность результатов оценок риска при строительстве скважин по данной проектной документации (на стадии проектирования), полученные значения вероятностей аварий, приведенные в таблице 26.8 можно рассматривать как количественные оценки степени риска.

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

Рассмотренные аварийные ситуации с выбросом горючих газов и проливом легковоспламеняющейся жидкости может протекать по различным сценариям со следующими последствиями:

∙пожар излива с тепловым воздействием на людей и окружающую среду;

∙взрыв газовоздушной смеси с воздействием ударной волны на людей и близко расположенные объекты;

∙выброс вредных веществ с последующем токсическим воздействием на людей и окружающую

среду.

Оценка вероятности возникновения аварийных ситуаций и вероятности развития их по различным сценариям на проектируемом объекте проведена с учетом принятых проектных решений и статистических данных согласно « Руководству по оценке пожарного риска для промышленных предприятий», ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2006.

Количественная оценка индивидуального риска для обслуживающего персонала на взрывопожароопасном проектируемом объекте выполнена на основе РД 03-418-01 и по методике, изложенной в ГОСТ Р 12.3.047-98.

Индивидуальный риск для трасс и наружных площадок взрывопожароопасного проектируемого объекта при воздействии различных опасных поражающих факторов в результате возникновения аварийных ситуаций, включая максимальные аварии, представлен в таблице 10.

Таблица 9 - Индивидуальный риск для территорий проектируемого объекта при воздействии различных опасных факторов в результате аварий

В соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 предельно допустимые значения приемлемого индивидуального пожарного риска для населения составляют:

∙безусловно приемлемый индивидуальный риск – меньше 10-8 год-1;

∙безусловно неприемлемый индивидуальный риск – больше 10-6 год-1.

Индивидуальный риск, как правило, определяется не для каждого человека, а для групп людей, характеризующихся примерно одинаковым временем пребывания в различных опасных зонах и использующих одинаковые средства защиты (РД 03-418-01 « Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов», М. 2002 г.).