Введение к работе
. Разработка и эксплуатация ме-орождений углеводородного сырья, расположенных в зоне распространения зоголетнемерзльгх пород (ММП), доказала необходимость всестороннего ана-іза работы промысловых систем в осложненных геотехнических и климатиче-тос условиях.
В этой связи, результаты опыта обустройства и эксплуатации промысло-IX объектов газодобычи на Медвежьем газовом месторождении, обобщение и істематизация негативных явлений, возникающих в работе газопромыслового їорудоваїшя, прогнозирование теплового взаимодействия подземных газо-юмысловых коммуникаций с многолетнемерзлыми породами способствуют ологически безопасному освоению газовых и газоконденсатних месторожде-ш Крайнего Севера, в том числе полуострова Ямал.
АКТУАЛЬНОСТЬ. Существующая практика освоения месторождений леводородного сырья не всегда предусматривает оптимизацию проекта обу-ройства в части размещения и взаимодействия объектов газодобычи и внут-[промысловых подземных газовых коммуникаций с ММП.
В зоне повсеместного распространения ММП устойчивость работы газо->бывающего комплекса зависит от условий эксплуатации ответственных руктурных элементов газодобычи. Безопасность эксплуатации газопромысло-гх систем определяется степенью их техногенного воздействия на мерзлые унты, определяющейся, в свою очередь, характером взаимодействия с ММП [утрипромысловых подземных газовых коммуникаций - шлейфов.
До 90% добычи газа сосредоточено в районах'криолитозоны. Болыпинст-промысловых объектов эксплуатируется с требованием сохранения много-тнемерзлых пород. На практике это условие не всегда выполняется. В связи с м, актуальным является создание безопасных условий эксплуатации при про-тировании и в процессе разработки газовых месторождений путем прогнози-вания техногенного воздействия на ММП.
ІІЕЛЬ РАБОТЫ. Прогнозирование и предупреждение отрицательных по-едствий взаимодействия заглубленных коммуникаций и структурных элемен-в промысловых систем с учетом их техногенного воздействия на ММП в
процессе разработки газовых месторождений.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Поставленная цель достигается решением следующих задач:
-
Обобщить опыт контроля технического состояния основных структурных элементов газодобычи и сформулировать требования к геотехническому мониторингу на стадиях проектирования, обустройства и эксплуатации газовых месторождений.
-
Исследовать влияние теплового воздействия подземных коммуникаций на техническое состояние объектов газодобычи.
-
Оценить влияние глубины заложения и режимных параметров работы газового коллектора на степень взаимодействия с ММП.
-
Разработать алгоритм расчета процесса растепления ММП вблизи заглубленных газовых коммуникаций с уточнением условий на дневной поверхности.
-
Разработаны номограммы для оценки ореола протаивания мерзлых пород вокруг подземных коммуникаций с учетом глубины их заложения и нестационарного теплообмена.
-
Выявлена область технологических параметров работы заглубленных шлейфов и коллекторов на всех стадиях разработки месторождения, в которой радиус ореола протаивания мерзлых пород не зависит от коэффициента теплоотдачи с единицы поверхности теплоисточника.
-
Установлено, что при нестационарном теплообмене пренебрежение условиями на дневной поверхности приводит к завышенной на (15 - 20 %) оценке ореола протаивания ММП вокруг заглубленных коммуникаций.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. Поставленные задачи решались методами математической статистики, численного моделирования и путем промысло-во-экспериментальных исследований, а также обработки полученных данных.
ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Для решения поставленных задач использованы промысловые данные, оперативно-диспетчерская информация, материалы инженерных изысканий. В работе ис-
пользованы данные многолетнего контроля за состоянием основных объектов добычи и подготовки газа, материалы промыслово-экспериментальных исследований на газовых промыслах месторождения Медвежье. Результаты работ подтверждены фактическими данными контроля обеспечения надежности объектов газодобычи Надым - Пур - Тазовского региона, обоснованным подходом к проектным решениям для вновь вводимых объектов Юбилейного, Ямсовей-ского, а также для объектов реконструкции Медвежьего месторождений. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
1. Предложена система проведения геотехнического мониторинга,
включающая подсистемы: "контроль", "анализ", "прогноз" и "принятие ре
шения" для определения технического состояния объектов добычи газа на ста
диях проектирования, обустройства и эксплуатации месторождений углеводо
родного сырья Надым - Пур - Тазовского региона.
-
Предложенные автором величины допустимых перемещений элементов систем добычи газа установок подготовки и компримирования газа прошли апробациго на месторождении Медвежье и рекомендуются к внедрению на газовых месторождениях Ямало - Ненецкого автономного округа.
-
Обобщение результатов геотехнического мониторинга, оценки ореолов протаивания ММП вокруг газовых коммуникаций и величины безопасных зон размещения промыслового оборудования могут быть использованы при реконструкции и проектировании обустройства месторождений углеводородного сырья в криолитозоне.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы обсуждались на 3, 9, 15 научно-технических конференциях ученых и специалистов (Тюмень, Киев, Москва, 1976-1978 ), на научно-практической конференции "Диагностика в газовой промышленности" ( Москва, 1995 ), на Всероссийском семинаре, посвященном 25-летию ДП "Надымгазпром" ( Надым, 1996 ), на рабочем совещании специалистов РАО "Газпром" и фирмы АМОКО ( Амстердам, Голландия, 1992).
ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований автора опубликованы в 16 печатных работах, в том числе двух научно-технических обзорах, 4 работы опуб-
ликованы без соавторов.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов. Диссертация содержит 220 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков, 19 таблиц, одно приложение и список литературы 143 наименования.