Введение к работе
Актуальность проблемы. Западная Сибирь является ведущим нефтегазовым регионом России. Здесь достаточно давно разрабатываются такие крупнейшие месторождения газа, как Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Юбилейное, Ямсовейское, Комсомольское и др. Действующий эксплуатационный фонд газовых скважин составляет в настоящее время более пяти тысяч скважин, из которых более тысячи требуют капитального ремонта. При этом количество скважин, которые находятся в консервации и просто «брошены» (геологоразведочные скважины на балансе Госкомимущества), составляет более семи тысяч.
Наличие большого количества скважин, которые длительное время (30 лет и более) находятся в бездействии, корродируют, приходят в неработоспособное состояние и остаточный ресурс надежности которых катастрофически снижается, является постоянно действующей угрозой экологического загрязнения окружающей природной среды. За последние 25 лет на месторождениях Севера Тюменской области только ООО «Газобезопасность» ОАО «Газпром» ликвидировано 58 открытых газовых фонтанов и пожаров, которые нанесли непоправимый ущерб окружающей среде и промышленным сооружениям, создав реальную угрозу безопасности жизни и здоровью обслуживающего персонала и населения.
Длительное нахождение скважин в консервации в суровых климатических условиях, наличие в разрезах мерзлых пород (МП), зон аномальных пластовых давлений (пониженных - АНПД, или повышенных - АВПД) требуют обеспечения пожарной и промышленной безопасности при проведении работ по их расконсервации.
Применение существующих технологий при расконсервации и последующем ремонте газовых и газоконденсатных скважин снизили остроту указанной проблемы, однако вопросы фонтанной и пожарной безопасности работ остаются ключевыми при предотвращении экологических катастроф. Поэтому актуален поиск новых подходов повышения пожарной и фонтанной безопасности при производстве работ по расконсервации газовых и газоконденсатных скважин, снижающих затраты и повышающих их
эффективность за счет разработки р(0фвдіи$йаі»Л*»*»снологических pac-
I СОекрфг Ч/Л\
\ 08 v»1***Wa1
творов и изолирующих композиций, позволяющих сохранить продуктивные характеристики расконсервируемых скважин и предотвращающих возникновение газопроявлений, открытых фонтанов и пожаров. В свою очередь предлагаемые составы и композиции требуют разработки новых технологий, оборудования и технических средств для их реализации.
Цель работы. Повышение пожарной и фонтанной безопасности при расконсервации газовых и газоконденсатных скважин.
Основные задачи исследований
-
Анализ существующих и разработка новых подходов обеспечения пожарной и фонтанной безопасности при расконсервации газовых скважин, позволяющих сохранить фильтрационно-емкостные свойства пласта, предотвратить возможные осложнения при их дальнейшей эксплуатации, прежде всего газопроявления, и при необходимости ликвидировать аварийное фонтанирование и возникшие пожары.
-
Разработка новых технологических растворов и водоизолирующих составов для расконсервации газовых скважин и ликвидации открытых фонтанов и пожаров, обеспечивающих пожарную и экологическую безопасность.
-
Определение радиуса видимости и влияния на него доминирующих для условий Крайнего Севера факторов, учет которых необходим для обеспечения безопасного производства работ при ликвидации открытых фонтанов и пожаров.
-
Разработка нормативных документов для промысловых испытаний в условиях северных газовых месторождений разработанных составов технологических растворов, технологий и технических средств.
Научная новизна
1. Разработаны новые подходы обеспечения фонтанной и пожарной безопасности при расконсервации газовых скважин в сложных условиях Крайнего Севера Западной Сибири, включающие технологии и перспективные составы жидкостей с регулируемыми реологическими и фильтрационными свойствами на солевой и углеводородной основе, применение которых позволяет предотвратить экологические катастрофы (фонтаны, пожары) и сохранить скважины в действующем фонде.
-
Установлена функциональная зависимость радиуса видимости (R, м) при пожарах от основных доминирующих факторов: расхода подаваемой жидкости орошения (V, м3/с), температуры окружающей среды (Т, С) и скорости ветра (U, м/с), позволяющая оценить условия безопасного проведения работ по ликвидации открытых фонтанов и пожаров на скважине.
-
Для управления процессом обработки призабойной зоны продуктивного пласта предложено применение фурфурилового спирта, который гидрофобизирует поровое пространство коллектора.
Практическая ценность работы
-
Разработаны новые составы технологических растворов (на основе хлоркалия электролита и газового конденсата) и изолирующих композиций (облегченный тампонажный раствор, гелеобразующая композиция), гарантирующие восстановление и сохранение продуктивности скважин.
-
Разработанные на основе новых составов технологии расконсервации позволяют предупредить аварийное фонтанирование, ликвидировать пожары, уменьшают загрязнение ПЗП на 25-50 % и сокращают продолжительность ремонтных работ газовых скважин на 25-30 % (по результатам внедрения на добывающих предприятиях севера Тюменской области).
-
Для реализации разработанных технологий изготовлены и применены новые конструкции устьевого оборудования и герметизирующих устройств, которые обеспечивают высокую надежность и пожарную безопасность, увеличивают межремонтный период работы газовых скважин на 10-20 %.
-
Выполненные исследования явились основой для разработки номограммы определения радиуса видимости объекта при пожарах и 5 руководящих нормативных документов, использующихся при эксплуатации, ремонте, расконсервации и ликвидации газовых и газоконденсатных скважин. По результатам исследований получен 1 патент РФ на устройство и 5 положительных приоритетных решений по заявкам на предполагаемые изобретения (составы растворов, способы и устройства для реализации технологий).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы развития топливно-энергетического комплекса За-
падной Сибири на современном этапе» (Тюмень, 2001); на Международной научно-практической конференции «Газовой отрасли - новые технологии и новая техника» (Ставрополь, 2002); на научно-практической конференции «Повышение эффективности работы нефтегазодобывающего комплекса Ямала путем применения прогрессивных технологий и совершенствования транспортного обслуживания» (Салехард, 2002); на научно-практической конференции «Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки, посвященной 90-летию В.И. Муравленко» (Тюмень, 2002); на 3 Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 40-летию Тюменского государственного нефтегазового университета «Моделирование технологических процессов бурения, добычи и транспортировки нефти и газа на основе современных информационных технологий» (Тюмень, 2002); на Международной научно-технической конференции, посвященной 40-летию Тюменского нефтегазового университета (Тюмень, 2003); на научно-практической конференции, посвященной 60 летаю образования Тюменской области «Перспективы нефтегазоносное Западно-Сибирской нефтегазоносной провинцию) (Тюмень, 2004).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе один научно-технический обзор, 9 статей, 6 тезисов докладов.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и 2-х приложений, изложена на 162 страницах машинописного текста и содержит 19 рисунков, 13 таблиц, список библиографических источников, включающий 122 наименования.
