Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии нефтегазодобычи. Учебное пособие
.pdf
Контрольные вопросы:
1. Процессы подготовки. Деэмульсация.
2. Характеристики и классификация эмульсий.
3. Причины образования устойчивых водонефтяных эмульсий.
4. Применение различных методов борьбы с образованием эмульсий.
5. Механизм действия деэмульгаторов. Обессоливание.
6. Организация промысловой подготовки нефти.
141
Глава 12. ОХРАНА НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ПРИ РАЗРАБОТКЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В проблеме охраны недр для нефтяной и газовой промышленности
весьма актуальны вопросы:
– комплексного геологического изучения строения недр, получения
достоверных данных о запасах нефти и газа;
– максимально возможного снижения потерь запасов нефти при
разведке и эксплуатации месторождения (выброс и отдельное
фонтанирование);
– обоснования прогрессивных способов вскрытия, разработки и
методов повышения нефтеотдачи, технологии добычи нефти и газа по
экономическим и экологическим показателям;
– объемов, видов и организации рекультивации земли; сохранения в
чистоте водоносных горизонтов, предотвращения их истощения;
– максимального использования нефтяного газа; обеспечения
минимума потерь добытой нефти, нефтяного и природного газа и
конденсата при эксплуатации, подготовке и транспорте нефти и газа;
– предотвращения загрязнения, заражения, опасной деформации и
сейсмического воздействия на недра при бурении, эксплуатации
подземных хранилищ нефти и газа, захоронении отходов и т. д.;
– предотвращения потерь нефти и газа, загрязнения ими почвы,
атмосферы и водоемов;
– загрязнения морей и океанов при освоении шельфа.
Как известно, месторождения нефти и газа разрабатываются по
утвержденным проектам и технологическим схемам разработки в
соответствии с правилами технической эксплуатации. Функции
государственного надзора и контроля за использованием и охраной недр
142
возложены на Государственный комитет по надзору за безопасным
ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзору).
В нефтяной и газовой промышленности Госгортехнадзор
контролирует:
правильность разработки месторождений нефти и газа и
выполнение требований по охране недр;
выполнение предприятиями установленного порядка учета
запасов;
соблюдение правил и норм по безопасному ведению
работ при пользовании недрами;
выполнение правил ведения геологических работ;
предотвращение загрязнения подземных и наземных объектов
нефтью, газом, сточными водами, вредными веществами и материалами
при их подземном хранении.
В процессе бурения скважин необходим комплекс мер по
предотвращению выбросов, открытого фонтанирования,
грифонообразования, обвалов и поглощения в скважинах. Для этого
нефтяные, газовые и водоносные интервалы в скважинах изолируют друг
от друга. Обеспечиваются герметичность колонны, крепление ствола
скважины с высоким качеством их цементирования.
На скважинах с возможными газонефтепроявлениями, а также на
месторождениях с аномально высокими пластовыми давлениями, до
начала бурения каждая буровая установка должна иметь емкости с
запасной промывочной жидкостью и противовыбросовое оборудование
(превенторы с набором плашек).
Герметичность обсадной колонны, колонной головки и
зацементированного колонного пространства проверяют опрессовкой,
которая заключается в том, что после замены продавочной жидкости водой
опрессовочное давление колонны свыше 7 МПа в течение 30 мин
143
снижается не более чем на 0,5 МПа и не более чем на 0,3 МПа при
давлении менее 7 МПа.
Особенно высокие требования к конструкции, герметичности и
прочности обсадных колонн и качеству их крепления предъявляются к
газовым и газоконденсатным скважинам, а также к скважинам газлифтной
эксплуатации и подземного хранения газа.
С точки зрения охраны недр особое значение имеет правильное
проведение работ по ликвидации и консервации скважин. При ликвидации
скважин выше последнего объекта испытания устанавливается цементный
мост высотой не менее 50 м, далее до устья засыпается землей. Устья
ликвидированных скважин оборудуют цементным сальником, бетонной
тумбой и репером. Способ консервации зависит от ее длительности и
пластового давления. При сроке консервации свыше 3 месяцев скважина
задавливается промывочной жидкостью на нефтяной основе при обработке
ПАВ. Плотность ее должна обеспечить давление в скважине на 5-10 %
выше пластового. При консервации до 3 месяцев при низких пластовых
давлениях скважины не задавливаются, а промываются жидкостью и на
устье устанавливается фонтанная арматура с контрольным вентилем. При
этом штурвалы задвижек снимаются, манометры вывертываются, патрубки
герметизируются, фланцы оборудуются заглушками.
Разработка месторождений нефти и газа проходит по утвержденной
технологической схеме либо проекту, в которых должны быть отражены
вопросы охраны недр. Основными вопросами являются состояние
продвижения контура нефтеводогазоносности, пластовое давление и т. д.
Скважины – капитальные сооружения, рассчитанные на длительную
эксплуатацию. Основной их элемент – обсадную колонну необходимо
всячески защищать от коррозии и эрозии. Особенно это относится к
нагнетательным скважинам.
Для увеличения их надежности и долговечности необходимо:
144
исключение контакта закачиваемых вод с обсадной колонной
(использование НКТ);
установка в призабойной зоне обсадной колонны из коррозионно-
стойких материалов;
установка пакера (заполнение затрубного пространства жидкостью
с ингибиторами коррозии);
герметизация резьбовых соединений НКТ при закачке сточных
вод.
Для предотвращения электрохимической коррозии обсадной
колонны применяют цементирование колонны до устья и катодную
защиту.
Применение закрытых герметизированных систем сбора, подготовки
и транспорта нефти и газа, а также использование низконапорного
нефтяного газа с последующей переработкой его на
газоперерабатывающем заводе (ГПЗ) способствуют сокращению потерь
углеводородного сырья и, следовательно, охране окружающей среды.
Однако эти системы необходимо защищать от коррозии, в первую очередь
ингибиторами, например ИФХАНГАЗ-I, «Тайга», И-к, И-д и др.
При разработке газовых месторождений (особенно содержащих
сероводород) и при подземном хранении нефти и газа особого внимания
требуют вопросы герметичности скважин и хранилищ. Поэтому
необходим газогеохимический контроль, в задачу которого входят:
– оценка герметичности месторождения и хранилищ; определение
связей ареалов загазованности с техническим состоянием промысла;
– контроль за изменением текущих содержаний отдельных
компонентов и газогеохимических показателей.
В районах интенсивно развивающейся добычи нефти имеет место
сжигание попутного нефтяного газа («факелы»), которое связано с
отставанием строительства газоперерабатывающих предприятий. С целью
145
утилизации этого газа необходимо шире использовать мобильные
(передвижные) газоперерабатывающие установки.
В проектных документах оценивается воздействие на окружающую
среду.
Для поддержания установленного режима эксплуатации залежи
необходимо вести непрерывный контроль за работой отдельных скважин и
всей залежи в целом. Средствами контроля и регулирования этой работы
являются:
ежедневные замеры дебитов нефти, воды и газа по скважинам;
- систематические наблюдения за давлениями (уровнями) в
специальных пьезометрических (законтурных) скважинах;
периодические замеры забойного и пластового давлений по
скважинам;
определение динамики изменения во времени пластового
давления, газового фактора и добычи (текущей и суммарной) нефти и
воды.
Регулирование процесса разработки сводят к распределению отбора
жидкости по отдельным скважинам для обеспечения равномерного
продвижения газа и воды, не допуская неравномерности изменения
пластового давления по площади и предотвращая создание
неблагоприятных для общей нефтеотдачи условий (например, резкое
понижение давления).
Самый строгий контроль необходим при работе на режимах
вытеснения, так как непредусмотренные прорывы воды и газа к забоям
эксплуатационных скважин могут резко снизить эффективность всего
процесса разработки.
Нефтегазовая отрасль и охрана окружающей среды
Недра являются частью земной коры, расположенной ниже
почвенного слоя, а при его отсутствии – ниже земной поверхности и дна
146
водоемов и водостоков, простирающейся до глубин, доступных для
геологического изучения и освоения (Закон РФ «О недрах», 1995). Закон
регулирует отношения, возникающие в связи с геологическим изучением,
использованием и охраной недр территории РФ. Углеводородные ресурсы
имеют стратегическое значение. Поэтому большое внимание уделяется
проблеме охраны окружающей природной среды при поисках, разведке и
эксплуатации нефтегазовых месторождений с использованием научнометодического аппарата экологической геологии.
Коллекторами называются породы, которые могут содержать в себе
нефть и газ и отдавать их, хотя бы частично, при разработке. Нефть и газ,
скапливаясь в ловушке, образуют залежь, под которой подразумевают
любое элементарное их скопление. Скопление образуется потому, что
ловушки обычно являются участками пониженного гидростатического
давления в резервуаре. Большая часть известных в настоящее время
залежей приурочена к свободным изгибам пластов – антиклинальным
формам.
Нефть является природным горючим полезным ископаемым,
относящимся к классу каустобиолитов. Месторождения нефти, горючего
газа, углей и горючих сланцев большинство исследователей относит к
биохимическим осадочным отложениям. По типу использования они
принадлежат к топливно-энергетическим ресурсам. Нефть состоит из
органических соединений, основными являются три группы или
компоненты: углеводороды, смолы и минеральные вещества. 80-90 %
нефти составляют углеводороды с примесью соединений серы, азота и
кислорода.
Большинство современных исследователей придерживаются
гипотезы органического происхождения нефти. Приуроченность нефтяных
и газовых залежей к осадочным породам и химическое сходство с углем и
живыми веществами – свидетельство о том, что она представляет собой
147
продукт органического вещества. Исходной органикой является древесина,
угли, торф, морские растения, диатомовые илы, растительные и животные
жиры, биогенные илы – смешанный растительно-животный материал.
Выделяется ряд стадий преобразования органического вещества в нефть.
Процесс преобразования состоит в разрыве связи высокомолекулярных
соединений и глубоком восстановлении органического вещества под
влиянием физических, химических и биологических факторов.
Нефтематеринской называется осадочная порода, отложившаяся в
восстановительных условиях при длительном и быстром прогибании дна
водоема. В ней накапливается органический материал, дающий начало
нефтяным углеводородам. Основным признаком нефтематеринской
породы является повышенное содержание углеводородов битумной
части органического вещества. Главными условиями для образования
такой породы являются субаквальное отложение и восстановительная
среда.
Таким образом, нефть и газ, вмещающие их породы в совокупности
представляют эколого-геологическую систему. Главное их отличие –
наличие живого и неживого компонента. Биота как живое живет и
функционирует в литосфере или непосредственно на ее поверхности.
«Литосфера – биота» – объект исследования экологической геологии.
Поэтому методический аппарат экологической геологии может быть
использован в новой для нее области – формировании залежей и
месторождений нефти и газа.
Залежи нефти, сформировавшиеся в ловушках, существуют не вечно.
Причин их разрушения много, в том числе бактериальное окисление
углеводородов.
Разведка и эксплуатация нефтегазовых месторождений с позиций
экологической геологии относится к системе «литосфера – инженерные
сооружения (техногенное воздействие) – биота».
148
Предприятия нефтяной и газовой отраслей рассматриваются как
источники комплексного и концентрированного воздействия на
окружающую среду, прежде всего через лито-, гидро- и атмосферу.
Последствия такого воздействия нередко проявляются на значительных
расстояниях от источников. Обмениваясь с окружающей средой
веществом, энергией и информацией, промышленные предприятия
формируют природно-техногенную систему, или технобиогеоценоз.
Воздействие объектов нефтегазового комплекса обусловлено
токсичностью природных углеводородов и сопутствующих им ресурсов,
разнообразием химических веществ, используемых в технологических
процессах, а также спецификой добычи, подготовки, транспорта, хранения,
переработки и разнообразного использования нефти и газа. Например, на
участке опытно-промышленной эксплуатации Ковыктинского
газоконденсатного месторождения наибольшее воздействие на
окружающую среду оказывают буровые работы, особенно скважины
кустового бурения с наклонно и горизонтально ориентированным стволом,
глубина которых превышает 3 тыс. м. Эти особенности определяют
специфику эколого-геологического подхода при проектировании и
строительстве инженерных сооружений, оценке воздействия на
окружающую среду и ее охране.
Охрана воздушной среды, поверхностных и подземных вод,
геологической среды и недр, почв, растительности, животного мира
Ускоренное развитие газовой промышленности превратило ее в одну
из ключевых отраслей топливно-энергетического комплекса страны,
оказывающую значительное влияние на рост производительности труда и
ускорение технического прогресса всей экономики страны. Доля газа в
топливном балансе страны уже сейчас составляет около 50 %. Для
обеспечения роста добычи газа необходимы повышение степени
извлечения газа и газового конденсата, ввод новых месторождений,
149
создание на этой базе крупнотоннажного газохимического и топливноэнергетического производства.
Наряду с вводом новых мощностей по добыче газа, требующих
крупных капитальных вложений, важное место в выполнении намеченной
программы занимают работы по повышению эффективности разработки
истощенных газовых и газоконденсатных месторождений, направленные
на максимальное извлечение углеводородного сырья из недр и
соответственно повышение конечного коэффициента газоконденсатного
месторождения (Макаренко, 1996).
Нефтегазовая отрасль, занимая базовое положение в экономике
страны, одновременно относится к числу производств, оказывающих
наиболее сильное воздействие на окружающую среду (Мазур и др., 2001;
Гриценко и др., 1997). Поэтому особое значение приобретает проблема
обеспечения экологической безопасности этой отрасли. Эффективным
приемом ее достижения являются технологии кустового безамбарного
бурения, экологическое проектирование, учитывающее особенности
окружающей среды в регионах.
В качестве критериев оценки воздействия на окружающую среду
объектов нефтегазовой промышленности применяется ряд параметров
(Временные .., 1992), выделяемых для каждого компонента окружающей
среды. Впоследствии может быть проведен анализ того, как изменения в
различных средах могут взаимодействовать друг с другом, а также анализ
общей значимости воздействия на окружающую среду по всем
компонентам.
Для атмосферного воздуха учитываются аккумуляция
загрязняющих веществ (инверсии, штили, туман); их разложение в
атмосфере (общая радиация, ультрафиолетовая радиация,
температурный режим, число дней с грозами); вынос загрязняющих
веществ (ветровой режим); разбавление загрязняющих веществ за счет
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]