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

При размыве емкости IV—IVa была исследована возможность формирования камеры сложной конфигурации, а практическое осуществление строительства этой емкости позволило оценить возможность камер значительных размеров с точки зрения дол­ говременной их прочности в условиях работы подземных емко­ стей. При этом решались отдельные вопросы, связанные с фор­ мированием подземных камер. Исследовалось формирование гидроврубов больших диаметров на разных этапах развития, фор­ мирование кровли с помощью бензина, съема соли с поверхно­ стей камеры на различных этапах ее развития. Было подверг­ нуто практической проверке предположение, вытекающее из ана­ лиза размыва первых емкостей, о неравномерности размыва соли в различных участках соленосной толщи. Поэтому размыв каж­ дой скважины осуществлялся самостоятельно и с одинаковой производительностью.

В процессе размыва гидроврубов дважды измеряли их диа­ метр в верхней части камеры.

Размеры гидровруба на скважине IVa, кроме того, были иссле­

также с помощью радиоактивного каротажа. По количеству за­ качанного бензина за период между двумя измерениями контакта уровня бензин — рассол и изменению при этом уровня опреде­ лялось соответствие фактического формирования кровли камеры проектному.

Сопоставление расчетных и фактических величин с корректи­ ровкой на простои приведено в табл. 33 для гидровруба сква­ жины IV (а) и для гидровруба скважины IVa (б).

Как показывают расчеты, гидровруб скважины IV размывался фактически быстрее по сравнению с первым расчетным вариан­ том в среднем на 35%, а по сравнению со вторым — на 16%. Для гидровруба скважины IVa увеличение фактического роста ка­ меры по сравнению с расчетным составило соответственно 30 и 14%.

В начале размыва расхождения по ступеням были максималь­ ными и составляли для скважины IV 43% и 30%, а в конце раз­ мыва 24% и 9,5%; для скважины IVa эти величины равны соот­ ветственно 39,5 %, 25 % и 22 %, 9 %.

Сопоставление расчетных размеров камер на различных эта­ пах с фактически замеренными свидетельствует о расхождениях, возникших за счет различия в соотношениях верхнего и нижнего радиусов. Результаты измерений гидровруба скважины IVa ультразвуковым гидролокатором свидетельствуют о симметрич­ ном развитии камеры, что является важным подтверждением исходных предпосылок.

напора в водяной линии производительность была меньшей.

ных отклонений режим закачки бензина, требуемый для форми­

был закончен 14 декабря 1963 г. и ее объем составил 80000 м3.

лось сокращение объема потребного нерастворителя. Характер­ ной особенностью данной схемы размыва явилось отсутствие не­ обходимости в технологически последовательных перемещениях колонн. Операции по спуску и подъему рабочих колонн обычно связаны с разгерметизацией емкости, они достаточно сложны и сопровождаются довольно длительными простоями в размыве.

На протяжении всего периода размыва потребность в подъеме по причине зашламовывания рассолоподъемной колонны возник­ ла всего лишь один раз.

Изучая процесс размыва емкости с точки зрения затрат вре­ мени, можно обнаружить следующее: согласно расчетному регла­ менту размыв должен был продолжаться 432 суток, а фактически с учетом непроизводительного времени он продолжался около 660 суток.

Технологические остановки процесса, предусмотренные регла­ ментом размыва, возникали при закачке и откачке нераствори­ теля, проведении геофизических замеров, обмере камеры с по­ мощью гидролокатора.

Суммируя чистое производительное время размыва с време­ нем технологических остановок, принятым с некоторым запасом, получаем 440 суток, т. е. величину, весьма близкую к проектной.

Наличие всех прочих простоев связано с отдельными недоче­ тами, имевшими место при производстве работ.

Систематические наблюдения за концентрацией рассола, под­ нимаемого на поверхность, позволили сделать один весьма важ­ ный вывод:

по достижении определенного соотношения между внутренней контактной поверхностью каменной соли 5 и расходом воды Q величина концентрации рассола устанавливается на определен­ ном уровне, остающемся неизменным на протяжении всего после­

Такое постоянство концентраций характерно для любых тех­ нологических схем с большим .интервалом размыва тюдземных емкостей.

Учитывая это обстоятельство, можно предположить, что в ус­ ловиях постоянно возрастающей поверхности растворения имеет­ ся полная возможность вести процесс размыва при более высо-

ких расходах воды, обеспечивая при этом увеличение выноса соли на поверхность и, следовательно, ускоренное формирование камеры заданного объема.

Натурные исследования показали, что во второй фазе размыва емкости концентрация рассола, близкая к насыщению, при уве­ личении расхода растворителя даже на 50—70% против номи­ нала уменьшается весьма незначительно (рис. 80).

В то же время для современных технологических схем размыва подземных емкостей, как, впрочем, и для рассолопромыслов, ха­ рактерен номинальный расход растворителя порядка 30—50 м3/ч, который как правило, не превышает 80 м3/ч.

Как известно, скорость растворения твердого вещества в рас­ творителе определяется толщиной диффузионного слоя. Умень­ шение толщины диффузионного слоя, его смещение, любая де­ формация будут 'способствовать интенсификации массопереноса, т. е. выносу соли из размываемой камеры.

Однако практическое воздействие на диффузионный слой пу­ тем изменения режима подачи растворителя (повышения рас­ хода воды) в условиях значительных объемов камер исключается в связи с ничтожно малыми скоростями обтекания растворителем поверхности соли.

Ламинарный режим движения растворителя в камере при весь­ ма малых числах Рейнольдса приближает процесс к условиям вынужденной конвекции. Таким образом, разумное повышение расхода растворителя в условиях развитой поверхности раство­ рения приводит к пропорциональному увеличению выноса соли

в единицу времени без какой-либо интенсификации массопереноса.

На основании опытных данных по камере емкостью 100 тыс. мг, размытой ступенчатым методом с предварительно созданным гидроврубом, были выполнены технологические расчеты зависи­ мости выноса соли от режимов подачи растворителя и геометри­ ческих параметров хранилища.

В результате проведенного анализа опытных данных по­ строены графики рис. 80 и 81, характеризующие динамику изме­ нения средней концентрации рассола (С) и удельного выноса

соли — и з размываемой емкости, а также были получены урав-

т

нения, позволяющие связать основные параметры процесса фор­ мирования вертикально вытянутых подземных камер в специфи­ ческих условиях штокового залегания каменной соли

Установленные зависимости показывают, что можно суще­ ственно сократить сроки сооружения хранилища путем увеличе­ ния расхода растворителя, не применяя специальных интенсифи­ цирующих средств.

Однако возможности увеличения расхода растворителя огра­ ничиваются ростом соответствующего гидравлического сопротив­ ления на нагнетании водоподающей насосной установки, в связи с чем возрастают затраты на ее эксплуатацию.

Обширный опытный и экспериментальный материал, обобщен­ ный в процессе создания описываемого подземного хранилища, позволил выявить некоторые закономерности изменения опти­ мальной производительности форсированного размыва подзем­ ных камер-хранилищ нефтепродуктов вертикально вытянутой конфигурации.

ОПТИМАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РАЗЖЫВА ПОДЗЕМНОЙ ЕМКОСТИ

ляется наивыгоднейшим распределением статей затрат, в резуль­

Согласно обобщенной формуле Л. С. Лейбензона, гидравличе­ ский уклон, или требуемый на преодоление гидравлических со­

В области турбулентного течения жидкости в начально шеро­

Приравнивая нулю производную — , получаем уравнение для определения оптимального значения производительности на всем протяжении размыва подземной емкости

На совмещенном графике (рис. 83) заштрихованная площадь между двумя графиками представляет собой поле оптимальных значений расхода подаваемой воды при различных конструкциях буровых скважин.

График хорошо иллюстрирует нецелесообразность увеличения производительности размыва сверх пределов оптимизации. На­ пример, рост производительности в 1,5 раза (от 200 до 300 м3/ч) приводит к увеличению выноса соли всего лишь на 5—6%.

ИСПЫТАНИЯ И СДАЧА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА

Пригодность подземной камеры для использования в качестве хранилища нефтепродуктов или сжиженных газов определяется двумя основными показателями: устойчивостью и герметич­ ностью. Предполагается, что стенки камеры являются газонепро­ ницаемыми. Соль, будучи пластичной, покрывает сплошной пре­ дохранительной оболочкой нерастворимые включения, которые сами по себе могут быть и пористыми, и газопроницаемыми; со­ гласно многочисленным исследованиям, соль на больших глуби­ нах совершенно непроницаема для нефтепродуктов и газов. По­ этому испытания на герметичность сводятся фактически к про­ верке герметичности затрубного цементажа обсадной колонны.