Введение к работе
Актуальность проблемы. Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция (ЗСНГП) является крупнейшим нефтегазодобывающим регионом России, в которой интенсивно эксплуатируются крупнейшие газовые и газоконденсаткые месторождения России; Заполярное, Ямбургское, Уренгойское, Медвежье, Вынгалуров-ское, Комсомольское, Ямсовейское, Юбилейное, Юрхаровское и др. В перспективе разработка Бованенковского и Харасавэйского месторождений полуострова Ямал. Эксплуатация месторождений осуществляется скважинами большой производительности, общий фонд которых в настоящее время составляет здесь около 3,5 тысяч, из которых более тысячи требуют капитального ремонта.
Длительная эксплуатация скважин в суровых климатических условиях, наличие в разрезах мерзлых пород (МП), зон аномальных пластовых давлений (пониженных - АНПД, или повышенных - АВПД) требуют обеспечения их промышленной и пожарной безопасности. За годы эксплуатации здесь зафиксировано более 40 открытых газовых фонтанов и пожаров, которые создали реальную угрозу безопасности жизни и здоровью обслуживающего персонала и населения, нанесли непоправимый ущерб окружающей среде.
Совершенствование н внедрение передовых технологий при строительстве, эксплуатации и ремонте газовых и газоконденсатних скважин снизили остроту проблемы повышения их надежности и технологичности, но сохранили актуальными вопросы обеспечения их фонтанной н пожарной безопасности, являющиеся ключевыми при предотвращении экологических катастроф. Поэтому продолжает оставаться актуальным поиск новых технологических и технических решений, снижающих затраты и повышающих эффективность и пожарную безопасность технологических процессов при ремонте газовых скважин.
Цель работы. Совершенствование технологий и технических средств для предупреждения и ликвидации аварийного фонтанирования газовых скважин, позволяющих обеспечивать пожаробезопасность газовых скважин в процессе их ремонта, осуществлять управление горящими фонтанами в процессе их ликвидации.
4 Основные задачи исследований
-
Анализ причин и установление основных факторов, влияющих на отрыв пламени отустья фонтанирующих газовых скважин в процессе их ремонта на газовых месторождениях Крайнего Север а Западной Сибири.
-
Совершенствование применяемых и разработка новых технологий и тех* нических средств, обеспечивающих пожарную безопасность при проведении ремонтные работ в газовых скважинах н управление горящими фонтанами при их возни кно вении,
-
Разработка составов технологических жддюстей для глушения газовых скважин в процессе ликвидации открытого фонтана и изолирующих составов для уменьшения юдопритоюв при их освоении.
-
Оценка эффективности применения разработанные технологий и технических средств в промысл о вьк условиях.
Научная новизна
-
Проанализированы причины и установлены основные факторы, существенно влияощие на процесс отрыва пламени от устья фонтанирующей газетой скважины, учет которых необходим для успешного и безопасного осуществления работ по ликвидации открытых фонтанов и пожаров в экстремальны* условиях Крайнего Севера.
-
Впервые для указанных условий получена аналитическая зависимость для определения высоты отрыва горящего факелаотдебита газовой скважины, юличе-ства лафетов и схемы их размещения юкругустья при низких температурах окружающей средни различной ветровой нагрузке.
-
Разработан новый способ ликвидации открытых фонтанов на нефтегазовых скважинах, применение которого обеспечивает безопасное проведение работ на газовых и газоконденсатных месторождениях Западной Сибири (Патент РФ № 2261982).
Практическая ценность работы
1. На уровне изобретений усовершенствованы следующие технологии ремонтных работ при ликвидации фонтановипожаровна газовых скважинах:
технология замены задвижек фонтанных арматур и их элементов под давлением без тушения газовьк скважин за счет разработки специального устройства, использующего энергию газа из ремонтируемой скважины (Патент РФ № 51088);
технология замены негерметнчного пакерующего узла юлонной головки под струей газа;
технология выпуска газа из межколонного пространства через факельную линию за мет изменения конструкции устьевой обвязки (Патент РФ № 44143, 53364);
технология подвески на устье скважин дополнительных колонн обсади ьк труб за счет разработки и применения посадочного и подвесного переводников (Патент РФ №41490).
Рекомендуемые технологии обеспечивают повышение успешности и пожа-робеэопасност аварийно-восстановительных работ на 25 — 30%, снижение их продолжительности на 15 — 25 % и увеличение межремонтного периода работы скважин наЮ-20%.
2. Исследованы и предложены новые составы жидюстей глушения скважин (наосновехлоркалий-электролнта) и юдогоолирующихюмпоаіций(наоснове поливиниловых спиртов и гелей), применение юторьк обеспечивает сохранение после ремонта продуктивности газовых скважин и уменьшение загрязнения их ПЗП на25-50%.
З.Выаолненныеисследования явилисьосновойдляразработкн четырех нормативных документов (НД 04803457-278-2004, НД 00158758-279-2004, НД 00153761-283-2004, НД 00158758-284-2004) и двух стащцртов предприятий (СТО 35343819-01-2005, СТО 05751745-115-2005), которые используются при эксплуатации, ремонте, расюнсфвации и ликвидации газовьк и газокондаїсатньк скважин, а также в проектах разработки ряда северньк месторождений газа Западной Сибири.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации и капитального ремонта скважин на месторождениях и
6 ПХГ (г. Кисловодск, 2004); VI Конгрессе нефтегаэопромышленников Росши (г. Уфа, 2005); Региональной научно-практичесюй конференции «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири» (г. Тюмень, 2005); III Межвузовской практической конференции с международный участием «Методы компьютерного проектирования и расчетов нефтяного и газового оборудования» (г. Тюмень, 2006);XIV научно-практической юнференции молодых ученьк и специалистов «Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири» (г. Тюмень,2006);научньк семинарах кафедры «Ремонт и восстановление скважин» ТюмГНГУ (г. Тюмень, 2004,2005, 2006) и учениях по обеспечению противофонтанной безопасности (г. Новый Уренгой, 2005,2006).
Публикации
По теме диссертации опублнювано 25 печатиьк работ, в том числе справочник, один тематический обзор, 14 статей, 4 тезиса докладов, 5 патентов РФ на изобретение.
Структура диссертации. Діссертшшонная работа состоит из введения, че-тьрех разделов и заключения, изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит 28 рисунков, 22 таблицы, список литературные источников, включающий 162 наименования, четыре приложения.
