Техника и технология строительства скважин в сложных горно-геологических условиях

Механическая скорость бурения

Увеличение в 3-4 раза

Резкое увеличение

«Провалы»

Наличие и величина «провалов» бурильного инструмента

До 0,3

От 0,3 до 0,5

От 0,5 до 5-7

Превышение динамического уровня над статическим, м (при производительности бурового насоса 15-20 л/с)

> 50

10-50

< 10

Интенсивность поглощения, м³/ч (при Р=0,1 МПа)

До 30

30-120

120 и более

Наличие каверн, увеличение диаметра ствола скважины

-

+

+



4.4 Мероприятия по предупреждению обвалов пород

Меры по предупреждению, в основном, сводятся к регулированию свойств бурового раствора, приведение его в соответствие с проектной документацией и креплению неустойчивых пород цементными заливками, а также обсадными колоннами.

Конструкцией скважины предусмотрено своевременное перекрытие обсадными колоннами интервалов неустойчивых горных пород склонных к осыпям и обвалам.

Снизить время контакта бурового раствора с отложениями неустойчивых горных пород путем исключения непроизводительных затраты времени (аварий, простоев).

В случае осложнения ствола скважины предусмотреть перед каждым подъемом бурильного инструмента прокачку через забой скважины порции вязкого бурового раствора объемом 5-6 м³, с вязкостью повышенной до 60-80 с

В случае если нарушения в технологии строительства скважины привели к осыпям и обвалам неустойчивых пород, то наряду с вышеперечисленными мероприятиями провести укрепляющие цементные заливки осложненных интервалов. Количество заливок - до 3-х заливок. В случае отсутствия положительного результата дальнейшие работы ведутся по дополнительному плану, согласованному с проектной организацией и Заказчиком.

4.5 Мероприятия по предупреждению прихватов при прохождении прихватоопасных зон

Для предотвращения прихватов и прилипания бурильного инструмента при строительстве скважин применить следующий комплекс мероприятий:

1. Исключить непроизводительные затраты времени при строительстве скважин (аварии, простои).

2. В случае длительных остановок в процессе бурения ствол скважины проработать, особое внимание уделить интервалам залегания неустойчивых горных пород.

3. Параметры бурового раствора поддерживать в соответствии с проектными значениями. Соблюдать рецептуры приготовления раствора.

4. Плотность бурового раствора должна исключать превышение избыточного давления на пласт не более, чем это установлено нормами, для чего геологическая служба должна прогнозировать пластовое давление с наибольшей точностью.

5. Для повышения противоприхватной способности необходимо в течение всего цикла бурения скважины поддерживать в промывочной жидкости определенное содержание смазочных добавок. Рекомендуется в буровом растворе содержание смазочной добавки 1 % графита.

6. Обеспечить устойчивую работу буровых насосов, режим промывки.

7. Обеспечить устойчивую работу системы очистки бурового раствора.

8. В процессе бурения следить за выносом шлама при прекращении или уменьшении выноса шлама остановить бурение и промыть скважину в течение не менее 2 циклов с одновременным расхаживанием инструмента.

9. При спуске инструмента перед прихватоопасной зоной проверяют роторную цепь, лебедку, насосы, воздухопроводы.

10. Запрещается оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола, особенно при вскрытых неустойчивых пластах, в продуктивных горизонтах, сильно пористых и проницаемых породах, а также напротив пород, склонных к образованию осыпей и обвалов. Не оставлять бурильную колонну без движения в открытой части ствола более чем на 10 мин.

11. В компоновку низа бурильной колонны рекомендуется включать элементы, обеспечивающие наименьшую площадь контакта со стенками скважины. Такими являются противоприхватные опоры. Противоприхватные опоры (тип Д по ГОСТ 6365-74) рекомендуется размещать на участках бурильной колонны, находящихся в прихватоопасной зоне - напротив проницаемых пород. В качестве противоприхватных опор используют стабилизаторы и центраторы, диаметр которых на 5-10 мм меньше диаметра долота.

12. При возникновении прихватоопасности в компоновку бурильной колонны следует включать ясс.

13. При СПО не допускать "посадок" бурильного инструмента более 5 тс, "затяжек" более 10 тс. Интервалы "посадок" и "затяжек" проработать.

14. Вести журнал наработки комплекта бурильных труб. Своевременно выполнять ревизию забойных двигателей, бурильного инструмента.

15. Элементы низа бурильной колонны не должны иметь сварочных поясов и острых кромок, приводящих к разрушению фильтрационной корки на стенках скважины.

16. После окончания каждого долбления промыть ствол скважины в течение 2 циклов с одновременным расхаживанием инструмента на максимальную длину.

17. При бурении обеспечить расход промывочной жидкости, позволяющий формироваться турбулентному режиму потока в затрубном пространстве.

18. Бурильную колонну необходимо опрессовать в сроки, установленные проектной документацией или руководством бурового предприятия.

19. В случае необходимости (при согласовании с технологической службой бурового подрядчика) допускается до полной отработки долота производить профилактический подъем-спуск бурильного инструмента;

20. С целью предупреждения желобообразования в скважине при изменении направления ее оси необходимо применять резиновые кольца для бурильных труб, ГОСТ 6365-74. Наружный диаметр резинового кольца, одетого на трубу, существенно больше бурильного замка. При износе резиновых колец до диаметра замка их меняют на новые.

21. Исключить падение в скважину с устья посторонних предметов.

4.6 Мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций, возникающих при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин

Выбор профиля скважин

При проектировании наклонно-направленных скважин необходимо учитывать:

· геологические особенности месторождений;

· основные закономерности искривления ствола скважин при бурении с отклонителем и без него;

· сетку разработки месторождения и траектории ранее пробуренных скважин.

Профиль ствола скважин должен удовлетворять следующим основным требованиям:

· Проектный профиль должен быть выполнен имеющимся оборудованием.

· Интенсивность искривления ствола скважин выбирается такой, при которой обеспечиваются минимально возможные сопротивления при спуско-подъемных операциях в процессе бурения, что способствует меньшей вероятности желобообразований и осложнений.

· Возможность вращения бурильной колонны в процессе бурения с сохранением ее прочностных характеристик.

· Осуществление спуска колонны за один прием, а цементирования, в зависимости от условий, в один или несколько приемов.

· Сохранение герметичности резьбовых соединений обсадной колонны в процессе спуска и длительной эксплуатации.

· Достижение заданного смещения точки входа в продуктивный пласт и прохождение ствола скважины под заданным углом в продуктивном пласте.

· Предусматривать возможность проведения исправительных работ.

· Обеспечить минимум затрат на бурение и заканчивание скважин.

· Обеспечение минимального количества рейсов с отклонителем

· Учитывать закономерности искривления ствола скважин в отдельных интервалах профиля.

Требования к элементам профиля, компоновкам низа бурильной колонны и технологии бурения

Бурение вертикального участка

Минимальная глубина вертикального участка определяется глубиной спуска кондуктора и должна быть не менее 250 м.

Максимальная глубина вертикального участка определяется возможностью набора и сохранения зенитного угла не менее 6⁰ в интервале бурения под промежуточную колонну.

Конкретные значения глубины вертикального участка для каждой скважины куста выбираются в указанных пределах, исходя из условий предотвращения встречи (пересечения) стволов скважин.

Способ бурения вертикального участка определяется сложностью разреза. В условиях отсутствия зон поглощения и интенсивных обвалов (в виде плывунов) рекомендуется применение роторного способа бурения, в остальных случаях - турбинный способ.

Ориентирование отклоняющих компоновок

Контроль пространственного положения отклонителя в скважине и проведение инклинометрических измерений в процессе бурения осуществляется при помощи телеметрических систем с кабельным или гидравлическим каналами, выпускаемых отечественной промышленностью.

Буровой раствор

С целью снижения потерь на трение в интервалах бурения искривленного участка, в буровой раствор вводятся смазывающие добавки в количестве, превышающем в 2 раза норму расхода на 1 м проходки, принятую для данного месторождения типовым проектом на строительство наклонно-направленных скважин.

Режим бурения

Нагрузка на долото выбирается в зависимости от типоразмера применяемого долота и твердости пород, согласно проекту. Расход промывочной жидкости в интервале бурения под техническую колонну составляет 50 л/c, под эксплуатационную - 30 л/с, а в интервале бурения под хвостовик - 15 л/c,

Перед каждым наращиванием необходимо прорабатывать ствол скважины на длину ведущей трубы не менее 2-3 раз. Скорость проработки должна не менее чем в 2-3 раза превышать скорость проходки.

После окончания каждого долбления скважина промывается в течение 2 циклов с одновременным расхаживанием инструмента на максимальную длину. Расход промывочной жидкости должен быть максимально возможным для создания турбулентного режима потока в затрубном пространстве.

В процессе бурения осуществляется постоянный контроль за выносом шлама. При прекращении или уменьшении выноса шлама, бурение останавливается, а скважина промывается с одновременным расхаживанием инструмента в течение не менее 1 цикла.

При СПО компоновок не допускается «посадок» инструмента более 5 т и «затяжек» более 10 т. Места посадок прорабатываются со скоростью в 2-3 раза больше механической скорости бурения этого интервала.

С целью предупреждения желобообразования в скважине при изменении направления ее оси необходимо применять резиновые кольца для бурильных труб, ГОСТ 6365-74. Наружный диаметр резинового кольца, одетого на трубу, существенно больше бурильного замка. При сработке резиновых колец до диаметра замка их меняют на новые (Инструкция по предупреждению аварий и снижению аварийности при бурении и КРС, Самара 2001 г).

Проведение геофизических работ

Геофизические работы на участках ствола с углом наклона до 55, позволяющим транспортирование геофизических приборов под действием их собственного веса производить аналогично работам, выполняемым при бурении вертикальных и наклонно направленных скважин.

Контроль за пространственным положением ствола наклонно-направленных скважин

Для определения фактического положения забоя, проводить постоянный контроль параметров кривизны в открытом стволе, и построение профиля скважины по результатам замеров.

В вертикальном участке при бурении под кондуктор и промежуточную колонну замерять зенитный угол перед зарезкой наклонного ствола с шагом измерений - 25 м. Если зенитный угол превышает 3⁰, необходимо замерять и азимут скважины.

При бурении участка стабилизации инклинометрию проводить через 200 м проходки забойными двигателями с шагом измерения 25 м и перекрытием не менее пяти точек предыдущего замера.

Глубину скважины измеряют по буровому инструменту и контролируют замером длины каротажного кабеля.

Необходимость проведения инклинометрии на участке падения зенитного угла определять в зависимости от отклонения фактического профиля ствола скважины от проектного и величины зенитного угла.

По окончании бурения скважины, произвести инклинометрию по всему стволу и построение фактической траектории скважины по профилю.

Все инклинометрические замеры заносятся в вахтовый журнал с указанием даты замера, номера прибора, фамилии оператора и личной его подписи.

Резьбовые соединения труб, используемых при строительстве наклонно-направленных скважин

Для обеспечения безотказной и безаварийной работы колонн обсадных, бурильных и насосно-компрессорных труб в условиях интенсивного искривления ствола скважины резьбовые соединения должны обеспечивать:

· проходимость колонн в стволах скважин сложного профиля, в том числе в интервалах интенсивного искривления;

· достаточную прочность на все виды нагрузок и необходимую герметичность соединений колонн труб:

Резьбовые соединения должны иметь необходимую износостойкость, обеспечивать их ремонт и реставрацию, в максимальной степени отвечать условиям взаимозаменяемости и иметь минимальную стоимость.

Несущая способность резьбовых соединений на растягивающую нагрузку должна обеспечивать достаточную прочность с учетом влияния потенциальных изгибающих нагрузок Влияние изгиба учитывается увеличением запаса прочности в зависимости от интенсивности искривления, размера и прочности соединения. Для труб с резьбами трапециидального профиля с нормальным диаметром муфт при интенсивности искривления до 5°/10 м для труб диаметром 168 мм и 3°/10 м для большего размера труб, расчет на прочность резьбовых соединений при растяжении производится аналогично расчетам для вертикальной скважины.

Повышение герметичности выбранных резьбовых соединений в необходимых случаях должно обеспечиваться использованием соответствующих уплотнительных материалов и герметизирующих средств. Герметизирующие средства, используемые в промысловых условиях, должны соответствовать заводским по области применения.

Тип резьбового соединения, применяемые при его сборке смазки и герметизирующие средства должны соответствовать:

· виду флюида, находящегося в колонне в различных ее интервалах. Для многофазной системы типа «газ - нефть - конденсат» находящаяся в колонне среда считается газообразной, если ее усредненный по интервалу удельный вес = 0,3Ч10» н/м³;

· максимальному внутреннему избыточному давлению по секциям рассчитываемой колонны;

· максимальным значением внутреннего давления считается для жидких сред - давление гидроиспытания, для газа - максимальное рабочее давление или давление при возникновении газопроявлений;

· максимальной температуре, под воздействием которой находится колонна в процессе строительства и эксплуатации скважин.

При температурах свыше 200 °С применяются резьбовые соединения с уплотнением металл-металл.

Профиль резьбы, тип и конструкция резьбового соединения, вид герметизирующего средства уточняются с учетом условий обеспечения:

· прочности;

· герметичности;

· минимального радиального зазора между муфтой (замком) и проходным диаметром ствола скважины (предыдущей колонны).

Выбор типа резьбового соединения и герметизирующего материала для интервалов колонны, рассчитываемых на наружное избыточное давление, производится во всех случаях применительно к условиям работы в жидкой среде.

Замковые резьбовые, соединения бурильных колонн должны обеспечивать снижение сил сопротивления при спуско-подъемных операциях, предупреждать желобообразование и износ обсадных колонн в интервалах изгиба стволов скважин.

При выборе труб с высокогерметичными фирменными резьбовыми соединениями рекомендуется учитывать возможность изготовления силами предприятия необходимых переводников и развитость сервисного фирменного обслуживания в данном регионе.

Резьбовые соединения обсадных труб

Муфтовые резьбовые соединения обсадных труб предполагают соединение обсадных труб в колонну с помощью резьбовых муфт стандартного и уменьшенного диаметров с коническими резьбами различного профиля. При этом виде соединения, число резьб в обсадной колонне в два раза превышает число труб.

При выборе обсадных труб для крепления скважин с интенсивностью набора угла до 5/10 м следует применять муфтовые соединения обсадных труб с резьбой трапецеидального упорного профиля, которые выпускаются стандартного и уменьшенного диаметров. Последнее обстоятельство позволяет обсаживать стволы сложного профиля с уменьшенными зазорами между диаметром ствола и наружным диаметром муфты. Профиль витка трапецеидальной резьбы имеет вид неравнобедренной трапеции с опорной (упорной), гранью витка, расположенной под значительным углом к направлению действия растягивающей (изгибающей) нагрузки. Подобный профиль витка предотвращает скольжение опорной грани и позволяет использовать данный тип резьбы в стволах со средней степенью набора кривизны.

Отечественные обсадные трубы с указанными резьбами изготавливаются в сортаменте 114…340 мм по ГОСТ 632-80 под маркой ОТТМ, TMK-FMC ТУ 14-ЗР-82-2005. Также могут быть использованы обсадные трубы диаметром 102 и 114 мм с муфтами уменьшенного диаметра, выпускаемые по ТУ14-161-163-96 «Трубы обсадные». Технические характеристики труб приведены в ТУ.

Резьбовые соединения насосно-компрессорных труб (НКТ)

Виды и конструкции резьбовых соединений НКТ в целом аналогичны резьбовым соединениям обсадных труб.

Муфтовые соединения НКТ с резьбой треугольного профиля делятся на два вида: гладкие НКТ и НКТ с высаженными наружу концами. Резьба НКТ с высаженными наружу концами, по сравнению с гладкими НКТ, характеризуются следующим:

а) повышенной несущей способностью резьбы к растягивающим осевым нагрузкам, сопоставимой с нагрузкой на тело трубы;

б) увеличенным на 4,0...5,0% наружным диаметром муфты и наружным диаметром трубы в зоне высадки, что требует применения специализированного элеватора для спуско-подъема колонны НКТ.

Отечественные НКТ с вышеуказанными резьбами изготавливаются по ГОСТ 633-80, характеристики труб и резьбовых соединений детально даны в «Инструкции по расчету насосно компрессорных труб» Трубы диаметром 73 и 89 мм с увеличенной фаской на муфте могут изготовляться по ТУ 14-3-999-81.

Резьбовые соединения бурильных труб

Отечественные бурильные трубы с приваренными замками в настоящее время изготавливаются по ГОСТ.Р 50278-92.

Замки (резьбовые соединения) приварные изготавливаются по ГОСТ 27834-95 и привариваются методом трения к высаженным тремя способами концам бурильных труб: ПВ - трубы с внутренней высадкой: ПК - с комбинированной и ПН - с наружной высадкой

Условное обозначение приварного замка (ЗП) включает округленное до целого числа значение наружного диаметра, диаметр проходного отверстия, группу прочности и толщину стенки трубы.

Выбор замков (резьбовых соединений) отечественных бурильных труб сводится к выбору рационального сочетания наружного диаметра трубы, несущей способности трубы с замком в целом и соотношения диаметров замка и трубы с номинальным диаметром ствола скважины.



5. Промышленная и экологическая безопасность

5.1 Общие организационно-технические требования

Предприятия и организации, осуществляющие разведку и разработку нефтяных, газовых, газоконденсатных месторождений, залежей термальных вод, создание и эксплуатацию подземных газовых хранилищ в пористой среде, проектирование производства и технологических процессов нефтегазового комплекса, конструирование и изготовление оборудования, инструмента, контрольно-измерительных приборов (КИП), подготовку кадров для выполнения этих работ должны иметь разрешение (лицензию) на право ведения работ или их отдельные этапов (стадий) в соответствий с «Положением о порядке выдачи специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с повышенной опасностью промышленных производств (объектов) и работ, а также обеспечением безопасности при пользовании недрами», утвержденным Госгортехнадзором России 20.07.93 г., и «Методическими указаниями по организации и осуществлению лицензионной деятельности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденными Госгортехнадзором России 15.03.94 г.

Предприятия и организации должны представлять соответствующим органам в порядке, установленном Правительством Российской Федерации, декларацию промышленной безопасности.

Декларация промышленной безопасности проектируемого объекта разрабатывается в составе проектной документации и уточняется или разрабатывается вновь при обращении за лицензией на эксплуатацию опасного производственного объекта. Декларация промышленной безопасности действующего объекта разрабатывается в сроки, установленные Правительством РФ.

При работе на одном объекте нескольких предприятий порядок организации и производства работ должен определяться положением о взаимодействии между предприятиями, утверждаемым совместно руководителями этих предприятий, а при работе нескольких подразделений одного предприятия - порядком, устанавливаемым руководством предприятия.

5.2 Требования к персоналу

К работам на объектах нефтегазового комплекса допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и не имеющие противопоказаний по здоровью.

Организация и порядок обучения, проведения инструктажей, проверки знаний и допуска персонала к самостоятельной работе должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004 ССБТ и «Положения о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по безопасности у руководящих работников и специалистов предприятий, организаций и объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России», утвержденных Госгортехнадзором России 19.05.93 г.

К руководству работами по бурению, освоению и ремонту скважин, ведению геофизических работ в скважинах, а также по добыче и подготовке нефти и газа допускаются лица, имеющие образование по специальности и прошедшие проверку знаний в области промышленной безопасности. Это положение распространяется также и на иностранных специалистов.

Производственный персонал должен владеть приемами оказания доврачебной помощи пострадавшим при несчастных случаях. Обучение приемам оказания доврачебной помощи включается в программу первичной подготовки и повышения квалификации персонала в учебно-курсовых комбинатах и других специализированных учебных заведениях.

Специалисты и рабочие, прибывшие на объект для работы, должны быть ознакомлены с правилами внутреннего распорядка, характерными опасностями и их признаками, обязанностями по конкретным тревогам и другим вопросам, входящим в объем вводного инструктажа. Сведения о проведении инструктажей фиксируются в специальных журналах с подтверждающими подписями инструктируемого и инструктирующего.

На предприятиях должен быть установлен порядок предварительного и периодического медицинского осмотра работников с учетом выполняемой ими работы и профессии в соответствии со сроками, установленными Минздравом России.

Персонал предприятия обеспечивается спецодеждой, спецобувью, защитными касками (зимой - с утепленными подшлемниками) и другими средствами индивидуальной защиты. Спецодежда, предназначенная для использования на взрывопожароопасных объектах или взрывопожароопасных участках производства, должна быть изготовлена из термостойких и антистатичных материалов.

5.3 Требования к территории, объектам и рабочим местам

Территория предприятия и размещение на ней сооружений, зданий, производственных объектов должны соответствовать проекту, разработанному с учетом требований СНиП 11-89-80. Территория предприятия, отдельных производственных объектов должна быть спланирована, ограждена (обозначена), застраиваться по генеральному плану. Режимность и характер охраны объектов определяется руководством предприятия, организации.

Буровые, насосные и компрессорные станции, другие производственные объекты должны иметь надежное транспортное сообщение с базами материально-технического обеспечения и местами дислокации основных производственных служб предприятия.

На предприятиях, которые имеют подземные коммуникации (кабельные линии, нефте-, газопроводы и т.д.), должны быть утвержденные руководством предприятия исполнительные схемы фактического расположения этих коммуникаций. Отклонения фактического расположения коммуникаций от проекта должны быть согласованы с разработчиком. Подземные коммуникации на местности обозначаются указателями, располагаемыми по трассе и в местах поворотов.

От крайнего ряда эксплуатационных скважин, а также от каждого объекта нефтяного или газового месторождения устанавливается санитарно-защитная зона, размеры которой определяются по нормам СанПиН 2.2.1/2.1.1.576-96, утвержденным Госкомсанэпиднадзором РФ 31.10.96 № 41, в соответствии с принятыми методическими рекомендациями. При наличии в продукции месторождений вредных примесей между промышленными объектами, добывающими, транспортирующими или перерабатывающими эту продукцию, и жилыми объектами должна быть установлена буферная зона, величина которой устанавливается при проектировании.

Отопление и вентиляция производственных, административных и бытовых зданий и помещений должны соответствовать нормам и правилам СНиП 2.04.05-91.

Производственные объекты (цех, участок, установка и т.п.) должны вводиться в эксплуатацию в порядке, установленном действующим законодательством.

Персонал производственных объектов в зависимости от условий работы и принятой технологии производства должен быть обеспечен соответствующими средствами индивидуальной и коллективной защиты. Каждый производственный объект, где обслуживающий персонал находится постоянно, необходимо оборудовать круглосуточной телефонной (радиотелефонной) связью с диспетчерским пунктом или руководством участка, цеха, предприятия.

На рабочих местах, а также в местах, где возможно воздействие на человека вредных и (или) опасных производственных факторов, должны быть предупредительные знаки и надписи. На рабочих местах должны быть инструкции по безопасности труда по профессиям и видам работ, инструкции по пожарной безопасности, эксплуатации оборудования, агрегатов и т.п.

В закрытых помещениях, где возможно выделение в воздух паров, газов и пыли, а также в случаях изменений технологических процессов необходимо осуществлять постоянный контроль воздушной среды.

Данные о состоянии воздушной среды должны фиксироваться на рабочем месте и передаваться на диспетчерский пункт одновременно с передачей основных технологических параметров работы объекта.

Расстояние между отдельными механизмами должно быть не менее 1 м, а ширина рабочих проходов - 0,75 м. Для передвижных и блочно-модульных установок и агрегатов ширина рабочих проходов допускается не менее 0,5 м.

Объекты, для обслуживания которых требуется подъем рабочего на высоту до 0,75 м, оборудуются ступенями, а на высоту выше 0,75 м лестницами с перилами.

Маршевые лестницы должны иметь уклон не более 60см (у резервуаров - не более 50см), ширина лестниц должна быть не менее 65 см, у лестниц для переноса тяжестей - не менее 1 м-Расстояние между ступенями по высоте должно быть не более 25 см. Ступени должны иметь уклон вовнутрь 2-5см.

Работы, связанные с опасностью падения работающего с высоты, должны проводиться с применением предохранительного пояса.

5.4 Промышленная санитария

Строительство проектируемых скважин будет осуществляться буровой бригадой в составе 28 человек (явочная численность), в том числе: два буровых мастера, два помощника бурового мастера, четыре бурильщика 5-6 разряда, восемь помощников бурильщика 5 разряда, четыре помощника бурильщика 4 разряда, два электромонтера по обслуживанию буровой 5 разряда, четыре слесаря по обслуживанию буровой 5 разряда, два лаборанта-коллектора 3 разряда.

Работа на скважине предусмотрена в четыре смены - для всей буровой бригады. Продолжительность смены - 6 часов. Число рабочих дней в году - 365. Продолжительность рабочей недели у работников не должна превышать 36 часов. Число рабочих дней в году у каждого работника не должно превышать 279.

Для создания безопасных условий труда при строительстве скважин БУ оснащается механизмами, приспособлениями и устройствами в соответствии с «Нормативами санитарно-бытового оснащения бригад, занятых бурением и ремонтом скважин», ПБ в НГП, ППБ-01-03.

5.5 Общие сведения охраны окружающей среды

В соответствии с основами законодательства о недрах, основами водного законодательства и водного кодекса РФ, действующим положением о Госгортехнадзоре, постановлениями Совета Министров по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов, поиск и разведка, разбуривание и разработка нефтяных месторождений должны осуществляться при полном и строжайшем соблюдении мер по охране недр и окружающей среды.

Основными требованиями по охране недр, предъявляемыми к поиску и разведке нефтяных месторождений, являются государственный контроль за рациональным использованием и охраной недр, (а также установление порядка его проведения), соблюдение утвержденных в установленном порядке стандартов, регламентирующих условия недр, атмосферного воздуха, земель, лесов, вод (Закон Российской Федерации «О недрах»).

Охрана недр предусматривает осуществление комплекса мероприятий, направленных на предотвращение потерь нефти в недрах вследствие низкого качества проводки скважин, нарушений технологии нефтяных залежей и эксплуатации скважин, приводящих к преждевременному обводнению или дегазации пластов, перетокам жидкости между продуктивными и смежными горизонтами, разрушению нефтесодержащих пород, обсадной колонны и цемента за ней.

Охрана окружающей среды предусматривает мероприятия, направленные на обеспечение безопасности населенных пунктов, рациональное использование земель и вод, предотвращение загрязнения поверхностных и подземных вод, воздушного бассейна, сохранение лесных массивов, заповедников.

Основными требованиями по охране окружающей среды при эксплуатации скважин является подбор глубинного и наземного оборудования и установление оптимальных режимов его работы.

Во исполнение указанных требований по охране недр и окружающей среды при бурении проектных скважин должны принимать меры, обеспечивающие:

а) предотвращение открытого фонтанирования, графинообразования, поглощения промывочной жидкости, обвалов стенок скважин и межпластовых перетоков нефти, воды и газов в процессе проводки, освоения и их дальнейшей эксплуатации;

б) надежную изоляцию в скважинах нефтеносных, газоносных и водоносных пластов по всему разрезу;

в) герметичность всех технических и обсадных колонн, спущенных в скважину, их качественное цементирование;

г) предотвращение ухудшения коллекторских свойств продуктивных пластов, сохранение их естественного состояния при вскрытии, креплении и освоении.

После окончания бурения скважины и спуска фильтра обсадной колонны для предотвращения снижения проницаемости и призабойной зоны из-за длительного воздействия на нее воды или глинистого раствора скважина должна осваиваться в кратчайшее время.

При наличии опасности межпластовых перетоков нефти, газа и воды не допускается проведение мероприятий по интенсификации притоков нефти и газа.

При испытании скважин продукты освоения должны собираться в закрытые емкости.

Транспортирование вспомогательных материалов и нагнетаемых в нефтяной пласт растворов должно производиться в закрытой таре или емкостях, исключающих их утечку.

При разливе нефти на поверхности земли или попадания ее в водный объект в результате нефтегазового выброса, открытого фонтанирования скважины или аварии трубопровода необходимо сообщить об этом органам, осуществляющим государственный контроль за состоянием водных объектов, не позднее 3-х часов с момента обнаружения, прекратить забор поверхностных и подземных вод для питьевого водоснабжения и принять меры, обеспечивающие предотвращение дальнейшего распространения загрязнения.

Разлившаяся из поверхности объекта нефть должна быть локализована, собрана техническими средствами и способами, безвредными для обитателей водных объектов и не оказывающими вредного влияния на условия санитарно-бытового водоснабжения, и отправлена на установки подготовки нефти или очистительные сооружения.

На загрязненном участке земли должны быть проведены по сбору или нейтрализации загрязнения с последующей рекультивацией земли в соответствии с ГОСТ 17.5.3.04-83.

5.6 Рекультивация земельного участка

Перед началом строительства скважины проводятся работы по выбору и отводу земли. Площадка для бурения выбирается, как правило, на пастбищах, кормовые достоинства которых невелики. Мощность черноземного слоя не превышает 20 - 40 см. Размер отводимого участка выбирается согласно «Норм отвода земель для нефтяных и газовых скважин» - СН 459-74 в зависимости от цели бурения и типа буровой установки. При подготовительных работах проводятся работы по снятию и складирования почвенного слоя земли в соответствии с ГОСТ 17.4.3.02-85. Он складируется в специально отведенные места в виде буртов. В целях предупреждения ветровой и водной эрозии предусматривается посев многолетних трав. Все эти работы должны проводиться до наступления устойчивых, отрицательных температур. Площадка должна иметь уклон в сторону амбаров для стока жидких отходов.

Современное производство буровых работ пока использует для сбора и захоронения выбуренной породы, а также для хранения технической воды, специально оборудованные земляные амбары. Стенки и дно амбара глинизируются с целью создания экрана, предотвращающего уход водной фракции за пределы амбара и фильтрацию в почву. Как правило, разработка грунта при оборудовании амбаров ведется до глинистой «подушки», т.е. в качестве экрана используется глинистая толща горных пород (глины четвертичного и мезозойского возрастов). После этого производится опрессовка амбара путем закачки в него воды. Если происходит снижение уровня воды в амбаре, то проводится повторная опрессовка.

У амбаров устанавливается центробежный насос, с помощью которого откачивается техническая вода для повторного использования. Для предупреждения растекания вод площадка буровой оборудуется сточными лотками и отвалами, направленными в технологические амбары. Объемы технологических амбаров определяются в зависимости от глубины скважин и ее конструкции.

Монтаж бурового оборудования начинается после проведения всех подготовительных работ. Площади под буровым и вспомогательным оборудованием должно быть гидроизолированным, а также иметь сточные лотки и отводы. При бурении скважины циркуляции бурового раствора осуществляется по замкнутому циклу с применением средств очистки (гидроциклоны, вибросита и т.д.), входящих в комплект буровой установки. В период бурения осуществляется постоянный контроль за герметичностью циркуляционной системы, емкостей для долива скважины и обработки бурового раствора химическими реагентами, емкостей ГСМ.

После окончания строительства скважины, демонтажа бурового оборудования, проводятся работы по ликвидации амбаров и рекультивации площади буровой. Все эти работы проводятся силами строительной организации для проведения в состояние, пригодное для использования в сельском хозяйстве. При ликвидации амбаров проводятся работы по откачке осветленной жидкой фазы для дальнейшего использования, а загустевшие остатки бурового раствора и выбуренной породы после естественного или принудительного выпаривания захоронятся на месте.

Техническая рекультивация проводится для сохранения плодородного слоя почвы и включает выполнение следующих работ:

* срезка и складирование плодородного и минерализованного слоев почвы;

* срезка загрязненной и замусоренной почвы;

* обратное перемещение и разравнивание плодородного и минерального слоев почвы после окончания строительства.

Биологическая рекультивация проводится после технической. Технология биологической рекультивации разрабатывается специализированной организацией по заявке добывающей компании на основе данных по фоновому состоянию почв до начала строительства и данных по динамике изменения этого фона под действием факторов строительства после окончания его. Добывающая компания представляет эти данные специализированной организации. Технология биологической рекультивации должна включать порядок и количество вносимых удобрений для восстановления плодородия почв, количество применяемой техники. Приведение земельного участка в пригодное состояние производится в течение одного года после завершения работ. Передача землепользователю рекультивируемых земель оформляется атом в установленном порядке при участии представителей землепользователя, строительной организации м органов, осуществляющих контроль за использованием земель.

5.7 Охрана поверхностных и подземных вод

При строительстве скважины особое внимание уделяется охране поверхностных и подземных вод. При выборе площадки учитывается удаленность от открытых водных объектов с учетом их водоохранных зон. С целью предотвращения растекания технической воды, бурового раствора и отходов бурения за пределы площадки буровой и попадания в водный объект проводятся работы по обваловке этой площадки грунтом. На участке строительства проводятся работы по обваловке этой площадки грунтом. На участке строительства проводятся работы по изоляции площадок технологического оборудования, складов химических реагентов, блока приготовления раствора. Предусматривается инженерная система сбора отходов бурения с помощью лотков в амбары.

Для нужд строительства и испытания скважины применяется техническая вода. В процессе строительства скважины должен вестись учет расхода с помощью расходометров, мерных емкостей и других средств, приданных буровой установке.

В процессе бурения скважины осуществляется замкнутый цикл циркуляции бурового раствора с очисткой от выбуренной породы средствами, приданными буровой установке. Оставшаяся вода откачивается и повторно используется на технологические нужды. Она должна отвечать требованиям ГОСТа 51-01-0384. Буровой раствор (частично) вывозится на близлежащие буровые для дальнейшего использования.

Для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов и надежной их изоляции при бурении скважины рабочим проектом разрабатывается конструкция скважины в соответствии с ПБ в НГП.

Для перекрытия заколонного пространства и предотвращения межпластовых перетоков за обсадными колоннами формируется цементная оболочка, для чего используется тампонажный цемент в соответствии с ГОСТ 1581-85.

В процессе проводки на основе геологического строения и с учетом возможных осложнений применяют буровой раствор с заданными параметрами (эксплуатационными свойствами) для данных условий бурения.

Буровой раствор представляет собой устойчивую глинистую суспензию на водной основе, (эти параметры разработаны в соответствии с «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности»), обработанную химическими реагентами. Применение химических реагентов позволяет поддерживать и регулировать эксплуатационные свойства бурового глинистого раствора, необходимые для безаварийной проводки скважины до перебойного забоя. Учитывая все факторы, сделан вывод, что буровой раствор относится к 4 классу опасности.

5.8 Техника безопасности при строительстве скважин

Строительство проектируемой скважины осуществляется с БУ, которая обслуживается буровой бригадой.

Применение прогрессивных технологий, технологическое автоматизированное оборудование, которым оснащается промысел, требует высокого профессионализма рабочих и служащих и своевременной опережающей подготовки рабочих кадров. Обучение смежным профессиям и периодическое повышение квалификации будут осуществляться непосредственно на предприятии, в предусмотренных для этого помещениях, специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии согласно ПБ в НГП.

Численный и квалификационный состав буровой бригады принят в соответствии с:

* ОК 016-94 «Общероссийский классификатор профессий рабочих должностей служащих и тарифных разрядов»;

* Единые нормы времени на бурение скважин (выпуск 2000 г.);

* Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих.

Для БУ 2500/160 ЭПК норматив численности состава буровой бригады - 28 человек на скважину.

Техника безопасности при бурении интервалов содержащих сероводород, предусматривает выполнение следующих требований:

* параметры бурового раствора при вскрытии зоны поддерживать согласно геолого-технического наряда;

* иметь средства контроля окружающей среды - газоанализатор «Анкат»;

* иметь два обратных клапана под бурильный инструмент и три шаровых крана;

Для обеспечения условий труда при строительстве скважины и выполнения требований по промышленной санитарии и гигиене труда рабочие и инженерно-технический персонал обеспечиваются всем необходимым согласно РД 39-22-719-82 «Нормативы санитарно-бытового оснащения бригад, занятых бурением и ремонтом скважин».

Для ограничения действующих уровней шума и вибрации БУ оснащается коллективными средствами снижения шума и вибрации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.1.012-2004 «Вибрационная безопасность. Общие требования».

Для создания необходимого и достаточного уровня освещенности на рабочих местах, и безопасных условий труда необходимо руководствоваться ВСН 34-91 «Отраслевые нормы проектирования искусственного освещения предприятий нефтяной промышленности», а также соблюдать требования СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

Буровая установка должна быть укомплектована согласно ПБ в НГП:

* ограничителем высоты подъема талевого блока;

* ограничителем допускаемой грузоподъемности лебедки;

* блокирующими устройствами по отключению привода буровых насосов при превышении давления в нагнетательном трубопроводе на 10-15% выше максимального рабочего давления насосов для соответствующей цилиндровой втулки;

* станцией контроля параметров бурения;

* приемным мостом с горизонтальным участком диной не менее 14 м, шириной - не менее

2 м и стеллажами. Запрещается укладка труб на стеллажах в штабели высотой более 1,25 м;

* системой емкостей, оборудованных уровнемерами и автоматической сигнализацией уровня жидкости в них;

* механизмами для приготовления, обработки, утяжеления, очистки дегазации и перемешивания раствора, сбора шлама и отработанной жидкости при безамбарном бурении;

* емкостями для запаса бурового раствора;

* устройством для осушки воздуха, подаваемого в пневматическую систему управления буровой установки;

* успокоителем ходового конца талевого каната;

* системами обогрева рабочих мест;

* блокирующими устройствами по предупреждению включения ротора при снятых ограждениях и поднятых клиньях ПКР;

* моментомером для УМК.

5.9 Противопожарная безопасность

Все члены буровой бригады должны допускаться к работе только после прохождения противопожарного инструктажа.

Все работники должны:

* соблюдать требования пожарной безопасности, а также соблюдать и поддерживать противопожарный режим;

* в случае обнаружения пожара сообщить о нем в подразделение пожарной охраны и принять возможные меры к спасению людей, имущества и ликвидации пожара.

Таблица 54 - Первичные средства пожаротушения

Наименование первичных средств пожаротушения и инвентаря	Нормы комплектации в зависимости от пожарного щита и класса пожара
	ЩП-А (класс А)	ЩП-В (класс В)	ЩП-Е (класс Е)
Огнетушители: воздушно-пенные (ОПВ) V=10 л	2	2	-
Огнетушители порошковые (ОП) V=10 л	1	1	1
Огнетушители порошковые (ОП) V=5 л	-	1	2
Огнетушители углекислотные (ОУ) V=5 л	-	-	2
Ящики с песком V=0,5 м3	-	1	1
Лопата штыковая	1	1	-
Лопата совковая	1	1	1
Лом	1	1	-
Багор	1	-	-
Ведро	2	1	-
Щит	1	1	1
Грубошерстная ткань или войлок (кошма, покрывало из негорючего материала)	-	1	1
Комплект для резки электропроводов: ножницы, диэлектрические боты и коврик	-	-	1

В процессе строительства скважины как пожаровзрывоопасное вещество используется дизельное топливо для привода дизелей буровой установки при бурении, креплении, и испытании со станка А-50М; для передвижных дизель-генераторных электростанций при ВМР, бурении, креплении и испытании.

Процесс испытания скважины сопровождается накоплением на дневной поверхности пластового флюида - нефти и растворенного в нефти газа. Газ характеризуется фракционным составом, основным составляющим которого является метан. Метан - бесцветный горючий газ, почти без запаха. Температура самовоспламенения - 540⁰С.

Помимо метана растворенный газ содержит широкую фракцию легких углеводородов: этан, пропан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, гексан, гептан и др. Кроме того, в состав растворенного газа входит сероводород (содержание до 3,08 % объема). Сероводород (Н2S) - бесцветный газ с запахом тухлых яиц, скапливается в низких непроветриваемых местах, хорошо растворяется в воде, в водном растворе является слабой кислотой. Горит синеватым пламенем с образованием воды и сернистого газа (SО2). Температура самовоспламенения 246 ⁰С.

5.10 Меры безопасности при обращении с кислотами, щелочами и другими токсичными веществами

К проведению работ по кислотной обработке допускаются лица, прошедшие медицинскую проверку, обучение технике безопасности и дополнительный инструктаж по виду работ.

При работе с кислотами должна быть оборудована площадка, для работы двух человек и иметься необходимый запас чистой пресной воды. Кислотные обработки необходимо проводить в дневное время. В качестве огнегасительных веществ применяют воду, песок, кошму, азот, пены.

На месте производства работ должны быть средства индивидуальной защиты: спецодежда из сукна или шерсти с преланом; резиновые сапоги; резиновые перчатки и прорезиненные фартуки; противогазы марки В или БКФ, защитные очки из обычного стекла.

Каждая кислота или щелочь должны храниться в исправной и герметично закрытой таре:

• соляная кислота в эбонитовых бидонах емкостью 20 л и в полиэтиленовых баллонах емкостью до 50 л.;

• едкий натр в металлических бочках и банках.

Запрещается:

• хранение кислот и щелочей в открытой таре;

• хранение кислот и щелочей без точного указания на таре наименования содержимого.

При работах с применением соляной кислоты необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Выделяющийся из HСl (концентрации более 25 %) хлористый водород соединяется с влагой, в результате чего образуется туман, который попадает в легкие человека и вызывает отравление.

При попадании HСl на кожу необходимо смыть кислоту холодной водой в течение 10 минут и пораженное место обработать питьевой содой (1 ч.л. на стакан воды). При нейтрализации щелочи - 5- 10% раствор борной кислоты (1 ч.л. на стакан воды). При попадании HСl в глаза, обильно промыть их водой и закапать 2%-й раствор новокаина. При попадании HСl на слизистую оболочку рта необходимо рот прополоскать чистой водой. При поражении HСl нельзя применять нейтрализующие растворы.

После окончания работы необходимо:

• привести в порядок рабочее место, инструмент и приспособления;

• снять и привести в порядок спецодежду;

• вымыть руки и лицо теплой водой с мылом или принять душ.



Заключение

В курсовом проекте были рассмотрены вопросы строительства скважины на Южно-Люкском месторождении. В геологической части данной дипломной работы приведены общие сведения о Южно-Люкском месторождении, его литолого-стратиграфический разрез, перечислены зоны возможных осложнений, обозначено проведение геофизических исследований в скважине.

Технологическая часть курсового проекта является основным разделом. С учетом цели бурения и геологических условий выбрана конструкция скважин (направление, кондуктор, эксплуатационная колонна), обоснована глубина их спуска. Расчетным путем определены диаметры долот при бурении под данные колонны. С учетом проектного отклонения забоя от вертикали и опыта бурения скважин на месторождениях выбран тип профиля скважины и рассчитан максимальный зенитный угол. Тип промывочной жидкости выбран с учетом предотвращения возможных осложнений при бурении в данном районе проведения работ.

В разделе промышленной и экологической безопасности определены факторы и причины производственного травматизма при проведении спуско-подъемных операций и приготовлении технологических растворов и жидкостей. А также приведены мероприятия, направленные на предотвращение производственного риска и его снижению.

Приведены мероприятия, направленные на сохранение почвенного слоя при строительстве и проводке скважины, на предупреждение загрязнения водоёмов, атмосферного воздуха и недр.



Список использованных источников

Основная литература:

1. ГОСТ 1581 - 96. Портландцементы тампонажные. Технические условия.

2. Единые нормы времени на бурение разведочных, структурно поисковых и картировочных скважин. М., 2000

3. Макет рабочего проекта на строительство скважин на нефть и газ. РД 39-0148070-007.1-2000. Тюмень, 2000г.

4. Методика определения глубины спуска кондуктора или промежуточной колонны", cборник ISSN 0136-8877, СибНИИНП, 1980г.

5. Перечень химпродуктов, согласованных и допущенных к применению в нефтяной отрасли". ГЦСС "Нефтепромхим". Казань. 2007

6. Положение о порядке представления права руководства горными и взрывными работами в организациях, на предприятиях и объектах, подконтрольных Госгортехнадзору России. Постановление Росгортехнадзора РФ № 43 от 19.11.1997 г

7. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (утв. Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, приказ №101 от 12.03.2013г., с дополнениями в редакции от 12.01.2015г., приказ Ростехнадзора №1.

8. Правила геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах», Москва, 1999 г. и методические указания «Комплексирование и этапность выполнения геофизических, гидродинамических и геохимических исследований нефтяных и нефтегазовых месторождений» Москва, 2002 г.

9. «Правила охраны недр» ПБ 07-601-03.

10. Проектная документация 829Б-1253-1144-ИОС-07 «Строительство эксплуатационной горизонтальной скважины № 3 Южно-Люкского месторождения», СамараНИПИнефть, 2018г.

11. РД 03-444-02. Положение о порядке подготовки и аттестации работников организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России. Постановление Госгортехнадзора России от 30.04.02г. № 21 (зарегистрировано Минюстом России 31.05.02г., рег. № 3489).

12. РД 153-39-026-97 “Требования к химпродуктам, обеспечивающие безопасное применение их в нефтяной отрасли”.

13. РД 153-39.0-072-01. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ на кабеле в нефтяных и газовых скважинах. Москва, 2001г.

14. РД 08-254-98. Сборник инструкций по предупреждению газонефтеводопроявлений. 1998г.

15. Строительные нормы и правила СНиП IV-2-82. Приложение, том 10. Сборник 49. Скважины на нефть и газ. М. Металургия, 1983г.-249с.

16. Строительные нормы и правила СНиП IV-2-82.Сборник 49. Скважины на нефть и газ. М.1984г.-2001г.

17. ТУ 14-3Р-29-2000. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации (МЮ РФ 27.06.2003 г., № 4838).

18. ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Технические условия

Методические издания:

1. Иванова Т.Н., Сафронов С.И. Методические указания по оформлению контрольной работы, отчета по практике, курсовой работы (проекта), выпускной квалификационной работы для студентов направления «Нефтегазовое дело» /УдГУ.- г. Ижевск, 2017. - 45 с.

2. Кузьмин В.Н. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Техника и технология строительства скважин в сложных горно-геологических условиях» для магистрантов направления подготовки 21.04.01 - «Нефтегазовое дело», УдГу, г. Ижевск, 2018г.



Приложение

Перечень используемых условных обозначений, сокращений, использованных в курсовом проекте

...