Особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»
ORGANIZATION OF CONSTRUCTION / OIL AND GAS FACILITIES / CLIMATIC CONDITIONS OF CONSTRUCTION / TECHNOLOGICAL PROCESSES OF CONSTRUCTION / ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА / НЕФТЕГАЗОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ / КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СТРОИТЕЛЬСТВА
Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Тухарели В.Д., Тухарели А.В., Очиров Н.Д.
Нефтегазовая отрасль является жизнеобеспечивающей практически для всех отраслей национального хозяйства и составляет основу экономики страны, формируя при этом объемы строительного производства в зависимости от количества добываемых и потребляемых объемов нефти и газа. Строительство в нефтегазовой отрасли обладает особой спецификой, причем обустройство нефтегазовых месторождений отличается от промышленного строительства рядом особенностей. Основными особенностями можно считать: значительные объемы строительства и его продолжительность, разбросанность объектов обустройства нефтегазовых месторождений на большой территории регионов страны, привязка объектов нефтедобычи к нефтегазовым месторождениям и к населенным пунктам, высокие энергозатраты по месторождениям нефти и газа. Обобщенные в данном исследовании особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли направлены на выявление возможностей использования рациональных и эффективных методов ведения работ, повышения темпов организации строительства нефтегазовых объектов в экстремальных условиях и улучшения их технико-экономических показателей.
Онлайн-курс «Сварочное производство в строительстве нефтегазовых объектов»
Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Тухарели В.Д., Тухарели А.В., Очиров Н.Д.
Формирование и роль научных знаний, технологий и техники в развитии нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности в Оренбургской области
Форсирование автодорожного строительства в северных районах Западной Сибири (1980-е — начало 1990-х гг. )
Перспективы разработки нефтегазовых месторождений в Якутии и подготовка специалистов-буровиков в якутском государственном университете
Features of the organization of construction of objects oil and gas industry
The oil and gas industry is life-supporting for almost all branches of the national economy and forms the basis of the country’s economy, while forming the volume of construction production, depending on the amount of oil and gas produced and consumed. Construction in the oil and gas industry has a specific nature, and the arrangement of oil and gas fields differs from industrial construction by a number of features.The main features can be considered: significant volumes of construction and its duration, the scattered nature of oil and gas field facilities on a large territory of the country’s regions, linking oil production facilities to oil and gas fields and settlements, and high energy costs for oil and gas fields. Generalized in this study, the organization of construction of oil and gas facilities are aimed at identifying opportunities to use rational and efficient methods of conducting work, increasing the pace of organization of construction of oil and gas facilities in extreme conditions and improving their technical and economic indicators.
Строительство нефтяных объектов
Текст научной работы на тему «Особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли»
Особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли
В.Д. Тухарели, А.В. Тухарели, Н.Д. Очиров Волгоградский государственный технический университет
Аннотация: Нефтегазовая отрасль является жизнеобеспечивающей практически для всех отраслей национального хозяйства и составляет основу экономики страны, формируя при этом объемы строительного производства в зависимости от количества добываемых и потребляемых объемов нефти и газа. Строительство в нефтегазовой отрасли обладает особой спецификой, причем обустройство нефтегазовых месторождений отличается от промышленного строительства рядом особенностей. Основными особенностями можно считать: значительные объемы строительства и его продолжительность, разбросанность объектов обустройства нефтегазовых месторождений на большой территории регионов страны, привязка объектов нефтедобычи к нефтегазовым месторождениям и к населенным пунктам, высокие энергозатраты по месторождениям нефти и газа. Обобщенные в данном исследовании особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли направлены на выявление возможностей использования рациональных и эффективных методов ведения работ, повышения темпов организации строительства нефтегазовых объектов в экстремальных условиях и улучшения их технико-экономических показателей. Ключевые слова: организация строительства, нефтегазовые сооружения, климатические условия строительства, технологические процессы строительства.
В Российской Федерации среди основных сырьевых ресурсов приоритетными можно назвать нефть и газ. Нефтегазовая отрасль обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйства, являясь основой экономики страны, формируя единое экономическое пространство. Добыча нефти и газа постоянно наращивается.
И соответственно возрастают объемы строительного производства, которые напрямую зависят от количества добываемой нефти и газа, количества его потребления. Оптимальную работу с ресурсами при их добыче, переработке и транспортировке предприятиям отрасли необходимо сооружать высокотехнологичные системы нефтезазопроводов и технологических объектов их обслуживания [1-4]. Необходимо отметить, что строительство в нефтегазовой отрасли обладает особой спецификой. Россия, обладая значительной территорией, имеет крупные месторождения нефти и газа.
Следует отметить, что такие месторождения расположены в основном в малоосвоенных местах, значительно удаленных от центров промышленного и энергетического развития крупных регионов. Переработка нефти на нефтехимических комплексах в условиях развитой инфраструктуры осложняется доставкой сырьевого материала. Доставка газа потребителю в отдаленные районы России столкнулась также с проблемой больших расстояний [5].
При строительстве объектов нефтяной и газовой промышленности предполагается соблюдение строгой последовательности выполнения работ, при использовании определенных методов и приемов, среди которых определяющими являются техника, технология, организация, управление и менеджмент, экономика [6].
Главная функция предприятий нефтегазового строительства заключается в прокладке транспортных магистралей, строительстве нефте- и газопроводов, ремонте и обслуживании магистральных и промысловых трубопроводов. Задачи по обеспечению работ непосредственно на месте добычи нефти и газа имеют другую специфику. Нефтегазовое строительство заключается в возведении ряда объектов гражданского и промышленного назначения. Поэтому строительство в нефтегазовой отрасли считается одним из видов промышленного строительства, обладающего в то же время определенными особенностями [5-6].
Темпы наращивания добычи нефти и газа, необходимые масштабы их транспортировки по магистральным трубопроводам, обуславливают экономическое значение капитального нефтегазового строительства. Что в свою очередь обеспечивает высокий технический уровень производства в нефтяной и газовой промышленности при рациональном размещении добычи нефти и газа на территории нашей страны. Можно отметить, что капитальное строительство является важной составной частью плана
развития нефтегазовой отрасли. Этим развитием обуславливается направление капитальных вложений в нефтегазовое строительство, определяются их объемы, а также прирост и ввод в действие производственных мощностей и основных фондов.
Капитальное строительство в нефтегазовой отрасли связано с решением сложных проблем, имеющих не только отраслевое значение. К таким проблемам (межотраслевым) пропорции между потреблением нефтегазопродуктов и их производством в определенные периоды, а также добычей нефти и газа, которые должны быть наиболее рациональными.
Необходимо учитывать и внутриотраслевые пропорции между объемами добычи и подготовленными запасами нефти и газа. Необходимо учитывать и внутриотраслевые пропорции между объемами добычи и подготовленными запасами нефти и газа. Взаимосвязь между процессом воспроизводства и приростом запасов нефти всех категорий очень важна. Очевидна необходимость соблюдения пропорциональности между объемами глубокого поисково-разведочного и эксплуатационного бурения. С учетом стадий разработки эксплуатируемых месторождений должна быть также соблюдена пропорциональность между подготовленными перспективными структурами и месторождениями [7, 8].
Отметим ряд специфических особенностей присущих проектированию, строительству объектов нефтегазовой отрасли. Первоочередной особенностью можно считать зависимость обустройства нефтегазовых месторождений объектами промышленного и гражданского строительства от объёмов извлекаемых запасов нефти (газа), размеров нефтяной (газовой) залежи, качественные характеристики углеводородного продукта.
Основополагающими перед началом разработки проекта обустройства нефтяного или газового месторождения являются проект разработки месторождений. Обязательным к нему являются утвержденные балансовые и
извлекаемые запасы нефти (газа), оформленный горный отвод. Варианты строительства объектов инфраструктуры зависят от запасов углеводородного продукта в месторождении. Будь то города для проживания будущего обслуживающего персонала, или вахтовые поселки. Возможно и привлечение местного населения для работы на месторождении.
Труднодоступные районы расположения нефтяных и газовых месторождений наиболее частое явление. Примером могут служить нефтяные месторождения Западной Сибири, расположенные в болотистой местности.
Второй особенностью проектирования и строительства в нефтегазовой отрасли можно считать значительную рассредоточенность нефтяных и газовых объектов. В отдельно взятом районе освоение месторождений осуществляется редко, поэтому на первый план выступает строительство межрайонных трубопроводов. Поэтому строительным организациям приходится адаптироваться к условиям удаленности нефтегазопромысловых объектов и, часто, одновременности производства строительных работ и освоения площадей месторождений.
Сооружение магистральных нефтепроводов, газопроводов значительной протяженности относится к третьей особенности при проектировании и строительстве объектов инфраструктуры в нефтегазовой отрасли. Это необходимость обеспечения нефтегазовых объектов электроснабжением — строительство линии электропередач (высоковольтные линии с понижающей подстанцией) на территории нефтяных и газовых промыслов. А также строительство, как подъездных автомобильных дорог с твердым покрытием, так и временных внутрипромысловых дорог. Строительные работы содержат подготовку застраивающихся площадок и трасс для нефте — и газопроводов, которые включают в себя вырубку леса, рекультивацию земель [6-8].
Четвертой особенностью строительства объектов нефтегазовой
отрасли можно назвать строительство в суровых климатических условиях Крайнего Севера.
Рис. 1. Энергетическая стратегия России по планируемой структуре добычи нефти (млн.т): 1 — Западная Сибирь; 2 — Урало-Поволжье; 3 — Европейский Север; 4 — Дальний Восток; 5 — Восточная Сибирь; 6 — прочие месторождения.
Россия на сегодняшний день является одним из крупнейших участников мирового энергетического рынка. В ближайшие годы (рис.1) добыча нефти будет в основном производиться в Западной Сибири [3, 4, 8, 9]. Поэтому разработка нефтяных (газовых) месторождений в северных районах имеет свои особенности при проектировании и строительстве в условиях вечной мерзлоты, важным элементом которых является создание социальной инфраструктуры. Что предусматривает разработку особых объемно-планировочных и конструктивных решений при проектировании зданий и сооружений условиях районов Крайнего Севера.
Нельзя не отметить и пятую особенность при строительстве нефтегазопромысловых объектов. Особенность заключается в условиях пожаро — и взрывоопасности работы объектов нефтегазовых промыслов. Категория особо опасных объектов относится к насосным и компрессорным станциям. Расположение оборудования внутри производственных зданий увеличивает опасность их эксплуатации с позиции взрывоопасности. Давление перекачки по трубопроводам нефти и газа составляет до 10 МПа.
Объекты резервуарного парка для подготовки и хранения нефти на центральном пункте, перекачивающие агрегаты, работающие от высоковольтного электропривода — все это особо опасные нефтегазопромысловые сооружения. Поэтому вопросы пожаробезопасности имеют первостепенное значение при проектировании и строительстве объектов нефтегазовой отрасли [6-8, 10, 11].
Таким образом, обустройство нефтегазовых месторождений отличается от промышленного строительства рядом особенностей. Среди основных можно назвать: значительные объемы строительства и его продолжительность, разбросанность объектов обустройства на большой территории регионов страны. А также привязка объектов нефтедобычи к месторождениям сырьевых ресурсов и к населенным пунктам, высокие энергозатраты, сложная логистика перекачки нефти и газа, новое строительство малых городов в удаленных районах с привязкой к природным резервам водоснабжения. Обобщенные в данном исследовании особенности организации строительства объектов нефтегазовой отрасли направлены на выявление возможностей использования рациональных и эффективных методов ведения работ, повышения темпов организации строительства нефтегазовых объектов в экстремальных условиях и улучшения их технико-экономических показателей.
1. Tkachenko A.N., Kazakov D.A., Mershchiev A.A. Quality assurance in the construction of oil and gas facilities// Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2017. № 3. pp. 32-42.
2. Лебедько А.Г. Экономическое обоснование геоэкологических рисков в нефтегазовой отрасли// Инженерный вестник Дона. 2010. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2010/252.
3. Байков Н.М. Об энергетической стратегии России на период до 2030
года// Нефтяное хозяйство. 2010. № 4. С. 34-37.
4. Гриценко А.М., Крылов Н.А., Аленин В.В., Ступаков В.П. Нефть и газ в России в ХХ1 веке: прогноз добычи и развития сырьевой базы// Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2001. № 3. С. 10-19.
5. Беляева В.Я., Михайличенко А.М., Бараз А.Н., Габелая Р.Д. Нефтегазовое строительство. М: Омега-Л, 2005. 774 с.
6. Бобрицкий Н.В., Курепин Г.Н. Строительство объектов нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1983. 223 с.
7. Novotny J. Stability problems in road and pipeline constructions and their mitigation — Examples from Sakhalin and Azerbaijan// Journal of Mountain Science. 2011. № 8 (2). pp. 307-313.
8. Мордвинов В.А., Гудков Е.П. Строительство нефтегазопромысловых объектов. Пермь: ПГТУ, 2000. 22 с.
9. Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела. Ижевск: УдГУ, 2005. 727 с.
10. Гарев В.М., Летчфорд А.Н., Орт А.И. Нормативные требования к качеству строительных и монтажных работ. СПб.: Центр качества строительства, 2014. 97 с.
11. Вирясов А.Н., Гостинин И.А, Семенова М.А. Применение труб коррозионно-стойкого исполнения для обеспечения надежности нефтегазотранспортных систем Западной Сибири // Инженерный вестник Дона. 2013. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2013/1487.
1. Tkachenko A.N., Kazakov D.A., Mershchiev A.A. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2017. № 3. pp. 32-42.
2. Lebed’ko A.G. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2010, № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2010/252.
3. Baykov N.M. Neftyanoe khozyaystvo. 2010. № 4. pp. 34-37.
4. Gritsenko A.M., Krylov N.A., Alenin V.V., Stupakov V.P. Mineral’nye resursy Rossii. Ekonomika i upravlenie. 2001. № 3. pp. 10-19.
5. Belyaeva V.Ya., Mikhaylichenko A.M., Baraz A.N., Gabelaya R.D. Neftegazovoe stroitel’stvo [Oil and gas construction]. M: Omega-L, 2005. 774 p.
6. Bobritskiy N.V., Kurepin G.N. Stroitel’stvo ob»ektov neftyanoy i gazovoy promyshlennosti [Construction of oil and gas industry facilities]. M.: Nedra, 1983. 223 p.
7. Novotny J. Journal of Mountain Science. 2011. № 8 (2). pp. 307-313.
8. Mordvinov V.A., Gudkov E.P. Stroitel’stvo neftegazopromyslovykh ob»ektov [Construction of oil and gas facilities]. Perm’: PGTU, 2000. 22 p.
9. Kudinov V.I. Osnovy neftegazopromyslovogo dela [The fundamentals of the oil and gas industry]. Izhevsk: UdGU, 2005. 727 p.
10. Garev V.M., Letchford A.N., Ort A.I. Normativnye trebovaniya k kachestvu stroitel’nykh i montazhnykh rabot [Normative requirements for the quality of construction and installation work]. SPb.: Tsentr kachestva stroitel’stva, 2014. 97 p.
11. Viryasov A.N., Gostinin I.A, Semenova M.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2013/1487
ИсточникСтроительство нефтяных и газовых скважин
Бурение скважин в первую очередь глубоких и сверхглубоких параметрических, поисковых, разведочных и эксплуатационных (добычных) на нефть и газ. Целью данной работы является краткое освещение применяемой современной техники и технологии строительства скважин.
Рассмотрены: обработка скважин соляной кислотой, термокислотные обработки и кислотные обработки терригенных коллекторов. Рассмотрено пенно-полимерное заводнение и внутрипластовое горение. Приведен общий обзор колтюбинговых технологий и особенности колтюбинга (ГНКТ) и перфорации скважин. Данная работа будет полезна студентам специальности бурение, полевым инженерам по бурению, работникам буровых компаний.
Оглавление
- Глава 1. Введение
- Глава 2. Общие сведения о буровом оборудовании и наземных сооружениях
- Глава 3. Конструкция скважины
- Глава 4. Физико-механические свойства горных пород
- Глава 5. Разрушение горных пород
- Глава 6. Режим бурения скважины
- Глава 7. Забойные двигатели
- Глава 8. Технология промывки и буровые растворы
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Строительство нефтяных и газовых скважин предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Глава 1. Введение
§ 1. Общие сведения о бурении нефтяных и газовых скважин
Автор, имеющий опыт бурения скважин, в разных горно-геологических и климатических условиях: (Волгоградская область, Коми — Усинское месторождение, Ямал — сверхглубокая СГ-7 Ен-Яхинская, Таймыр-Северо-Соленинское газовое месторождение, Западный Казахстан — Тенгизское нефтяное месторождение, сервисные компании по интегрированным поставкам долот, супервайзинг строительства скважин), попытался обобщить наработанный опыт и изложить материалы более менее скомпонованном виде. Данная книга является переработанный и является улучшенным вариантом аналогичной книги, в связи с усложнением работ по освоению скважин, применением сложных технологий и техники, в книгу включен раздел, посвященный освоению скважин. Тема каждой из глав является сложной инженерной задачей, каждой теме посвящено огромное количество работ и исследований. Целью данной работы является краткое освещение современной техники и технологии строительства скважин. В работе нет расчетов, существующие программные комплексы позволяют оптимизировать эту проблему и акцентировать внимание и усилия на понимание буровых процессов, знание бурового и технологического оборудования и правильной организации работ по строительству скважин.
Строительство скважин в комплексе работ по разведке и добыче нефти и газа, является одним из важнейших видов работ в добыче нефти и газа и является ремеслом в высшем понимании этого слова. Это прямой метод разведки (в отличие от косвенных, космических съемок, гравиаразведки, сейсморазведки и др.). Единственным способом транспортировки пластового флюида на дневную поверхность, за исключением разработки, неглубоко залегающих залежей нефти, где добыча ведется шахтным способом, является скважина.
Глубокие структурные изменения в области строительства скважин в России, произошедшие в последние 2 десятилетия, не смогли не повлиять положительно, как на скорости бурения, так и на качество строительства скважин. На смену работы под ключ буровым организациям, пришли сервисные подрядчики, которые узко специализируются и используют в работе новейшие западные технологии, буровые установки, оборудование и материалы. В начале века бурение нефтяных скважин было сравнительно простым процессом, выполнялось при помощи относительно несложного оборудования и технологий. Но в дальнейшем, по мере роста глубин скважин, усложнения геолого-технических условий, разрабатываемых месторождений, требованиям к назначению и видам скважин, бурение скважин значительно усложнилось и успех бурения стал возможным, благодаря значительному техническому прогрессу, достигнутому в области бурового оборудования, инструмента, технологий и т. д. [56]., появились новые:
• Разработаны новые типы долот;
• Стали реальными более сложные конструкции и виды скважин;
• Новые типы растворов, химреагентов;
• Телеметрическое сопровождение наклонных и горизонтальных скважин, позволило бурить скважины с большими отходами и сложными профилями;
• Разработано и применяется программное обеспечение технологических процессов строительства скважин;
• Практически все процессы контролируются станциями геотехнического контроля;
• Применяется удаленный мониторинг строительства скважин.
• Осуществляется супервайзерский контроль (руководство) за строительством скважин.
Учитывая то, что на суше проведена глобальная разведка углеводородов и ведется интенсивная добыча, большинство месторождений истощены, большой интерес, с точки зрения запасов углеводородов, представляет шельф Мирового океана. Почти весь российский шельф располагается в холодных морях Северного Ледовитого океана и Охотского моря. Его протяженность у берегов России составляет 21 % всего шельфа Мирового океана. Около 70 % его площади перспективны с точки зрения полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа.
На шельфе содержится четверть наших запасов нефти и половина запасов газа. Распределены они следующим образом:
• Баренцево море — 49 %;
И лишь менее 1 % находится в Балтийском море и на нашем участке Каспия.
Разведанные запасы на шельфе Северного Ледовитого океана составляют 25 % мировых запасов углеводородного сырья. Поэтому актуальность развития морского бурения очевидна, которое в настоящее время является очень сложной инженерной и дорогостоящей задачей. [44]
Учитывая тот факт, что в России производство морских установок и подводного оборудования устья скважин для бурения и добычи углеводородов, не производится, то очевидно произойдет возврат к старым месторождениям, где коэффициент извлечения нефти очень мал и составляет по России в 2014 г., по разным источникам от 0,28 до 0,372.
В настоящее время добыча и потребление нефти в мире неуклонно растет, динамика показана на графике рис. 1.1. [24]
Рис. 1.1. Прогноз мирового спроса на нефть.
Из графика, представленного на рис. 1.2. видно, что затраты на непосредственно бурение превышают все остальные значительно, и затраты растут, всвязи с усложнением технологий строительства, увеличения глубин скважин.
Рис. 1.2. Распределение объемов капиталовложений при строительстве скважин в России
С учетом того, что на суше существующие запасы на сегодняшний день ограничены, нефтяные и газовые компании предполагают перспективной вести добычу на шельфе Арктики.
Добыча углеводородов в Арктическом шельфе может оказаться дорогой и альтернативой может стать добыча сланцевых углеводородов.
Запасов сланцевой нефти в мире по сравнению с запасами традиционной нефти несоизмеримо больше, но отсутствие в России в настоящее время эффективных технологий разработки, сдерживают их добычу. Богатейшие в мире запасы сланцевой нефти находятся в России (месторождения Баженовская свита и Ачимовская свита в западной Сибири).
Распределение самых больших в мире запасов сланцевой нефти (по состоянию на 2013 год) представлено в таблице 1.
Огромные запасы нефтяных сланцев разведаны во многих странах мира, и их разработка может совершенно изменить мировую карту добычи энергоносителей.
Когда добыча сланцевой нефти ведётся в промышленном масштабе, для гидравлического разрыва в скважину закачиваются миллионы тонн водного раствора химикатов. Этот раствор содержит огромное количество опасных для человека веществ (до 700 наименований). Там присутствуют:
1. Канцерогены, вызывающие рак;
2. Мутагены, вызывающие непредсказуемые генные мутации;
3. Вещества, вредно действующие на эндокринную систему человека;
4. Вещества, которые организм человека не может вывести естественным путем.
Кроме того, в процессе гидроразрыва, в скважину закачивается огромное количество пресной воды, запасы которой в мире ограничены и немаловажный фактор-себестоимость добычи сланцевой нефти в настоящее время, намного выше добычи традиционной нефти. [109]
Но есть надежда на решение проблемы: Израиль приступил к разработке безводной технологии добычи сланцевой нефти.
В случае успеха (по прогнозу результаты работ будут известны к 2020 году) будут сняты и все экологические ограничения. Новая технология может стать более экономичной, чем традиционная добыча нефти и газа. Тогда будет возможен новый всемирный сланцевый бум.
Существующая тенденция замещения углеводородного сырья на альтернативные источники энергии, ни в коей мере не снизит потребность человечества в углеводородах, а наоборот инициирует развитие нефтехимии, газопереработки, которые позволят создавать новые материалы и вещества. Еще Менделеев Д. И. утверждал, что сжигать нефть, это все равно, что топить ассигнациями.
Все это говорит о том, что профессия инженера буровика не только перестанет быть востребованной, а наоборот, будет престижной. В данной работе проблемы и процессы при строительстве скважин освещены не глубоко, каждой проблеме в строительстве скважин посвящено огромное количество работ и для более глубокого изучения проблем, технологий, оборудования и применяемых материалов, необходимо изучать специальную литературу.
В процессе развития нефтяной и газовой промышленности, опробованы различные виды бурения, а некоторые способы проходят испытания. [96]
1. Вращательный способ, в т. ч.:
2. Турбинный способ, в т. ч.:
Реактивно турбинное бурение (РТБ)
3. Ударный, в т. ч.:
Наибольшее применение нашло вращательное бурение — 90 % от всего объема проходки в мире.
Потребность страны в нефти и газе, как дешевого источника энергии, заставило увеличивать объемы разведочного и эксплуатационного бурения с расширением географии работ. Это в свою очередь поставило задачи перед наукой, промышленностью и учебными заведениями по совершенствованию процессов, разработкой нового и более совершенного оборудования, подготовке специалистов. Создание новых типов буровых установок, в том числе для бурения на море, винтовых забойных двигателей, управляемых роторных компоновок, новых типов растворов, долот, использование четырехступенчатой системы очистки, совершенствование технологии строительства скважин, смена организации работ при строительстве скважин от генерального подряда на раздельные сервисы с осуществлением супервайзерского контроля с элементами управления работами, различных механизмов уменьшающих ручной труд и повышающих производительность труда в бурении, позволило увеличить глубины бурения, проводить горизонтальные стволы скважин большой протяженности, развивать бурение на шельфе.
Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа человека и имеющая диаметр во много раз меньше ее длины. Начало скважины называется — устьем, цилиндрическая поверхность — стенкой или стволом, дно — забоем. Расстояние между устьем и забоем скважины по ее оси называется глубиной скважины. Глубины нефтяных и газовых скважин изменяются в широких пределах — от нескольких десятков до нескольких тысяч метров: например, спроектированы и закончены бурением сложные, глубокие скважины в различных регионах мира: [97]
1. Аралсорская СГ-1, Прикаспийская низменность, 1962–1971 г.г., глубина — 6,8 км. Поиск нефти и газа;
2. Биикжальская СГ-2, Прикаспийская низменность, 1962–1971 г.г., глубина — 6,2 км. Поиск нефти и газа;
3. Кольская СГ-3, 1970–1994 г.г., глубина — 12 262 м. Проектная глубина — 15 км;
4. Саатлинская, Азербайджан, 1977–1990, глубина — 8 324 м. Проектная глубина — 11 км;
5. Колвинская, Архангельская область, 1961, глубина — 7 057 м;
6. Мурунтауская СГ-10, Узбекистан, 1984 г., глубина — 3 км. Проектная глубина — 7 км. Поиск золота;
7. Тимано-Печорская СГ-5, Северо-Восток России, 1984–1993 г.г., глубина — 6 904 м, проектная глубина — 7 км;
8. Тюменская СГ-6, Западная Сибирь, 1987–1996 г.г., глубина — 7 502 м. Проектная глубина — 7,5 км. Поиск нефти и газа;
9. Ново-Елховская, Татарстан, 1988 г., глубина — 5 881 м;.
10. Воротиловская скважина, Поволжье, 1989–1992 г.г., глубина — 5 374 м. Поиск алмазов, изучение Пучеж-Катункской астроблемы;
11. Криворожская СГ-8, Украина, 1984–1993 г.г., глубина — 5 382 м. Проектная глубина — 12 км, Поиск железистых кварцитов;
12. Уральская СГ-4, Средний Урал. Заложена в 1985 году. Проектная глубина — 15 000 м. Текущая глубина — 6 100 м. Поиск медных руд, изучение строения Урала;
13. Тюменская СГ-6 Западная Сибирь. Проектная глубина — 7 500 м. Текущая глубина — 7520 м. Поиск нефти и газа.
14. Ен-Яхтинская СГ-7, Западная Сибирь. 2000–2005 г.г. Проектная глубина — 7 500 м. Текущая глубина — 8200 м. Поиск нефти и газа.
Скважины на нефть и газ за рубежом
Начала 70-х годов:
• Юниверсити, США, глубина — 8 686 м;
• Бейден-Юнит, США, глубина — 9 159 м;
• Берта-Роджерс, США, глубина — 9 583 м.
Скважины на нефть и газ
Начала 80-х годов
• Цистердорф, Австрия, глубина — 8 553 м;
• Сильян Ринг, Швеция, глубина — 6,8 км;
• Бигхорн, США, Вайоминг, глубина — 7 583 м;
• КТВ Hauptbohrung, Германия, 1990–1994, глубина — 9 100 м. Проектная глубина — 10 км. Научное бурение.
Бурение скважины состоит из четырех основных процессов:
• Разрушение горной породы на забое;
• Удаление разрушенной породы с забоя через устье скважины на поверхность;
• Закрепление неустойчивых стенок скважины.
Строительство скважины состоит из семи этапов:
• Подготовительные работы к монтажу (земляные работы, завоз оборудования);
• Монтаж буровой установки;
• Рекультивация земельного участка.
В настоящее время строительство скважин на нефть и газ значительно усложнилось, истощение легко извлекаемых запасов нефти и газа на малых глубинах, на территориально доступных месторождениях, заставило искать нестандартные более сложные задачи: это бурение горизонтальных скважин, бурение многозабойных скважин, увеличение глубин скважин, использование сложного оборудования для заканчивания скважин и др.
Существует два промышленных способа бурения скважин на нефть и газ: ударный и вращательный. При ударном бурении порода разрушается ударами специального инструмента — долота, которое спускают в скважину на стальном канате или на штангах. Разрушенная порода, смешиваясь с находящейся на забое водой, образует буровую грязь. Эту грязь периодически удаляют с забоя специальной желонкой, после чего обсадную колонну специальной «бабой» забивают на глубину выбранной породы.
Недостатком этого способа является:
• Низкая скорость бурения;
• Большая вероятность нефтегазопроявления.
• Очень высокое качество вскрытия продуктивного горизонта.
Поэтому он нашел широкое применение при бурении водозаборных скважин с аномально низким пластовым давлением.
Источник