Строительство скважин на нефть и газ это

Инструкция устанавливает правила выполнения требований, направленных на предотвращение (снижение) вредного воздействия строительства скважин на окружающую среду в процессе разработки проектной документации и на всех этапах строительства, включая проведение подготовительных и вышкомонтажных работ, бурение, испытание (освоение), а также ликвидацию и консервацию скважин, контроль за состоянием окружающей среды.

Обозначение:	РД 39-133-94
Название рус.:	Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше
Статус:	действует
Дата актуализации текста:	05.05.2017
Дата добавления в базу:	01.09.2013
Дата введения в действие:	01.07.1994
Утвержден:	РАО Газпром (Gazprom RAO ) ГП Роснефть (Rosneft GP )28.04.1994 Комитет Российской Федерации по геологии и использованию недр (20-2-13/191)

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ

бурение нефтяных и газовых скважин

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ГЕОЛОГИИ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕДР

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «РОСНЕФТЬ»

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
«БУРОВАЯ ТЕХНИКА»

Заместитель председателя Комитета Российской Федерации по геологии и использовании недр

__________ С.А. Яцкевич

Заместитель председателя РАО «Газпром»

__________ В.В. Ремизов

Первый вице-президент ГП «Роснефть»

__________ В.И. Отт

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН НА
НЕФТЬ И ГАЗ НА СУШЕ

Срок введения с 01.07.94 г.

Настоящий документ разработан НПО «Буровая техника»

Генеральный директор
НПО «Буровая техника»

Заместитель
по научной работе

Зав. сектором охраны
окружающей среды

взамен РД 39-022-90

Заместитель Министра министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации

№ 20-2-13/191 от 28.04.94

Заместитель начальника управления госсанэпиднадзора Госкомсанэпиднадзора России

И.О. Начальника управления по надзору в нефтяной и газовой промышленности

Начальник Управления гидрогеологии и геоэкологии Комитета РФ по геологии и использованию недр

Директор департамента по науке и технике ГП «Роснефть»

Директор департамента по экологии и охране труда ГП «Роснефть»

Директор департамента бурения нефтяных и газовых скважин ГП «Роснефть»

Начальник управления научно-технического прогресса и экологии РАО «Газпром»

министерство

охраны окружающей среды и природных ресурсов

российской федерации

123812, ГСП, Москва, ул. Б. Грузинская, д. 4/6

Государственное предприятие Роснефть

О проекте Инструкции

Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации рассмотрело «Инструкцию по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше», переработанную ВНИИБТ с учетом замечаний и предложений, поступивших по результатам проведения экологической экспертизы проекта этого документа, и согласовывает её для использования в качестве отраслевого природоохранного нормативного документа.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В ИНСТРУКЦИИ

РД — руководящий документ

ПДК — предельно допустимая концентрация

ОДК — ориентировочно допустимое количество

ОБУВ — ориентировочно безопасный уровень воздействия

ЗВ — загрязняющие вещества

ВВ — вредные вещества

БСВ — буровые сточные воды

БШ — буровой шлам

ОБР — отработанные буровые растворы

ГСП — горюче-смазочные вещества

ММП — многолетнемерзлые породы

БПК5 — биохимическое потребление кислорода: количество растворенного кислорода, потребляемое за определенное время (в данном случае 5 суток) и в определенных условиях при биохимическом окислении содержащихся в воде органических веществ

ХПК — химическое потребление кислорода: количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием различных окислителей [2.15]

ОВОС — оценка воздействия на окружающую природную среду

ПДВ — предельно допустимый выброс

СЗЗ — санитарно-защитная зона

АННОТАЦИЯ

Строительство скважин на нефть и газ сопровождается неизбежным техногенным воздействием на объекты природной среды. Рациональное природопользование в современных условиях обусловливает необходимость учета жестких экологических ограничений и разработку мероприятий, направленных на охрану и восстановление окружающей среды.

Настоящая инструкция регламентирует основные правила экологически безопасного ведения работ на всех этапах строительства скважин с минимальным техногенным воздействием на все компоненты окружающей природной среды, включая проведение подготовительных и вышкомонтажных работ, бурение, испытание (освоение), а также ликвидацию и консервацию скважин.

Инструкция разработана в соответствии с действующими законодательными актами, положениями и нормативными документами по охране природной среды. Инструкция устанавливает правила выполнения экологических требований при проектировании, строительстве скважин на нефть и газ и другие полезные ископаемые с применением буровых установок нефтяного ряда (в дальнейшем: скважин на нефть и газ), а также должна использоваться при оценке воздействия планируемой деятельности на окружающую природную среду (ОВОС).

Инструкция разработана Научно-производственным объединением «Буровая техника» при участии ВНИИХРнефть, ВСЕГИНГЕО, ВНИИЗарубежгеология и ВНИГНИ.

НПО «Буровая техника»

— Елманов И.П., Байкова В.И., Якушин Л.М., Полозков А.В.

— Шеметов В.Ю., Матыцин В.И.

— Клубов С.В., Бадовский Н.А., Бондарчук Е.А.

1. ОБЩИЕ положения

1.1. Настоящая инструкция устанавливает правила выполнения требований, направленных на предотвращение (снижение) вредного воздействия строительства скважин на окружающую среду в процессе разработки проектной документации и на всех этапах строительства, включая проведение подготовительных и вышкомонтажных работ, бурение, испытание (освоение), а также ликвидацию и консервацию скважин, контроль за состоянием окружающей среды.

Она предусматривает охрану водных ресурсов, атмосферного воздуха, почвы, биосферы, недр, животного и растительного мира, охрану состояния здоровья и условий жизни населения, а также восстановление нарушенного при строительстве скважин природного ландшафта.

Инструкция не распространяется на строительство скважин, расположенных на месторождениях, содержащих сероводород в продуктивных пластах, а также на акваториях морей.

1.2. Инструкция является обязательной для всех буровых предприятий, научно-исследовательских и проектных институтов Российской Федерации независимо от региона их расположения, формы собственности и предназначена для научных и инженерно-технических работников, проектировщиков, руководителей и рабочих, участвующих в строительстве скважин на нефть и газ на суше.

1.3. Все работы по проектированию и строительству нефтяных и газовых скважин на суше должны осуществляться в соответствии с законами и законодательными актами Российской Федерации и нормативными документами, устанавливающими требования в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Инструкция выполнена в соответствии с требованиями документов, приведенных в приложении 1.

1.4. Мероприятия по охране окружающей среды предусматриваются:

— в лицензии на использование недр [3.53];

— в рабочих проектах на строительство скважин;

— в перспективных и годовых планах по охране окружающей среды производственных объединений и предприятий.

Природоохранные мероприятия разрабатывается в ТЭО (проектах) строительства скважин (или куста скважин) научно-исследовательскими и проектными институтами (НИПИ) по заданию организаций, предприятий, объединений, а также специальными подразделениями организаций, предприятий, объединений.

Природоохранные мероприятия должны соответствовать требованиям законодательных и нормативных актов, государственных стандартов по охране окружающей природной среды, настоящей инструкции и учитывать особые условия проведения работ. Соблюдение требований и контроль за реализацией их непосредственно при строительстве скважин возлагается на производственную экологическую службу [3.1. Ст. 71].

Природоохранные мероприятия в установленном порядке согласовываются с органами государственного контроля и надзора, участвующими в определении условий природопользования (приложение 7).

1.5. При проектировании и осуществлении природоохранных мероприятий должны учитываться специфические особенности процесса строительства скважин. Намечаемые проектные решения должны обеспечивать предотвращение ухудшения состояния окружающей природной среды, снижая его до уровня, регламентированного соответствующими правилами, нормами, стандартами, а при их отсутствии — ограничениями по использованию природной среды [3.107].

1.6. Общее руководство организацией работ по выполнению природоохранных мероприятий и по контролю в соответствии с требованиями законодательных актов и нормативных документов осуществляет руководитель объединения (предприятия) или главный инженер (в соответствии с распределением обязанностей).

2. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН

2.1. Бурение скважин на нефть и газ является экологически опасным видом работ и сопровождается:

— химическим загрязнением почв, грунтов, горизонтов подземных вод, поверхностных водоемов и водотоков, атмосферного воздуха веществами и химреагентами, используемыми при проходке скважин, буровыми и технологическими отходами, а также природными веществами, получаемыми в процессе испытания скважин;

— физическим нарушением почвенно-растительного покрова, грунтов зоны аэрации, природных ландшафтов на буровых площадках и по трассам линейных сооружений (дорог, трубопроводов), прокладываемых при строительстве скважин;

— нарушением естественного режима многолетнемерзлых грунтов (ММП) в криолитозоне с возможной деградацией верхних горизонтов ММП;

— изъятием водных ресурсов;

— нарушением температурного режима экзогенных геологических процессов (термокарст, термоэрозия, пучение, наледеобразование, заболачивание, просадки и др.) с их возможным негативным проявлением в техногенных условиях на буровых площадках, по трассам дорог и трубопроводов, линий электропередач (ЛЭП).

2.2. Основные возможные источники и виды негативного воздействия на окружающую природную среду на различных этапах строительства скважин приведены в таблице 1.

Источники и виды воздействия на объекты окружающей природной среды

Подготовительные работы при строительстве скважин: планировка буровой площадки, транспортировка и складирование оборудования, сооружение амбаров, проведение монтажных работ и строительство складов для хранения химреагентов и ГСМ.

Автодорожный транспорт, строительная техника. Выхлопные газы автотранспортной, строительной и дорожной техники, привозной грунт (песок), материалы для строительных работ и для приготовления буровых и тампонажных растворов.

Физическое нарушение почвенно-растительного покрова, природных ландшафтов зоны аэрации, нарушение температурного режима ММП, деградация верхних горизонтов ММП. Нарушение биоты в районе строительства скважин и изменение условий жизни вплоть до исчезновения отдельных видов животных и растений, миграции крупных животных.

Почвенно-растительный покров на территории, отведенной под строительство скважин (площадка для монтажа бурового оборудования, трассы линейных сооружений: дорог, трубопроводов, ЛЭП). Растительный и животный мир, атмосферный воздух, почвы, грунты, поверхностные и подземные воды, ландшафт.

Углубление (бурение) скважин.

Блок приготовления буровых растворов, устье скважины, циркуляционная система, система сбора отходов бурения, амбары, емкости ГСМ, двигатели внутреннего сгорания, котельные; химические вещества, используемые для приготовления буровых и тампонажных растворов, топливо и смазочные материалы, отходы бурения (шлам, сточные воды, буровые растворы), хозяйственно-бытовые сточные воды, твердые бытовые отходы, загрязненные дождевые и ливневые воды, шум при работе буровых установок. Жизнедеятельность буровой бригады.

Биота: растительный и животный мир, почвы, грунты, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, работники буровых бригад, население близлежащих населенных пунктов.

Жизнедеятельность буровой бригады; межкомплексные перетоки по затрубному пространству и нарушенным обсадным колоннам, фонтанная арматура, продувочные отводы, сепаратор, факельная установка; нефть, газ, конденсат, получаемый при испытании скважин, минерализованные пластовые воды, продукты аварийных выбросов скважин (пластовые флюиды, тампонажные смеси).

Растительный и животный мир, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, среда обитания животных и человека.

Ликвидация и консервация скважин.

Негерметичность колонн, обсадных труб, фонтанной арматуры, задвижки высокого давления; закупорка пласта при вторичном вскрытии, прорыв пластовой воды и газа и газовой «шапки»; нефть, газ, конденсат, минерализованная вода.

2.3. Негативное воздействие процесса строительства скважин на объекты природной среды (почвы, грунты, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, атмосферный воздух) возможно в результате следующих причин.

2.3.1. Поступления токсичных веществ из шламовых амбаров, в которых скапливаются отходы бурения, в грунты зоны аэрации и грунтовые воды вследствие отсутствия или некачественной гидроизоляции дна и стенок шламовых амбаров.

2.3.2. Утечек, потерь технологических жидкостей, материалов на территории строительства скважин (под вышечно-лебедочным, силовым и насосным блоками, циркуляционной системой и блоком приготовления бурового раствора, котельной установкой, складом ГСП, площадкой хранения химреагентов и складирования бытовых отходов).

2.3.3. Поступления загрязнителей в природные объекты при аварийных разливах нефти при бурении и испытании скважин, сточных вод и других отходов в результате порывов трубопроводов и разрушения обваловки шламовых амбаров, разлива топлива и отработанных масел при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

2.3.4. Поступления нефти, газа, конденсата и минерализованных пластовых вод в горизонты пресных и минеральных подземных вод и на земную поверхность в результате перетоков пластовых флюидов по затрубному пространству скважин в случае его некачественного цементирования, нарушения целостности обсадных колонн, либо несоответствия конструкции скважины геолого-техническим условиям разреза и нарушения технологических процессов.

2.3.5. Поступления в природные объекты материалов для приготовления буровых и цементных растворов при нарушении правил их погрузки, транспортировки, разгрузки и хранения.

2.3.6. Нарушения почвенного покрова и природных ландшафтов (вырубка лесов, уничтожение растительности), приводящее к наруше нию естественного состояния и деградации верхних горизонтов многолетнемерзлых пород в криолитозоне, к активизации негативного проявления экзогенных геологических процессов — термокарста, пучения, заболачивания, просадок и т.д.

2.3.7. Загрязнения атмосферного воздуха углеводородными и кислыми (сероводород, углекислота) газами при неорганизованных выбросах в процессе испытания скважин и в аварийных ситуациях, а также при сжигании продуктов освоения скважин на факелах и работе двигателей внутреннего сгорания.

2.4. Степень загрязнения и физического нарушения естественного состояния объектов природной среды зависит как от техногенных факторов: принятой технологии, степени совершенства используемого оборудования, количества используемых реагентов и веществ, загрязняющих среду, объемов образующихся отходов бурения и т.д., так и от факторов среды: ландшафтных и климатических, геологических и гидрогеологических, инженерно-геологических и криогенных. Эти факторы должны быть учтены при планировании и реализации природоохранных мероприятий.

2.5. Качественное состояние природных объектов (почв, грунтов, атмосферы, поверхностных и подземных вод) устанавливается по содержанию в них загрязняющих веществ и определяется путем сравнения концентрации загрязнителей в соответствующих средах со значениями предельно-допустимой концентрации загрязняющих веществ для данной категории объекта и лимитирующего показателя (органолептического, токсикологического, санитарно-токсикологического, санитарного, транслокационного). Опасность загрязнения оценивается по степени превышения ПДК [2.49].

Показатели степени загрязненности земель нефтью

Процент остаточной нефти в гумусовом горизонте почвы в первые недели после загрязнения

Степень отмирания растительности в следующем за загрязнением вегетативном периоде

В таблице 2 приведены примерные степени загрязнения, которые могут изменяться в пределах ± 25 % в зависимости от местных почвенно-климатических условий.

2.6. Предельно-допустимые концентрации нефти для почв не разработаны. В табл. № 2 указаны примерные показатели степени загрязнен ности земель нефтью, которые могут изменяться в пределах ± 25 % в зависимости от местных почвенно-климатических условий [3.72].

2.7. Значения предельно-допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного, хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения приведены в приложении 2, предельно-допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе — в приложении 3, а перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве — в приложении 4.

2.8. Вредные вещества, попадая из источников загрязнения в одну из природных сред (воздушную, водную, почву) вовлекаются в общую миграцию (круговорот) веществ и, как правило, в течение того или иного отрезка времени распространяются во всех природных средах. Скорость распространения вредных веществ в природных средах и самоочищение среды зависит от природно-климатических условий района ведения работ. В связи с этим, требования к техническим средствам и технологии строительства скважин, а также к специальным природоохранным мероприятиям, должны учитывать природно-климатические условия и должны быть направлены на ликвидацию источников загрязнения или сведение их влияния к минимуму, исключающему превышения ПДК.

3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ, ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬСТВА скважин

3.1. Экологические требования предъявляются к обоснованию строительства скважин, которое является одним из показателей для принятия решений о реализации намечаемого строительства [3.49].

3.2. В предпроектной документации и рабочем проекте на строительство скважин должны быть обоснованы:

— изъятие природных ресурсов;

— уровень экологической опасности получаемого сырья (нефть, конденсат, минерализованная вода, газ) и образующихся отходов бурения ;

— уровень экологической опасности (возможный экологический риск) строительства скважин и дальнейшей их эксплуатации, включая оцеику воздействия скважин на нефть и газ на окружающую среду (ОВОС) при нормальном режиме работы скважин и при возникновении аварий.

3.3. Кроме этого, при экологическом обосновании планируемого строительства скважин должны быть учтены:

— региональные особенности территории, потенциал ландшафта;

— состояние экосистем, их устойчивость к возможному воздействию, способность к восстановлению;

— перспективы социально-экономического развития региона, исторические, культурные, этнические и другие интересы местного населения.

3.4. Экологическое обоснование строительства скважин в предпроектных (проектных) материалах должно содержать:

— информацию о природной среде (природные условия) и хозяйственном использовании территории, количественные показатели состояния компонентов экосистемы (воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, растительный и животный мир);

— данные о характере планируемой деятельности и видах воздействия;

— ограничения по использованию природных ресурсов (нормы использования природных ресурсов, санитарные, гигиенические и др.),

— прогноз изменений состояния окружающей природной среды вследствие реализации намечаемой деятельности;

— сведения о социальной среде и здоровье населения;

— выявление возможного воздействия строительства скважин на окружающую природную среду, на здоровье и условия жизни населения;

— характеристику природоохранных мероприятий;

— оценку техники, технологии, методов по снижению воздействия строительства скважин на природную среду, включая очистку сточных вод и утилизацию отходов;

— оценку эффективности и достаточности природоохранных мероприятий по снижению негативного воздействия строительства скважин;

— организацию локального экологического мониторинга окружающей природной среды.

Экологическое обоснование строительства скважин разрабатывается в составе разделов «Выбор района, площадки размещения объекта» и «Охрана окружающей среды».

3.5. Проектная документация по выбору площадки строительства скважин должна соответствовать требованиям государственных служб контроля и надзора за состоянием природной среды, санитарно-эпидемиологической службы, основного землепользователя и органов мест ного самоуправления.

3.6. К основным факторам, которые необходимо учитывать при выборе места расположения буровой площадки, относятся: уклон поверхности, тип почвенного покрова и литологический состав почво-грунтов, глубина залегания грунтовых вод (особенно пресных), необходимый объем подготовительных работ, в том числе при строительстве на болоте, многолетнемерзлых породах (ММП), наличие охранных территорий и зон [2.29], данные по новейшей тектонике, сейсмической опасности территории, близость проектируемой буровой к водным объектам, их категорийность, наличие дренажных и мелиоративных систем, пути миграции животных, значимость растительного покрова, лесов [1.36].

3.7. Запрещается проведение буровых работ в водоохранных зонах рек, озер, водохранилищ (при размещении складов ядохимикатов и складировании отходов), в пределах I и II поясов зон санитарной охраны водозаборов (пп. 10.24 и 10.26 СНиП 2.04.02-84 ), заповедников, курортов и других особо охраняемых природных территорий и объектов (раздел IX Закона РСФСР «Об охране окружающей природной среды»).

3.8. Выбор площадки под буровую скважину (куст скважин) производится на основании результатов инженерно-геологических, геокриологических, гидрогеологических, геоэкологических и других исследований, полнота и достаточность материалов изученности для проектирования, а также необходимость проведения дополнительных изысканий в процессе выбора площадок и выдачи технического задания на их проведение, определяются проектирующей организацией в соответствии с требованиями природоохранных нормативных доку ментов [3.49].

3.9. В зонах распространения ММП в результате инженерно-геологических и мерзлотных изысканий должно быть проведено районирование площади месторождения по мерзлотным условиям с выявлением линз, пластов льда и талых участков, выявлена кровля и подошла залегания мерзлых пород в криолитозоне, проведена оценка их льдистости, температуры, определены глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов, склонность прилегающих к поверхности грунтов к пучению при промерзании и просадкам при оттаивании, а также исследован и изучен почвенно-растительный покров, активность природных процессов (термоэрозионных, солифлюкционных, оползневых), проведена оценка температурного режима почвогрунтов, сделан прогноз изменения активности физико-геологических процессов вследствие снятия растительного покрова [3.77].

3.10. Ответственность за выбор площадки, подготовку необходимых материалов и полноту намечаемых решений несет заказчик проекта [3.62].

3.11. Для выбора площадки под строительство скважин местными органами самоуправления совместно с заказчиком проекта создается комиссия в состав которой, наряду с указанными, входят представители заинтересованных организаций (предприятий), территориальных и местных комитетов по охране природы согласно требованиям статьи 28 Земельного кодекса [3.2]. Перечень территориальных органов государственного контроля и надзора, участвующие в определении условий природопользования, приведен в приложении 7. Рекомендуемая форма согласования условий природопользования приводится в приложении 8.

3.12. Рабочий проект на строительство скважин должен содержать план-схему обустройства земельного участка с расположением инженерных сетей (водопровода, электросети, дорог), бурового и вспомогательного оборудования, бытовых и других помещений, мест сбора отходов бурения (шламовых амбаров), мест снятия и хранения плодородного слоя почвы и места складирования бытовых отходов. В рабочем проекте должны быть представлены данные о путях естественной миграции веществ (поверхностно и почвенно-грунтовой) в пределах земельного отвода с целью разработки мероприятий по предотвращению распространения загрязнителей за пределы буровой площадки.

3.13. Согласованная документация по выбору земельных участков и условиям их временного использования должна быть включена в состав рабочих проектов на строительство скважин.

3.14. Для охраны атмосферного воздуха от загрязнения в процессе строительства скважин должны учитываться требования, содержащиеся в нормативных документах [1.5; 1.19; 1.37; 1.38 и др.].

3.15. Отвод выбросов в атмосферу при работе двигателей внутреннего сгорания (дизелей) должен осуществляться через дымовые трубы: одну — при бурении одиночной скважины и две — при кустовом бурении, что обеспечивает рассеивание вредных веществ в атмосферном воздухе до нормируемых пределов. Необходимая высота и диаметр дымовой трубы рассчитываются в соответствии с методикой [1.28, 1.32]. Аналогичные расчеты должны производиться для безопасного отвода выбросов котельной, факельных труб [1.31].

3.16. При разработке проектов строительства скважин на нефть и газ (включая разделы по бурению скважин для временного водоснабжения буровых), при выборе оборудования, конструкции скважин, технологии бурения, типов растворов, технологии испытания скважин должны предусматриваться меры по охране поверхностных и подземных вод в соответствии с ГОСТом 17.1.3.12-86 [2.16].

3.17. Конструкция скважины в зоне залегания ММП должна обеспечивать надежную сохранность ее устья, предотвращать промыв буровым раствором пространства за колоннами (направлением, кондуктором), растепление заколонного пространства в льдистых ММП, образование воронок, провалов пород в приустьевой зоне скважины в процессе всего цикла строительства скважины, при ее испытании и дальнейшей эксплуатации [3.77].

3.18. Все воды (водные объекты) подлежат охране от истощения и загрязнения. Комплекс природоохранных мер должен быть направлен на предотвращение и устранение последствий загрязнения и истощения вод.

3.19. Разработчик рабочего проекта на строительство скважины (куста скважин) обязан разработать мероприятия, обеспечивающие охрану поверхностных и подземных вод, и согласовать их с местными органами самоуправления (пп. 2, 3, 5, 8, 9 приложения 7).

3.20. В рабочих проектах на строительство скважин должны предусматриваться меры и технические средства по локализации возможных разливов нефти, нефтепродуктов и их нейтрализации, а также по устранению других выбросов и утечек. При разрушении обваловок амбаров должны быть разработаны мероприятия по локализации сточных вод, буровых и тампонажных растворов, пластовых вод и других геохимических активных загрязнителей, соответствующие применяемой технологии бурения.

3.21. При строительстве скважин не допускается нарушение растительного и почвенного покрова за пределами участков, отведенных под строительство.

3.22. Движение транспорта должно осуществляться только по дорогам. При проложении трасс временных дорог нужно использовать существующую дорожную сеть и учитывать природные условия местности, а также необходимость строительства водопропускных устройств с целью разблокировки поверхностного стока, предотвращения вымокания лесов, заболачивания территории.

В районах распространения ММП для предупреждения повреждения растительного покрова движение транспорта и перевозка грузов осуществляются в зимнее время года по зимникам. Трассы и сроки их использования согласовываются с местными органами самоуправления (п.п. 1, 5, 6, 8, 9, 10 приложения 7).

3.23. Целесообразность снятия плодородного, потенциально-плодородного слоя почвы и их смеси устанавливают в зависимости от уровня плодородия почвенного покрова конкретного региона, природной зоны, типов и подтипов почв и основных показателей свойств почв: содержания гумуса, показателя концентрации водородных ионов (рН солевой вытяжки, водного раствора), содержания поглощенного натрия по отношению к сумме поглощенных оснований, сумме водорастворимых солей, сумме фракций менее 0,01 мм [3.27].

В соответствии с рекомендациями [3.65] в северо-западных, северо-восточных и дальневосточных областях с тундровыми и мерзлотно-таежными почвами нецелесообразно снимать почвенный слой. В таежно-лесной, пустынной зонах и поймах рек это относится лишь к некоторым типам и подтипам почв (приложение 5).

На участках, где плодородный слой не снимается, следует максимально сохранять почвенный и растительный покров от нарушения и загрязнения.

3.24. На территориях, где существует угроза затопления их паводковыми и нагонными водами, необходимо проводить обвалование по контуру отводимого участка буровой. Высота и надежность обваловки должны обеспечивать незатопляемость буровой площадки и предотвращать загрязнение воды и складированной почвы.

Высота отсыпки площадки или наружной обваловки устанавливается из расчета превышения на 0,7 м над абсолютно максимальным уровнем подъема паводковых или поверхностных вод. Могут быть и другие способы, обеспечивающие те же цели (размещение основного и вспомогательного оборудования на эстакадах). На кустах скважин, расположенных в болотистой местности, расстояние от стенки амбара, намытого из насыпного минерального грунта, до внешней кромки насыпи должно быть не менее 10 м. При строительстве обваловки амбаров в торфяных грунтах необходимо облицовать их минеральным водоупорным грунтом [2.33, 2.34]. Кроме того, отходы бурения по мере поступления в амбар должны быть нейтрализованы и концентрация вредных веществ не должна превышать ПДК.

3.26. Строительство амбаров допускается только на тех территориях, где невозможно (по климатическим, географическим, экономическим условиям) утилизировать, вывозить отходы бурения на специальные полигоны, а также при соблюдении условий, указанных в п. 3.25. В тех случаях, когда строительство скважин ведется в особо охраняемых природных зонах, необходимо применять безамбарный способ бурения, т.е. отходы бурения собирать в металлические емкости и вывозить на специальные полигоны на захоронение или регенерацию (утилизацию) с целью дальнейшего использования.

3.27. До начала бурения скважины необходимо проверить и привести в исправное состояние пароводопроводы, циркуляционную систему, блок приготовления бурового раствора, склад хранения химреагентов, гидроизоляцию шламовых амбаров, территории под буровой вышкой, емкости ГСМ и другие привышечные сооружения, где возможна утечка жидкости, содержащей вредные вещества.

Кроме этого, необходимо предусмотреть защиту работников буровой от вибрации и шума. Шум и вибрация должны быть нормированы с учетом степени тяжести и напряженности труда и не превышать санитарно-гигиенические нормы. При строительстве скважин в районах Крайнего Севера необходимо разработать мероприятия по применению средств индивидуальной и коллективной защиты работающих, обеспечивающие нормальные условия труда на открытых площадках.

3.28. Перевозка материалов для буровых и цементных растворов должна производиться в исправной таре, исключающей ее повреждение. Хранение материалов осуществляется в герметичной таре и закрытом помещении. Сыпучие материалы, поставляемые навалом (техническая поваренная соль и т.п.), могут храниться под навесом на огражденных площадках, возвышающихся над уровнем земли и с гидроизолированным настилом. При этом отбуртовка пола должна препятствовать попаданию соли на поверхность грунта [2.16].

3.29. Доставка ГСМ на буровые должна осуществляться в герметичных емкостях с последующей закачкой в склад ГСМ; подача топлива в двигатели производится по герметичному топливопроводу; сбор и вывоз отработанных ГСМ осуществляется в специальных металлических емкостях. В специальном журнале должен вестись учет прихода и расхода всех видов ГСМ, в том числе отработанных масел. Площадки, на которых установлены емкости для ГСМ, должны иметь гидроизоляцию и обваловку.

3.30. При разбуривании водоносных горизонтов, которые могут быть использованы как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения, химические реагенты, применяемые для приготовления бурового раствора, должны быть согласованы с органами Госсанэпиднадзора России [2.16]. Интервалы залегания водоносных горизонтов должны надежно изолироваться.

3.31. При бурении скважин не допускается попадание буровых растворов, материалов в пласты, содержащие хозяйственно-питьевые воды. При этом следует использовать технологические процессы, активно снижающие фильтрационные характеристики пласта (закачка быстро схватывающейся смеси, промывка с помощью аэрированных растворов, пен и т.п.) [2.31].

3.32. До начала разработки рабочего проекта на строительство скважин заказчик проекта или /его/ вышестоящая организация должны организовать разработку ПДК для водоемов санитарно-бытового и рыбохозяйственного назначения веществ, содержащихся в БСВ, по которым такие нормативы отсутствуют, а также разработку методов анализа этих веществ на уровне ПДК. При отсутствии ПДК и методов анализа этих веществ в воде, использование их для приготовления (обработки) буровых и цементных растворов запрещается.

Разработку санитарно-гигиенических и рыбохозяйственных ПДК для воды и почв осуществляют соответствующие учреждения, указанные в материалах, прилагаемых к инструкции.

3.33. Для предотвращения загрязнения окружающей среды в процессе испытания скважин необходимо до начала испытаний продуктивной толщи проверить и обеспечить герметичность и надежность выкидных линий, сепаратора, факела, замерных устройств, герметичность емкостей для приема продуктов испытания, гидроизоляцию амбаров под нефть (конденсат), а также гидроизоляцию площадки под сепаратором и обваловку вокруг него. В рабочем проекте, на строительство скважины должен быть приведен чертеж амбара или схема обвязки емкостей под нефть (конденсат).

3.34. В процессе испытания скважин продукты испытания (нефть, конденсат, минерализованная вода) должны собираться в емкости или в амбары с последующим их вывозом на полигоны для захоронения отходов или использоваться в качестве топлива (нефть и нефтепродукты), а при строительстве эксплуатационных скважин — закачиваться в нефтяной коллектор.

3.35. С целью рационального использования воды и снижения объема образования сточных вод охлаждение механизмов на буровой должно осуществляться по замкнутой системе циркуляции охлаждающей жидкости (не допускать прямоточной системы охлаждения).

3.36. Запрещается сбрасывать неочищенные сточные воды с бу ровой на рельеф почвы, в поверхностные водоемы и водоносные гори зонты [2.36, 2.49, 3.1 ст. 54, п. 3].

3.37. Для использования буровых сточных вод в системе оборотного водоснабжения буровой для технических целей должна быть предусмотрена очистка сточных вод до уровня, удовлетворяющего требованиям ОСТа 51-01-03-84 [2.52], приведенным в таблице 3.

3.38. Выброс и сброс вредных веществ, захоронение отходов бурения допускаются только при наличии Разрешения, выдаваемого специально уполномоченными на то государственными органами Российской федерации в области охраны окружающей природной среды. В Разрешении устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов и сбросов вредных веществ, обеспечивающие охрану окружающей природной среды и здоровье человека [3.1 ст. 45, п. 3].

3.38.1. Для перехода на нормативы предельно-допустимых выбросов вредных веществ могут устанавливаться временно согласованные нормативы (лимиты) выбросов, сбросов вредных веществ с одновременным утверждением плана снижения объемов выбросов, сбросов до предусмотренных предельных величин.

3.38.2. Нарушение установленных нормативов выбросов и сбросов, захоронения вредных веществ и требований охраны окружающей природной среды, предусмотренных разрешением на сброс, выброс, захоронение вредных веществ, а также возникновение угрозы здоровью населения влечет за собой ограничение, приостановление, прекращение выбросов и сбросов, захоронения вредных веществ и иной деятельности, причиняющей природной среде и здоровью населения вред, вплоть до приостановления, прекращения деятельности предприятий по предписанию специально уполномоченных на то государственных органов Российской федерации с одновременным прекращением финансирования указанной деятельности учреждениями банка [3.1 ст. 45 и ст. 54, п. 7].

Требования к качеству очистки сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения [2.52]

Источник: ohranatruda.ru

Бурение нефтяных и газовых скважин – специфика геологоразведки и технология проведения работ

Несмотря на развитие альтернативных источников энергии человечество пока не в состоянии обеспечить себя на все 100% «чистой энергией», по-прежнему доля нефти и газа занимает ведущее место в объеме самых востребованных энергоносителей. Именно поэтому сегодня бурение нефтяных и газовых скважин остается одной из самых важных задач обеспечения энергетической безопасности многих стран.

Определение и назначение скважин

Добыча газа и нефти, как и ранее осуществляется путем разведки, строительства и введения в эксплуатацию нефте- газоносных месторождений. Основным объектом в добыче этих полезных ископаемых остаются скважины – искусственные сооружения, пробуренные с поверхности или шахтного забоя дающие доступ к внутренним слоям земли. Бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется на разных геологических участках и на различную глубину. По глубине различают:

• Скважины малой глубины – до 1,5 км;
• Средней глубины – до 4,5 км;
• Углубленные – до 6,0 км;
• Сверхглубокие – свыше 6,0 км

Справка: самой глубокой скважиной на Земле считается научно-исследовательская скважина Кольская сверхглубокая глубиной 12 226 метров расположенная на Кольском полуострове.

Технология бурения нефтяных и газовых скважин предусматривает несколько этапов бурения, различающиеся по назначению, используемой технологии и способу постройки.

По целевому назначению скважины бывают:

• Разведывательные – их бурят самое большое количество, обычно они достигают глубины 1,0-2,0 км. Цель бурения – проведение разведки горных пластов, определение границ месторождений.
• Промысловые – самые большие по размаху и объему вложений сооружения. Их задача осуществление добычи нефти и газа с земных недр;
• Вспомогательные – технологически необходимые объекты, которые участвуют в добыче в качестве обязательных элементов, через которые закачиваются в пласты земли вода для вытеснения полезных ископаемых;
• Научно-исследовательские скважины участвуют в изучении недр, с помощью них учеными делаются прогнозы состояния недр, продуктивности месторождений и отрабатываются новые способы бурения нефтяных и газовых скважин.

Различаются скважины и по месту расположения – наземные, подземные, скважины на морском шельфе. И по наклону относительно земной поверхности – вертикальные, наклонные, горизонтальные и скважины сложной траектории.

Буровое оборудование

Бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется при помощи бурового оборудования. В состав оборудования входят:

• Блокбуровой вышки;
• Насосное оборудование;
• Генераторы и система электропитания;
• Система приготовления бурового раствора;
• Вспомогательное оборудование.

В состав оборудования, которое непосредственно участвует в бурении горных пород входит:

• Ротор;
• Вертлюг;
• Талевый механизм;
• Буровая лебедка;
• Подающие насосы;
• Насосы откачки бурового раствора;
• Долото;
• Буровые штанги.

Для бурения нефтяных и газовых скважин понадобиться буровая лебедка
Основным элементом бурового оборудования является вышка – специальная конструкция, обеспечивающая весь процесс бурения. Высота вышки зависит от назначения бурения, сегодня применяются мобильные буровые установки для бурения скважин до 100 метров, вышки высотой 18, 43 и 57 метров.

Как происходит бурение?

Оно состоит из нескольких этапов:

• подготовка техники, доставка на объект. Техника может прийти своим ходом, приехать на других транспортных средствах и даже прилететь на вертолете, все зависит от степени труднодоступности;
• само бурение. Самая продолжительная стадия — углубление ствола;
• принятие мер против разрушения. Если не останавливать его, то в стволе образуется пробка. Для этого стенки укрепляются, на определенном этапе закладывается армирующая колонна. Чтобы трубы, из которых состоит эта колонна, зафиксировались, их скрепляют с почвой цементом. Это называется тампонирование;
• освоение. После вскрытия нижнего слоя образуется область, которую называют призабойной зоной. Чтобы обеспечить возможность работы на скважине, необходимо перфорировать шахту и наладить систему оттока грунтовых вод.

Сферы применения и базовое назначение

Нефтяные буровые установки используются для проделывания многоцелевых отверстий.

Они применяются для:

• Бурения добывающих скважин. Такие отверстия используют для добычи нефти, газа и сопутствующих компонентов.
• Формирования разведывающих отверстий. Их проделывают там, где наличие нефти уже подтверждено исследованиями. Скважины необходимы для того, чтобы окончательно сформировать данные о запасах материала и изготовить схему работы на местности.
• Бурения оценочных скважин. Их функциональная нагрузка состоит в том, чтобы проанализировать и спрогнозировать поведение нефтяных пластов и возможное движение земной коры в месте работы, а также оценить объёмы залегаемой нефти.
• Проделывания контрольных скважин. Именно эти отверстия необходимы для постоянного контроля давления на территории, где ведётся добыча полезных ископаемых.
• Бурения наблюдательных отверстий. Скважины используют для установления объёмов выкаченной и оставшейся нефти, а также для оценки контактов нефти, газа и воды друг с другом.

Фото наземной буровой установки на нефть

Подготовка

Включает не только подготовку объекта, но и работу с документацией. Какие именно документы потребуются, зависит от локализации. К примеру, ему это будет разработка лесных земель, то это не получится сделать без вырубки деревьев. А чтобы их вырубить, нужно получить на это разрешение — порубочный паспорт.

Когда все разрешения получены, специалисты приступают к подготовительной деятельности на местности. Сначала составляется план, участок делится на зоны. Затем устраняют все мешающие объекты, обычно это деревья. После этого можно размещать рабочих, а для этого нужно создать жилой поселок. Первая задача рабочих — размещение буровой установки, также нужны фундаменты, на которых будут стоять цистерны с горючими веществами.

В подготовку входит проверка всего оборудования и техники, монтаж электрических линий. Когда все готово, можно устанавливать буровую вышку и поднимать ее на высоту в соответствии с планом разработки.

Перед тем, как приступить к бурению, все оборудование проверят еще раз, весь технологический комплекс должен быть отлажен и работать как часы.

Не считая периода на оформление документов, подготовка на месте займет в среднем 1-5 месяцев. После достижения полной готовности к эксплуатации на объект выезжает комиссия. В ее компетенции определить исправность техники, наличие достаточных знаний у работников, соблюдение техники безопасности. Всегда проверяется устройство приборов освещения, каждый из них должен иметь взрывоустойчивый корпус. При наличии каких-либо замечаний разработка не начнется до их устранения.

На любой буровой площадке всегда присутствуют:

• условия для жизни работников, соответствующие погоде и климату. Обязательно организуется водопровод;
• достаточное количество технических помещений;
• лаборатория, в которой оперативно исследуют грунт и породы, взятые на пробу;
• складские помещения для хранения крупного инвентаря и мелкого оборудования;
• все необходимое для соблюдения техники безопасности и оказания медпомощи.

О технологических особенностях

У разработки нефтяных месторождений есть своя специфика. Для добычи воды можно использовать среднее или даже легкое оборудование, то в данном случае необходима тяжелая техника. Сперва необходимо установить буровую мачту, ее направление должно строго совпадать с осью вышки, которая проходит по центру.

Для соответствия производится центровка, после чего ствол уже будет идти в строго определенном направлении. Чтобы укрепить ствол, закладывается труба, начало заливается цементом определенной фракции. Затем необходимо вновь отцентровать вышку с осью.

Рядом создают еще одну небольшую скважину, ее называют шурф. Туда опускают ведущую трубу в периоды, когда бурение прерывается. Чтобы сделать, пользуются ротором и турбобуром, при использовании последнего нужно собрать подводящую трубу и долото. На вышке будет зафиксирован канат, его предназначение — в управлении скоростью вращения.

В последние дни перед стартом добычи собирается консилиум. На нем присутствуют инженеры-технологи, бурильщики и геологи, другие специалисты. Они обсуждают и оценивают важнейшие моменты, как особенности конкретного объекта, состав породы, которую предстоит бурить, предусматривают возможные проблемы и способы их разрешения.

Если тебе интересны способы добычи других природных ресурсов, обратись к статье “Извлечение цветных металлов по инновационным технологиям”.

Какие бывают скважины?

При создании скважины образуется шахта, специалисты проверяют, содержат ли она нефть и газ. Чтобы это сделать, ствол перфорируют с намерением спровоцировать выход искомого веществ. Пробы отправляются на анализ, а вся техника разбирается. Пробуренное отверстие запечатывают, указывая даты проведения работ.

Размер скважин бывает разным, в начале диаметр может достигать 90 см, ближе к концу диаметр сужается и редко превышает 16 см. Существует классификация по глубине, она определяет разновидности, как:

• небольшие — до 1500 метров;
• средние — 1500-4500 метров;
• углубленные — 4500-600 метров;
• сверхуглубленные — больше 6000 метров.

Чтобы пробурить любую из них, требуется разрушить целостность породы, для этого применяют долото. Оно разбивает пласт на части, которые нужно удалить. Для избавления от раздробленных частей используют буровой раствор.

Возможные сложности

Добыча нефти и газа — процесс непростой, который сопровождается многочисленными проблемами. Как правило, это возникающие технические сложности. Они могут сделать работу более тяжелой или существенно ее замедлить, могут вовсе заставить остановить процесс. Задача геологов, инженеров и других инженеров, специализирующихся на разработках — предусмотреть все сложности и разработать план действий на случай возникновения каждой из них.

Самые распространенные проблемы — это:

• обвалы породы, разрушение ствола;
• впитывание почвой раствора для промывки;
• техническая неисправность оборудования;
• выход из строя шахты;
• ошибки при бурении.

Стенки могут обвалиться, когда работать приходится с нестабильными горными породами. Распознать обвал можно по таким признакам, как рост давления и повышение вязкости промывочного раствора. Еще один верный признак: когда на поверхность начинает выходить больше кусков породы, чем должно.

Раствор должен растворять породу, но иногда он просто впитывается ей. Так происходит, когда жидкость забирает нижележащий пласт. Вероятность повышается при высокой впитываемости и пористой структуре этого пласта. Чтобы скважину не размывало, требуется погрузить в начало трубу, которая проводит раствор в желоб, чтобы тот шел целенаправленно.

Как будут вращаться буровой вал и шпиндель — одинаково или на разных скоростях и частотах, зависит от типа пробиваемой породы и диаметра коронки, служащей для бурения. Скоростью управляют через регулятор, он дозирует нагрузку на коронку. Необходимо создать подходящее давление и на стенки, и на резцы коронки.

Технология добычи нефти

Плакат П. Кривоногова. 1948 год.
В прошлый раз мы поговорили о том, где нефть под землёй находится и откуда она там берётся. На этот раз речь пойдёт о том, каким образом нефть из-под земли добывают. Для лучшего понимания этой части желательно прочитать раздел «Геология нефти» предыдущей статьи.

Устройство скважин

Добыча нефти осуществляется через скважины, которые перед этим нужно пробурить. Это делается с помощью буровых установок, которые выглядят как «нефтяные вышки». Эти вышки не используются для добычи нефти. Они предназначены только для бурения. Когда бурение скважины закончено, буровая установка переезжает на новое место и приступает к бурению новой скважины.

Бурение одной скважины может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Пробурённая скважина — это не просто дырка в земле, её обсаживают изнутри стальными трубами, чтобы порода не осыпалась внутрь и не завалила скважину. Один из типовых внутренних диаметров этой обсадной колонны — 146 миллиметров. Длина скважины может достигать 2—3 километров и более.

Длина скважины, таким образом, превосходит её диаметр в десятки тысяч раз. Примерно такими же пропорциями обладает, например, отрезок обычной нити длиной 2—3 метра.

Буровая установка. Она высокая для того, чтобы можно было опускать в скважину трубы, подвешенные к крюку. Сам крюк висит на тросах лебёдки, перекинутых через блок на вершине вышки

Понятно, что любые манипуляции с чем-либо на дне (забое) скважины превращаются в очень увлекательное занятие. Если в скважину нечаянно уронить инструмент, насос или несколько труб, то вполне можно уроненное никогда не достать, после чего на скважине стоимостью в десятки или сотни миллионов рублей можно ставить крест. Покопавшись в делах и историях ремонта, можно найти настоящие скважины-жемчужины, на забое которых лежит насос, поверх которого лежит ловильный инструмент (для извлечения насоса), поверх которого лежит инструмент для извлечения ловильного инструмента.

Чтобы разные пласты не превращались в сообщающиеся сосуды, пространство за обсадной колонной скважины заливают цементом. Этим достигается разобщение пластов и предотвращение циркуляции между ними нефти, газа или воды. Цементное кольцо за обсадной колонной со временем от физического и химического воздействия может крошиться и разрушаться, что приводит к возникновению заколонной циркуляции. Это вредное явление, так как помимо нефти из пласта-коллектора в скважину начинает поступать вода или газ из близлежащих пластов, причём часто в объёме гораздо большем, чем нефть.

Чтобы нефть вообще могла поступать в скважину, нужно проделать отверстия в обсадной колонне и цементном кольце за ней, так как они, вообще говоря, отделяют коллектор от собственно скважины. Эти отверстия делают с помощью кумулятивных зарядов; они по сути такие же, как, например, противотанковые, только без обтекателя, потому что лететь им никуда не надо. Заряды пробивают не только обсадную колонну и цемент, но и сам пласт горной породы на несколько десятков сантиметров вглубь. Весь процесс называется перфорацией.

Схема скважины, оборудованной ЭЦН. Стрелками показано движение нефти. Для наглядности пропорции диаметра и длины скважины искажены в тысячи раз.

Технология добычи

Нефть может фонтанировать из скважин, то есть подниматься по скважине от пласта-коллектора до поверхности самостоятельно, без помощи насоса, благодаря своей низкой плотности. Дело в том, что давление в коллекторе обычно гидростатическое, то есть такое же, как и в воде на такой же глубине; например, на глубине в два километра давление составит около 200 атмосфер (пластовое давление). При плотности нефти около 800 кг/м3 давление в заполненной нефтью скважине напротив этого пласта (забойное давление) составит около 160 атмосфер. В результате между коллектором и скважиной возникает перепад давления (депрессия), который и приводит нефть в движение.

Кроме того, нефть обычно содержит лёгкие компоненты, которые при снижении давления переходят в газообразное состояние — это так называемый растворенный газ. Выделение растворенного газа снижает среднюю плотность содержимого скважины и тем самым ещё сильнее увеличивает перепад давления. В целом это не слишком отличается от того, что происходит с бутылкой тёплого шампанского после открытия пробки.

Количество нефти, получаемой из скважины за сутки, называется дебитом этой скважины. Данное понятие не имеет никакого отношения к дебету в бухучете. Как можно заметить, даже пишутся эти слова по-разному. По мере добычи нефти из коллектора пластовое давление в нем падает, в силу закона сохранения энергии.

Дебиты скважин, соответственно, тоже падают, так как уменьшается перепад давления между пластом и скважинами. Для поддержания пластового давления в коллектор закачивают с поверхности воду. Некоторые коллекторы изначально содержат помимо нефти ещё и очень большое количество воды, расширение которой может частично восполнить падение пластового давления; закачка воды в таких случаях может быть и не нужна.

Так или иначе, в изначально нефтенасыщенные области коллектора, а затем и в добывающие скважины, проникает вода. Продукция скважин начинает обводняться. Это тоже приводит к падению дебита, не только из-за сокращения доли нефти в продукции скважины, но и из-за увеличения плотности этой продукции. В обводнённых скважинах увеличивается забойное давление и, соответственно, уменьшается депрессия. Со временем обводненные скважины перестают фонтанировать.

Таким образом, в целом дебит скважин имеет свойство снижаться. Обычно скважина имеет максимальный дебит при первом запуске в работу. После этого, по мере выработки запасов нефти, дебит скважины падает. Чем быстрее вырабатываются запасы, тем быстрее падает дебит. Или, другими словами, чем выше дебит скважины, тем быстрее он снижается.

Время от времени на скважине могут проводиться различные мероприятия по интенсификации добычи. Эти мероприятия дают мгновенный прирост дебита, после чего он продолжает снижаться, но уже быстрее, чем до мероприятия. Характерные темпы падения дебита по отдельно взятой российской скважине лежат в диапазоне от 10 до 30% в год.

Скважина, оборудованная ШГН. На фото мы видим в основном станок-качалку. Собственно скважина здесь — это маленькая кучка труб справа внизу. Скважина, оборудованная ЭЦН, выглядит примерно так же, только нет станка-качалки.

Эффект от применения механизированной добычи достигается за счёт снижения забойного давления в скважине. В результате увеличивается депрессия и, соответственно, дебит. Перевод скважины на механизированную добычу и вообще увеличение депрессии — это не единственный способ интенсификации добычи. Есть еще, например, гидроразрыв пласта, о котором мы поговорим более подробно в другой раз.

Месторождения нефти можно разрабатывать с высоким забойным давлением, а можно с низким. Если забойное давление высокое, то депрессия низкая, дебит скважин маленький, и запасы на месторождении вырабатываются медленно. Если забойное давление низкое, то депрессия высокая, дебиты скважин большие, запасы вырабатываются быстро. Можно говорить, что низкое забойное давление позволяет эксплуатировать месторождения и скважины более интенсивно.

Часто интенсивную выработку запасов называют «хищнической эксплуатацией» или «хищнической добычей». Подразумевается при этом, что таким образом нефтяные с месторождений, добывают то, что добыть легко, а остальные запасы бросают. При этом будто бы оставшиеся запасы приходят в такое состояние, что добыть их практически невозможно. Это в общем случае неверно.

На большинстве месторождений интенсивность эксплуатации не влияет на остаточные запасы нефти. Чтобы убедиться в этом, достаточно обратить внимание на тот факт, что исторически «снятие сливок», т.е. резкая интенсификация добычи в России, произошло в конце девяностых — начале двухтысячных годов. С тех пор добыча нефти в России падать так и не начала, хотя прошло уже пятнадцать лет. Для нефтяных месторождений это большой срок. Если бы практика интенсификации приводила к потере остаточных запасов нефти, то это уже давно сказалось бы.

Интенсивная эксплуатация скважин связана с несколько повышенным риском возникновения аварий, разрушения цементного кольца (что, как мы помним, ведёт к нежелательной заколонной циркуляции), преждевременного прорыва воды. Однако в целом такой режим работы, как правило, оказывается экономически оправданным при почти любой цене на нефть. Здесь можно провести аналогию с дорожным движением. Если ограничить скорость движения автомобилей на загородных трассах двадцатью километрами в час и драконовскими мерами добиться соблюдения такого скоростного режима, то наверняка количество ДТП сведётся практически к нулю. Однако будет ли экономический смысл в таких дорогах?

Как уже упоминалось, быстрый рост добычи нефти в России в конце 1990-х — начале 2000-х годов технически поначалу обеспечивался в основном снижением забойного давления (увеличением депрессии) на добывающих скважинах. В фонтанирующие скважины спускались насосы; в скважины, уже оборудованные насосами, спускались более производительные насосы. В этом нет ничего однозначно плохого ни с современной экономической, ни с технической точки зрения. Плохо это, на мой взгляд, только со стратегической точки зрения. Чем выше депрессия, тем выше скорость выработки запасов нефти, и тем быстрее падает добыча нефти на уже разбурённых площадях.

Поскольку дебиты скважин имеют свойство постоянно падать, для поддержания добычи нефти на постоянном уровне необходимо бурить новые скважины. Чем быстрее падают дебиты, тем больше скважин нужно бурить ежегодно. Поэтому при интенсивной эксплуатации месторождений необходимо ежегодно бурить больше скважин. Иными словами, продолжать обеспечивать нужный объем добычи при интенсивной эксплуатации становится сложнее.

Кроме того, если скважины эксплуатируются неинтенсивно (с высоким забойным давлением), то есть резерв добывающих мощностей, которые в случае необходимости можно реализовать, понизив забойное давление. Именно таким образом регулируют добычу в таких странах как Саудовская Аравия и Кувейт. Это позволяет говорить о большей безопасности стратегии неинтенсивной эксплуатации. Добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с высоким забойным давлением (как это было в РСФСР в 1980-х годах) — это совсем не то же самое, что добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с низким забойным давлением (как это есть в РФ сейчас). Если вдруг санкции, война или ещё что-нибудь не позволит сегодня осуществлять в российской нефтедобывающей отрасли капитальные вложения и бурить новые нефтяные скважины, то падение добычи имеет все шансы стать катастрофическим, по причине интенсивной эксплуатации месторождений и отсутствия значительного резерва добывающих мощностей.

Однако в экономической модели нефтяной компании, ориентированной в первую очередь на прибыль, тонна нефти сегодня — это всегда лучше, чем тонна нефти завтра. Нельзя ждать, что капитал добровольно откажется от части прибыли. Поэтому если кому-то хочется создавать стратегические резервы добывающих мощностей, заставить это сделать публичную нефтяную компанию, действующую в рамках рыночной экономики, можно только методами государственного регулирования и принуждения.

Читать дальше.

Как проектируют?

Бурение скважины начинается на бумаге, когда составляют проект. Он выполняется с чертежами и обязательно включает в себя такие данные:

• характеристики пород. Насколько они плотные и твердые, сколько содержат воды, имеют ли тенденцию к разрушению и осыпанию;
• какая будет глубина и при каком угле наклона;
• сколько будет составлять диаметр в конце. Это необходимо для расчетов, насколько на дне будет ощутимой плотность породы;
• какие технологии будут использоваться, основные мы рассмотрим ниже.

Чтобы решить все эти моменты и определить другие функциональные особенности, проводят геологический анализ.

Назначение установок

Нефтяные системы предназначены для бурения скважин, отличающихся не только размерами, но и

назначением. Именно такие различия и определяют цели бурения:

• Инженерно-геологические изыскания (используют для изучения местности, состава геологических плит).
• Гидрогеологическое бурение (необходимо для добычи воды, а также понижения ее уровня на определенном участке).
• Установки незаменимы для проведения геотермального теплоснабжения.
• Строительные работы (проведения строительных мероприятий, обустройство свайных и микросвайных оснований, размещение анкеров).
• Геологоразведочные мероприятия (изучение геологического строения местности, составление прогноза и проведение анализа дальнейшего ее поведения).
• Прогнозирование сейсморазведочных работ.
• Установка опор для ЛЭП.

Буровое оборудование имеет широкое распространение, что означает различные конструктивные особенности каждого типа. К тому же определенный тип машины может работать только при определенных климатических условиях.

Способы бурения

Чаще всего используют такие технологии, как:

• ударно-канатная;
• с использованием роторной техники или забойного мотора;
• турбинной технологией;
• с винтовым мотором;
• электрическим буром.

Самый проверенный и практичный метод был назван первым — ударно-канатный. Он предполагает пробивание долотом с конкретной периодичностью. Сила удара формируется весом самого инструмента и утяжеления в виде штанги. Обратное движение выполняется за счет балансира.

При использовании роторной техники бурение осуществляет вращающийся механизм. Ротор устанавливается на устье через трубы, он работает, как вал. Если это небольшая скважина, то будет достаточно шпиндельного двигателя. Привод ротора присоединяется к лебедке и кардану, благодаря этому можно управлять скоростью.

Турбина создает вращающий момент, это воздействие двигателем на колонну, используется гидравлическая энергия. Турбобур создает из энергии гидравлики механическую, она и будет вращать элементы.

Мы рассмотрели, как бурят скважину на нефть, прошлись по всем необходимым работам и способам бурения. Общий вывод такой: главная задача при разработке — передать энергию на долото, чтобы создать движение, направленное на углубление. Отличие технологий в типе энергии и способе ее передачи.

Классификации нефтяных буровых установок

Существует несколько общепринятых классификаций, в основе каждой из которых лежит определённый критерий.

Источник: avto-layn.ru

Горизонтальное бурение скважин на нефть

Ведущие поставщики нефтепродуктов давно практикуют горизонтальное бурение скважин на нефть, поскольку такая технология обладает массой преимуществ и делает добычу полезных ископаемых более продуктивной. Эти сооружения повышают дебит нефти и газа, способствуя высокому коэффициенту отдачи пласта. Направленное бурение производится с применением специализированного оборудования, которое основано на цифровых системах управления, а также применяются установки ННВ и мультифункциональные установки.

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти преимущества и особенности

Поскольку запасы нефти по всему миру стремительно сокращаются, а традиционные способы их добычи теряют свою эффективность, добывающие компании прибегают к инновационным решениям по обустройству нефтяных скважин. С их помощью удается изъять из недр земли ценные баррели «черного золота» и повысить прибыль производства.

Особой популярностью пользуется проделывание горизонтальных стволов в потенциальных местах. Наклонно-направленная методика поменяла способы ориентирования буровых установок в скважине. Поэтому вместо классических кабелей для телеметрического анализа сегодня используют компьютерные технологии, которые автоматически отслеживают и меняют азимут и зенитный угол сооружения.

Это позволило проделывать горизонтальные скважины и экономить в 2 раза больше денежных средств и времени, чем при обустройстве вертикальных отверстий в пласте. При этом их КПД в 3 раза превышает показатели вертикальной конструкции, поэтому все расходы окупаются через пару лет с момента запуска нефтедобывающей промышленности.

Сферы применения этой технологии достаточно обширны. Ее задействуют при:

Вскрытии пластов, содержащих залежи нефти и газа, которые находятся под пологим сбросом или несколькими сбросами, размещенными параллельно друг к другу.

Проделывании скважин в местах с катастрофическим поглощением промывочной жидкости.

Прокладке нескольких конструкций на продуктивных пластах с внешних оснований и эстакад, которые размещаются в водоеме.

Бурении стволов во время тушения горящих фонтанов и выбросов.

Обустройстве прокола под дорогой для прокладывания трубопровода.

Кроме того, горизонтальная методика пользуется большим спросом при вскрытии залежей под океанским, морским или речным дном, в болотах, под многоэтажными домами или другими застройками, которые расположены в жилой зоне.

Среди других преимуществ технологии выделяют:

Возможность ведения работ возле линии электропередач или дорожных развилок, поскольку бурение выполняется без предварительного проделывания траншей.

Применение комплексного оборудования, которое сокращает затраты времени и сил.

Минимизация финансовых вложений за счет использования автоматизированного оборудования.

Соответствие экологическим стандартам и отсутствие негативного воздействия на окружающую среду и проживающих поблизости людей.

Нередко стандартную технологию заменяют горизонтальной прокладкой из-за высокого уровня грунтовых вод или близкого размещения водоема. Если запасы нефти находятся на океане или морском дне, метод сократит финансовые затраты, поскольку он выполняется без обустройства морской платформы.

Горизонтальные нефтяные скважины способы их бурения

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти осуществляется разными способами. Среди наиболее популярных выделяют:

Вторая технология предлагает проделывание коммуникационных объектов под землей, а третья подходит для обследования угольных пластов. В большинстве случаев она требует обустройства системы газоотвода.

Способ горизонтального бурения заключается в расширении рабочей площади, через которую будут добываться полезные ископаемые. Способ предусматривает организацию скважин с горизонтальными отрезками, куда можно устанавливать другие добывающие установки для наклонно-направленного бурения.

Существующие методы отличаются уравновешенным воздействием на природу, из-за чего они высоко ценятся во всем мире.

Наибольшим спросом пользуется бестраншейное строительство методом прокола. Оно востребовано при ведении бурения в местах размещения столбов электропередач или жилых домов и дорог.

Технология горизонтального нефтяного бурения

Горизонтальная технология бурения нефтяных скважин применяется в разных странах мира. Перед обустройством нефтедобывающего сооружения составляется подробный план действий, подготавливается вся нужная документация. Она включает в себя сбор данных с геологической, экономической и технической части проекта. Ключевым документом, разрешающим начало работ, является геолого-технический наряд ГТН.

Процесс бурения состоит из следующих этапов:

Проделывание вертикального отверстия с последующей фиксацией кондуктора — специальной обсадной колонны.

Проделывание ствола с соблюдением зенитного угла (кривизны) и направления (азимута).

Бурение с соблюдением кривизны, выбор оптимального угла и вход в пласт с полезными ископаемыми под небольшим углом. Обследование участка горизонтальным методом, опускание колоны или хвостовика.

Наиболее проблематичным и сложным мероприятием считается бурение с кривизной, поскольку оно требует вмешательства телеметрических приборов и систем выравнивания бурильного оборудования.

Все сведения о размещении колоны отображаются на дисплее в операторской кабинке. Специалист может отслеживать текущее положение конструкции, сравнивать его с указанным в проектной документации, передавать руководству и вносить корректировки в процесс.

Выполняя бурение технической колоны, необходимо достичь оптимальной кривизны и направления. Когда фиксация технической обсадной колоны завершена, сотрудники добывающей компании переходят к следующему этапу, продолжая набор кривизны, выравнивая угол. Это необходимо для того, чтобы перед погружением в пласт угол соответствовал 80°. При этом в пласте оборудование должно перемещаться горизонтальным методом.

Передовые технологии предусматривают использование забойных двигателей и долот, которые упрощают процесс корректировки направления с помощью промывочной жидкости. Это позволяет инженеру менять положение долота на компьютере, руководствуясь сигналами системы позиционирования.

Горизонтальные участки постоянно увеличиваются в длину, поэтому рекордное отклонение от вертикали достигает 11 км.

Достоинства методики заключаются в более продуктивной нефтедобыче из пласта. Причем ее используют даже на заброшенных площадках, где раньше проводилось бурение вертикальным путем.

Еще технология востребована в следующих случаях:

Поломки буровых установок.

Проведение работ по добыче на дне океана или крупного водоема с большой глубиной.

Повреждения бурильного оборудования возможны при обследовании особо твердой породы на пути к месторождению. Еще бур часто заклинивает на месте разработки, а достать его на поверхность и отремонтировать для дальнейшей эксплуатации нельзя. Для продолжения работ, придется выполнить угловое или параллельное бурение.

Горизонтальный проход выполняется в заранее выбранном месте с применением подходящих режимов. Для эффективного разрушения породы важно придерживаться проектного плана и правил эксплуатации оборудования. КПД работ определяется следующими факторами:

Интенсивность воздействия на долото, которое обладает прямой связью с давлением по оси.

Число оборотов во время работы бурильного оборудования.

Качественные показатели глины в каждом слое и ее соотношения.

Способ эксплуатации устройства.

Учитывая все особенности, от которых зависит правильность горизонтального бурения, можно быстро выбрать оптимальный метод. Условия работы сопоставляют с используемой технологией. И если не допускать отклонений от проекта, можно получить максимальный процент продуктивности прохода.

Нередко месторождение нефти находится на удалении от места бурения, при этом горизонтальная технология позволяет добраться до него без больших затрат времени и средств. Стандартный способ наносит большой ущерб окружающей среде и обладает меньшей продуктивностью.

Ключевым аспектом в проведении работ является дистанционное управление установками во время бурения, поскольку оборудование расположено на большом расстоянии от оператора. Для исключения плачевных последствий необходимо придерживаться проекта и следить за показаниями локационных систем. Устройство выполнено в виде специального зонда, который закрепляется в головке бурового инструмента. Все действия синхронизируются с помощью специальной техники и регулируются инженером из операторской будки.

Среди других действий зонд будет отслеживать угол бурения и моментально передавать информацию на экран компьютера.

Мировой опыт в бурении горизонтальных скважин для добычи нефти

Ведущие нефтедобывающие предприятия задействуют передовые системы для добычи полезных ископаемых и придерживаются высокой технологической дисциплины и мастерства. Обучение навыкам по управлению этими системами производится в специальных образовательных центрах. Работа выполняется квалифицированными специалистами под строгим руководством экологических служб.

Мировая практика показывает, что бурение нефтяных скважин горизонтальным методом — наиболее безопасная для окружающей среды технология. Поэтому ее популярность остается достаточно высокой.

Важным достоинством направленного бурения является защита баланса экосистемы от разрушения и минимальный вред ландшафтам. Негативное воздействие на людей, которые проживают в зоне ведения работ, сокращается до минимума. Это разрешает вести добычу нефти в условиях населенных пунктов и городов с большим населением

Источник: forward-gnb.ru