Мой курсач. 1. Исходные данные для выполнения курсовой работы
 Скачать 374 Kb.
|
|
5. Приготовление буровых растворов 5.1. Технология приготовления бурового раствора Процесс приготовления бурового раствора включает в себя три технологические операции: а) приготовление исходного раствора; б) обработка его реагентами для обеспечения требуемых параметров; в) обеспечение требуемой плотности в случае разбуривания пластов с аномальным давлением. Исходный раствор готовится по требуемой плотности смешением дисперсной среды (вода) и дисперсной фазы (глинопорошок). Технология обработки раствора реагентами должна предусматривать очередность и способ ввода реагентов. Их дозирование и время перемешивания предусмотренными техническими средствами, контроль параметров должны производиться согласно регламенту. 5.2. Выбор оборудования для приготовления растворов Для хранения раствора в циркуляционной системе используются 2 емкости прямоугольного сечения со средним полезным объемом 40м3, в том числе приемную емкость, которые соединены между собой трубопроводами, по которым раствор перепускается из одной емкости в другую. Каждая из подобных емкостей имеет люки для очистки от осадка и секцию растворопровода в виде желоба. Все емкости разделены на два или на три отсека. Для поддержания подвижности бурового раствора используются гидравлические и механические перемешиватели. Механические перемешиватели пропеллерного типа с электроприводом. Гидравлические перемешиватели с работой от центробежных или поршневых насосов представляющие собой, погруженные под уровень насадки, направленные под различными углами друг к другу. Блок очистки установленный на Буровой Установке подготовлен для ведения буровых работ по малоотходной или безамбарной технологии. Он обеспечивает очистку буровых растворов от шлама с размером частиц более 5 мкм, обработку на центрифуге сливов песко- и илоотделителя с выделением шлама пониженной влажности, выведение из бурового раствора избытка коллоидной фазы, а также дегазацию буровых растворов. При использовании полнокомплектных блоков очистки в 2-3 раза сокращается объем отходов бурения, на 20-40% уменьшается расход химреагентов. В процессе бурения из блока выходит шлам пониженной влажности, пригодный для перевозки в контейнерах или бортовых транспортных средствах. Такой шлам легко поддается обезвреживанию по известным технологиям при минимуме затрат. Целью оборудования очистки является максимальное извлечение твердой фазы при минимальных потерях жидкой фазы. 6. Управление свойствами растворов в процессе бурения скважин. В процессе бурения скважин параметры буровых растворов выходят за пределы регламентированных значений в связи с поступлением шлама, пластовых флюидов и т. д. Это приводит к дестабилизации промывочной жидкости. Такого негативного влияния необходимо избегать. Это достигается путем: периодического контроля параметров бурового раствора; выбора технологии и средств очистки бурового раствора; выбора средств повторных химических обработок раствора. 6.1. Контроль параметров буровых растворов. Показатели свойств бурового раствора не реже одного раза в неделю должны контролироваться лабораторией бурового предприятия с выдачей буровому мастеру результатов и рекомендаций по приведению параметров раствора к указанным в проекте. Перед и после вскрытия пластов с АВПД, при возобновлении промывки скважины после СПО, геофизических исследований, ремонтных работ и простоев, необходимо начинать контроль плотности и вязкости. Контроль газосодержания в буровом растворе следует начинать сразу после восстановления циркуляции. При вскрытии газоносных горизонтов и дальнейшем углублении скважины (до спуска очередной обсадной колонны) должен проводиться контроль бурового раствора на газонасыщенность. В данном случае можно руководствоваться таблицей 12. Таблица 12 Периодичность контроля параметров бурового раствора
6.2. Технология и средства очистки буровых растворов. Блок очистки установленный на Буровой Установке подготовлен для ведения буровых работ по малоотходной или безамбарной технологии. Он обеспечивает очистку буровых растворов от шлама с размером частиц более 5 мкм, обработку на центрифуге сливов песко- и илоотделителя с выделением шлама пониженной влажности, выведение из бурового раствора избытка коллоидной фазы, а также дегазацию буровых растворов. При использовании полнокомплектных блоков очистки в 2-3 раза сокращается объем отходов бурения, на 20-40% уменьшается расход химреагентов. В процессе бурения из блока выходит шлам пониженной влажности, пригодный для перевозки в контейнерах или бортовых транспортных средствах. Такой шлам легко поддается обезвреживанию по известным технологиям при минимуме затрат. Целью оборудования очистки является максимальное извлечение твердой фазы при минимальных потерях жидкой фазы. 7. Мероприятия по санитарно-экологической безопасности применения буровых растворов. Строительство скважин связано с использованием земельных отводов и сопровождается неизбежным техногенным воздействием на объекты природной среды. Для устранения отрицательного влияния процессов строительства скважин на природную среду предусматривается комплекс мероприятий, направленных на ее охрану и восстановление. Эти мероприятия соблюдают основные правила экологически безопасного ведения буровых работ на всех этапах строительства скважин, включая проведение подготовительных и вышкомонтажных работ, бурение, испытание, а также консервацию скважин, контроль за состоянием окружающей среды. Мероприятия направлены на охрану водных ресурсов, атмосферного воздуха, почвы, биосферы, недр и восстановление природно-ландшафтных комплексов. Основным руководящим документом является «Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше» РД 39-133-94, а также действующие нормативно-справочные и инструктивно-методические материалы по охране окружающей среды. 7.1. Охрана окружающей среды и недр. Основные технологии, применяемые для утилизации буровых отходов (БО): 1. Термическое прокаливание (термодесорбция) с получением грубой строительной керамики (кирпича, керамзита). В качестве источника тепла используется попутный газ, нефть, уголь, отходы древесины. При наличии большого объема буровых отходов (в сотни тысяч тонн в год) целесообразно строительство завода по отжигу БО и производству кирпича или керамзита. Стоимость переработки БО в этом случае может составлять 600…1200 руб./т. 2. Введение 2…5% буровых отходов в клиринговую смесь для производства цементов. Стоимость утилизации в этом случае определяется транспортными расходами до цементного завода и стоимостью аналитического контроля за составом смеси. 3. Химическая нейтрализация с помощью реагентов с получением менее опасных веществ и нейтральных показателей РН (5,6…7,8). 4. Отверждение (капсулизация) с получением отвержденной смеси для отсыпки кустовых площадок и дорог (рис.5,6) или формованных изделий для строительства, пригрузов трубопроводов и др. Стоимость этой утилизации составляет 800…1200 руб./т. 5. Отмыв загрязняющих веществ, в основном нефти, из объема БО с помощью горячей (70…950С) воды и пара. Подобные технологии имеют стоимость порядка 3000…6000 руб. /т. 6. Использование буровых отходов в качестве мелиоранта для улучшения структурно-механических и агрохимических свойств почв (рис.7), нейтрализации РН почвы, введения микроэлементов и др. Возможно так же получение плодородного грунта непосредственно в месте размещения буровых отходов – в шламовых амбарах. Расходы по утилизации при использовании такого способа составляют 600…1500 руб. на одну тонну БО. 7. Получение из буровых отходов гидроизолирующего материала. Это достигается введением пластических добавок, в том числе битумов или парафинов получаемых в ходе пропаривания нефтяной коллекторной трубы (рис.8). 8. Получение теплоизолирующих материалов путем вспенивания с алюминиевой пудрой. Особо эффективен этот метод при высоком показателе РН буровых отходов (свыше 10). 9. Электролизное разделение компонентов БО. Образующиеся вблизи электродов скопления тяжелых металлов, галогенов и других загрязняющих веществ отводятся с дополнительной утилизацией. 10. Электроемкостной нагрев объема БО с выпариванием воды. При этом в качестве одного из электродов может выступать облицовка шламового амбара из бетонных плит. Расход электроэнергии при этом составляет 40…60 кВт*ч на тонну БО. Как правило, этот способ является лишь одной из ступеней переработки. 11. Прогрев буровых отходов с помощью электрических матов для бетонов. Данный метод может использоваться после извлечения из буровых отходов загрязняющих веществ. 12. Электрический микроволновый метод прогрева и прокаливания буровых отходов. При этом излучатель СВЧ размещается над транспортером, перемещающим БО. Коэффициент полезного действия этого метода наиболее высок среди остальных, использующих электроэнергию. 13. Электрокоагуляция с осаждением коагулированного осадка. Этим методом производится быстрое осаждение (1…2 часа) коллоидных частиц и очистка от органических загрязнителей при ее содержании до 2 мг/л [2]. При этом на поверхности БО образуется слой воды, подлежащий откачке. 14. Получение глинопорошков из БО в распылительных сушилках. Стоимость такой утилизации 14…35 руб./т в ценах 85 года [2], на 2004 год это примерно 1000…2600 руб/т. 15. Выпаривание воды с помощью солнечной энергии. Для усиления этого эффекта используется эффект парника. 16. Прогрев объема буровых отходов путем пропускания через него выхлопных газов. Одновременно с отверждением, таким образом, можно получить вспененный теплоизолирующий материал. 17. Центрифугирование буровых отходов с возвратом раствора в буровой процесс. Стоимость переработки 400…800 руб/м3. Однако, объем буровых отходов после этого снижается всего на 10…15 %, а оставшаяся после этого масса подлежит дальнейшей переработке. 18. Сепарация с помощью вибросит, пропускание сквозь щели, пористые и волоконные материалы и т.д.. 19. Отстаивание в амбарах с секционированием БО по плотности (рис.9). Разделительные перемычки из песка при этом используются для фильтрации жидких компонентов и перепускания менее плотных верхних слоев БО. 20. Перемешивание БО с сорбентом нефтепродуктов с последующим отделением сорбента от БО (например, с терморасщепленным графитом или вспененной карбамидной смолой, всплывающих за счет малой плотности). 21. Биодеструкция загрязняющих компонентов БО с помощью микроорганизмов (рис.10,11). Последние чувствительны к составу БО, действуют селективно на различные виды загрязнений и требуют специальных условий для жизнедеятельности [7]. 22. Выращивание в объеме БО или на прилегающих грунтах трав и деревьев (лесная рекультивация). 23. Перемешивание с торфом, опилками, навозом и другими органическими веществами-отходами местных производств для получения теплоизоляционного материала. Полученная теплоизолирующая смесь позволяет увеличить срок действия зимника на 3…4 недели. 24. Рекультивация нефтезагрязненных земель. Наносимые на нефтезагрязненные земли куски БО разрушают пленку из нефти и выдавливают нефть в микропонижения, что стимулирует процессы биоразложения. 25. Рекультивация песчаных сухоройных и торфяных карьеров и других нарушенных земель. 26. Вымораживание отстоявшейся воды при температурах -3…-7 0 С. Полученный лед вывозится на рельеф. 27. Седиментация путем нанесения БО на наклонную поверхность в 3…5 0 (рис.12). Такой процесс может повторяться многократно. Послойное наращивание с подсушиванием слоев составляет 2…4 см. 28. Использование буровых отходов в качестве компонента тампонажных растворов для крепления скважин [8]. 29. Замораживание с дроблением и последующей капсулизацией (рис.13). На поверхности замороженных кусков БО путем перемешивания образуется твердая оболочка из вяжущего материала, например цемента. Эта оболочка препятствует миграции загрязняющих веществ и частиц БО в окружающую среду даже после оттаивания при положительных температурах. Цемент, применяемый при такой технологии, должен иметь добавки для низких температур, например марки М-400 Д20. 30. Закачка буровых отходов в глубоко залегающие подземные горизонты. Способ применим при наличии гидроизолированных пластов. Стоимость утилизации при этом 22…29 долл. /т [6]. 31. Захоронение в специально отведенном месте (или в шламовом амбаре) с помощью перемешивания БО и привозимого грунта или песка (рис.14). Требуемый объем завозимого песка десятикратно превышает объем перерабатываемых буровых отходов. Стоимость такого захоронения 1600…2400 руб./т 32. Размещение в пустотах строительного мусора, автомобильных покрышек и др. Таким методом производится одновременное захоронение буровых отходов с отходами других видов. 33. Замораживание в зимний период буровых отходов с последующим захоронением под слоем теплоизоляции из торфа, опила и др. 34. Заполнение карстовых полостей под железными и автомобильными дорогами. В этом случае достаточно удалить из БО нефть, а текучесть даже полезна, так как позволяет создать давление в полости за счет столба жидкости в вертикальной части полости. 35. Размещение БО в полимерных оболочках с дальнейшим использованием для заполнения объемов отсыпки. Для придания прочностных свойств перед помещением в оболочку масса буровых отходов должна быть подсушена. Наиболее технологичным для подсушки является микроволновый прогрев. Таким образом, все перечисленные технологии направлены на нейтрализацию РН, устранение из объема буровых отходов загрязняющих веществ и на ликвидацию текучести БО. Текучесть БО устраняется за счет удаления из него жидкости (воды и жидких компонентов буровых растворов) или термического воздействия. 7.2. Охрана труда. Мероприятия по охране труда при строгом их выполнении призваны обеспечить безопасность работ при приготовлении и управлении свойствами буровых растворов. Перечень некоторых мероприятий по охране труда приведен ниже. 1. Для приготовления бурового раствора и обработки его химическими реагентами должны допускаться лица, прошедшие инструктаж и обучение по безопасному ведению работ. 2. При длительном контакте с буровыми растворами, шламом необходимо проводить профилактические осмотры с оценкой функционального состояния внутренних органов 3. Рабочее место по приготовлению и химобработке буровых растворов должно быть оснащено: а) средствами индивидуальной защиты (спецодежда в случае необходимости, очки, перчатки, респираторы), б) аптечкой с медикаментами и перевязочным материалом и растворами: 1%-м раствором борной кислоты; 2% раствором питьевой соды; 0,5% раствором марганцовокислого калия; в) средствами пожаротушения. 4. При термических ожогах рекомендуется вначале делать примочки из 0,5% раствора марганцовокислого калия или этилового спирта (96%), а затем смазать обожженный участок мазью от ожогов и наложить повязку. 5. При попадании на кожу каустической соды или другой щелочи этот участок тщательно промывается струей воды, обрабатывается 1% раствором борной кислоты и смазывается борным вазелином. 6. При попадании на кожные покровы кислоты участок кожи промывается водой, обрабатывается 2% раствором питьевой соды и смазывается борным вазелином. 7. При попадании щелочи или кислоты в глаза пострадавшему вначале необходимо промыть глаза большим количеством проточной воды, затем 2% раствором питьевой соды (при попадании кислоты) или 1% раствором борной кислоты (при попадании щелочи). После оказания первой помощи пострадавшему необходимо обратиться к врачу. 8. При применении РУО должны быть приняты меры по предупреждению загрязнения рабочих мест и загазованности воздушной среды. Для контроля загазованности должны проводиться замеры воздушной среды у ротора, в БПР, у вибросит и в насосном помещении, а при появлении загазованности – принимать меры по ее устранению. При концентрации паров углеводородов свыше 300мг/м3 работы должны быть приостановлены, люди выведены из опасной зоны. 9. При ингаляционных повреждениях (вдыхания паров аммиака или др.) пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух, освободить от стягивающей одежды, создать спокойную обстановку, напоить теплым чаем. В случае необходимости - вызвать врача. 10. По окончании работ с химическими реагентами необходимо: а) тщательно промыть средства индивидуальной защиты и сложить в строго отведенном месте, б) вымыть теплой водой с мылом лицо и руки, прополоскать рот. 11. Мероприятия по охране труда и оказание первой медицинской помощи при работе с новыми химическими реагентами, в том числе импортного производства, проводятся в соответствии с сертификатом качества или токсикологическим паспортом.12. Температура самовоспламенения паров РУОдолжна на 50С превышать максимально ожидаемую температуру раствора на устье скважины. | |||||||||||||||||||||||||||