книги из ГПНТБ / Гофман-Захаров П.М. Проектирование и сооружение подземных резервуаров - нефтегазохранилищ

тельность подачи воды, поверхность размываемой камеры и ко­ личество тепла, поглощаемое при растворении соли. Так как мно­ гие из вышеупомянутых факторов изменяются по мере роста камеры, то очевидно, что температура растворения соли в под­ земной емкости также изменяется во времени. Причем, при не­ больших камерах, когда обмен рассола в камере происходит за короткое время, определяющим фактором является температура и производительность подачи воды. По мере роста камеры тем­ пература растворения стабилизируется. Ранее исследования по выявлению влияния вышеперечисленных факторов на темпера­ туру процесса растворения соли в подземной емкости не произ­ водили.

Следует, однако, отметить, что при помощи электротермомет­ ров измерялась температура рассола в центре камеры.

Процесс ж е растворения характеризуется температурой на по­ верхности растворения соли, которая должна быть несколько выше температуры рассола, вследствие притока тепла со стороны массива. О наличии теплопотока со стороны горного массива сви­ детельствуют результаты замеров температур рассола, произве­ денных в емкости V после окончания размыва (табл. 30).

Следует иметь в виду, что емкость V после окончания размыва эксплуатировалась и поэтому температура рассола будет вырав­ ниваться с температурой окружающих пород несколько быстрее, чем это вытекает из табл. 29.

Полученное таким образом время, фактически затраченное на вынос определенного количества соли и полученное в результате расчета на соответствующих ступенях, сравнивалось.

Величину расхождения между фактическим временем размыва и расчетным принимали в качестве показателя относительной скорости размыва соответствующих ступеней. Величины скоррек­ тированных расхождений фактических и расчетных величин по соответствующим ступеням приведены в табл. 31.

Сопоставление расчетных и фактических величин, характери­

ных величин с фактическими. Причем, величины, характеризую­ щие отклонения расчетных данных от фактических, меняются по мере развития гидровруба не только по величине, но и по знаку. Гидровруб вначале фактически развивался быстрее по сравне­ нию с расчетом, как в первом, так и во втором вариантах. В даль-

нейшем расхождение уменьшалось и на последних ступенях гидровруб фактически развивался медленнее, чем по расчету. Сопоставление расчетных размеров гидровруба с фактическими, полученными на основании практических замеров в процессе размыва, подтверждает некоторое расхождение фактического формирования с расчетным.

В целом фактическая скорость развития гидровруба незначи­ тельно отличалась от расчетной. По сравнению с первым расчет­ ным вариантом гидровруб развивался на 1,2% быстрее, а по сравнению со вторым на 8,5% медленнее.

Сопоставление расчетного формирования с фактическим также показывает, что формирование гидровруба с ростом камеры все более отклоняется от расчетного за счет несоответствия расчет­ ной скорости роста нижней камеры фактической. Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:

в начальный период размыв гидровруба идет интенсивнее за счет динамического воздействия потока воды;

для приближения расчетного формирования к фактическому необходимо несколько уточнить расчетные формулы, что позво­ лит не только более точно определять концентрацию извлекае­ мого рассола, но и иметь распределение концентрации рассола по высоте камеры;

сопоставление расчетных и фактических величин, характери­ зующих размыв основной камеры, показывает, что по обоим ва­ риантам расчета также имеются некоторые расхождения факти­ ческих величин с расчетными. Причем скорость развития основ­ ной камеры фактически была выше, как в сравнении с первым, так и со вторым вариантами. В начале размыва камеры расхож­ дения расчетных величин с фактическими возрастали по мере роста камеры, а затем практически стабилизировались и состав­

Расхождение величин, характеризующих размыв камер, при сравнении двух расчетных вариантов оказалось различным для гидровруба и основной камеры и составляло соответственно 20 и 9%. Это свидетельствует о том, что для гидровруба влияние тем­ пературы больше, чем для основной камеры. Это следует учиты­ вать при расчетах гидровруба.

Полученные данные по сходимости теоретических и фактиче­ ских результатов с учетом химической неоднородности и анизо­ тропии соли можно считать удовлетворительными.

Условия формообразования емкости V

Скважина V, пробуренная для создания емкости, вскрыла чис­ тую соль значительной мощности (220 м). Чтобы максимально

использовать вскрытую мощность соли, было предусмотрено со­ здание емкости большой высоты (около 200 м).

Был принят метод размыва сверху вниз с использованием жидкого нерастворителя. Учитывая тот факт, что каменная соль содержала незначительное количество нерастворимых включе­ ний, технологией размыва емкости не предусматривалось пред­ варительное создание гидровруба для приема нерастворимых включений. На первом этапе размыва емкости было предусмот­ рено создание прямоточной камеры высотой 210 ж с последую­ щим переходом на противоточный режим размыва. Это позво­ лило сразу же максимально использовать вскрытую мощность соли и, следовательно, сократить сроки создания емкости. Для того, чтобы уменьшить рост диаметра камеры в верхней части, был использован сближенный противоточный режим размыва.

Формообразование камеры по всей ее высоте в начальной ста­ дии размыва контролировали с помощью модернизированного каверномера с разрешающей способностью 3 м. В дальнейшем под контролем находилось только формообразование кровли ка­ меры. Из-за значительной кривизны скважины возникла опас­ ность смятия колонн при их спуске. В связи с этим нельзя было осуществлять спуско-подъемные операции. Поэтому в дальней­ шем в камере производились только такие измерения, которые не требовали спуско-подъемных операций.

Для формирования кровли камеры в качестве нерастворителя был использован бензин, который закачивали ежесуточно рас­ четными порциями. Положение уровня бензина в период размыва контролировали с помощью радиоактивного каротажа.

Условия для отбивки уровня контакта рассол — бензин были благоприятны, так как по мере формирования кровли камеры бензин накоплялся во все возрастающем количестве. По вели­ чине изменения уровня бензин — рассол и количеству бензина, потребовавшегося на изменение уровня, определяли рост диа­ метра камеры в верхней части и соответствие фактического фор­ мирования кровли камеры проектному. По мере зашламовывания низа камеры нерастворимыми включениями центральную колонну приподнимали, что приводило к частичной потере мощ­ ности вскрытой соли.

Однако такая потеря компенсировалась выигрышем времени, так как отпадала необходимость в предварительном создании зумпфа. Всего за период размыва было произведено пять подъе­ мов центральной колонны из-за зашламовывания ее башмака с общей потерей мощности соли 20 м.

Переставляли центральную колонну за одну смену. В общем показатели технологии размыва емкости V весьма высокие. Пер­ воначальный объем камеры 33000 мг был создан за 175 суток. Расход воды на каждый кубический метр емкости составил 8,85 м3. Потребность в нерастворителе составила 1360 м3. После окончания размыва он был снова полностью отобран.

Расчетная схема размыва емкости приведена на рис. 74. Ввиду большого количества ступеней на расчетной схеме пунктиром показаны не все ступени. Сплошной линией показан окончатель­ ный контур емкости, полученный на основании фактических дан­ ных.

В основу расчетной схемы развития камеры положено форми­

Данные расчетного и фактического времени, затраченного на размыв ступеней емкости V, без корректировки на простои при­ ведены в табл. 32.

Анализ расчетных величин и сопоставление их с фактическими данными показывает, что на скорость размыва камеры, а сле­ довательно, и на степень сходности рас­ четных и фактических величин в значи­ тельной степени влиял режим размыва.

Размыв первых одиннадцати ступеней был осуществлен преимущественно прямоточным, а последующих — противоточным режимом. Следует, однако, отметить, что прямоточный режим раз­ мыва первых одиннадцати ступеней пе­ риодически менялся на противоточный, что в значительной степени сказалось на степени сходности фактического и расчетного времени. В целом первые одиннадцать ступеней были размыты на 11 % быстрее по сравнению с расчет­ ным временем первого варианта и на 2% медленнее по сравнению со вторым вариантом. Последующие пять ступе­ ней, размытых преимущественно про­ тивоточный режимом, с учетом кор­ ректировки на простои были размыты на 20 и 16% быстрее соответственно по сравнению с первым и вторым расчет­ ными вариантами.

Анализ данных показывает, что сте­ пень сходимости расчетных данных с фактическими оказалась больше по сравнению с аналогичными величина­ ми емкости I I I .

Это объясняется тем, что фактический размыв емкости V ближе к условиям вывода соотношения для определения концентрации рассола, выдаваемого из камеры. В частности, при размыве ем-

происходило более интенсивное перемешивание рассола, а, сле­ довательно, дифференциация концентрации рассола по высоте камеры была меньшей.

Так как расчетное уравнение получено исходя из осредненной " концентрации растворителя (т. е. не меняющейся по высоте ка­ меры), то действительные условия размыва емкости V были близкими к исходным расчетным предпосылкам.

Учитывая возможность увеличения размеров емкости V без снижения ее прочности, по просьбе заказчика была разработана технология доразмыва емкости с доведением объема до 81000 мъ. Увеличение объема емкости почти в 2,5 раза позволило ускорить срок ввода в действие общего объема хранилища; улучшило тех­ нико-экономические показатели не только емкости V, но и всего хранилища; при этом было ликвидировано отклонение рабочих колонн скважины V от вертикали.

Формирование двухскважинной емкости IV—IVa

При размыве подземной емкости по двухскважинному ва­ рианту значительное время требуется на размыв и сбойку гидро­ врубов. Время, необходимое для этого, составляет существенную часть общего времени, потребного для размыва емкости. Так,, например, на размыв и сбойку гидроврубов скважин IV и IVa опытно-промышленного хранилища Яр-Бишкадака согласно про­ екту требуется более 7з времени, потребного на размыв емкости.

Следовательно, одним из резервов сокращения времени размыва емкости, а значит, снижения стоимости хранилища, является со­ кращение сроков сбойки гидроврубов. Анализ технологии сбойки гидроврубов показывает, что время, потребное для сбойки, суще-

е— основание натуральных логарифмов.

Вслучае развития гидровруба в виде усеченного конуса усло­ вия для сбойки более благоприятны.

На основании приведенных зависимостей построены кривые

взаимовлияния радиуса сбойки и высоты гидровруба (hQ) и раз­ ности абсолютных отметок потолочин гидроврубов (а) при неиз­ менном расстоянии между центрами гидроврубов, равном 40 м. Кривые, приведенные на рис. 77, получены для расчетной схемы рис. 75, а приведенные на рис. 78 — для схемы рис. 76. При рас-

смотрении кривых, приведенных на рис. 77, становится очевид­ ным, что с увеличением разности абсолютных отметок потолочин гидроврубов резко возрастает радиус сбойки, причем влияние величины а особенно велико при небольшой высоте гидровруба. С увеличением высоты гидровруба влияние величины а на вели­ чину радиуса сбойки снижается.

при радиусах, незначительно превышающих половину расстоя­ ния между центрами гидроврубов.

Следовательно, при размыве сбиваемых гидроврубов необхо­ димо стремиться к наименьшей разности между абсолютными отметками потолочин гидровруба. Учитывая, что основным ме­ тодом контроля за положением уровня нерастворителя при раз­ мыве гидроврубов является «подбашмачный» контроль, башмаки рабочих 8" колонн должны быть установлены на отметках, ми­ нимально отличающихся друг от друга.

Учитывая, что вскрытая скважинами IV—IVa мощность ка­ менной соли сравнительно велика, а с ростом высоты гидровру­ бов резко снижается радиус сбойки, высота гидроврубов принята 15 м.

Была предложена технология, при которой формирование кровли камеры производится самостоятельно над каждым гидро­ врубом до момента сбойки в виде усеченного конуса. Применяе­ мый в качестве нерастворителя бензин закачивали ежесуточно расчетными порциями.