Курсовой проект. Учебнометодическое пособие для выполнения курсового проекта по дисциплине Буровые промывочные жидкости
 Скачать 265.93 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Конесев Геннадий Васильевич Матюшин Валерий Петрович Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта по дисциплине «Буровые промывочные жидкости» УФА 2016 2 Учебно-методическое пособие предназначено для выполнения курсового проекта по дисциплине «Буровые промывочные жидкости» студентами и маги- странтами заочного отделения специальности 130504 «Бурение нефтяных и газо- вых скважин», а также студентами программ профессиональной переподготовки Института дополнительного профессионального образования. В пособии приведены сведения о методологии выполнения курсового про- екта, рекомендации по решению различных технологических и технических за- дач при проектировании промывочных жидкостей и сохранению в процессе бу- рения скважин их свойств. Составители: Конесев Г.В., проф., д-р техн. наук Матюшин В.П., инженер Рецензент Левинсон Л.М., доц., канд. техн. наук Конесев Г.В., Матюшин В.П., 2016 © ССП УГНТУ «ИДПО», 2016 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 4 1. Геологическая характеристика месторождения ................................................... 5 2. Выбор промывочных жидкостей по интервалам бурения ................................. 6 2.1 Обоснование выбора типа жидкостей по интервалам бурения ............... 6 2.2 Обоснование параметров промывочных жидкостей ............................... 8 2.3 Обоснование рецептур промывочных жидкостей ................................... 10 3. Определение необходимого объема промывочной жидкости, расхода компонентов по интервалам бурения ...................................................................... 12 4. Приготовление промывочных жидкостей .......................................................... 16 4.1 Технология приготовления промывочной жидкости .............................. 16 4.2 Выбор оборудования для приготовления промывочной жидкости ....... 17 5. Управление свойствами промывочных жидкостей при бурении скважин ..... 18 5.1 Контроль параметров промывочных жидкостей ...................................... 19 5.2 Технология и средства очистки промывочных жидкостей .................... 20 5.3 Управление функциональными свойствами промывочной жидкости .. 21 6 Мероприятия по санитарно-экологической безопасности применения промывочных жидкостей .......................................................................................... 23 6.1 Охрана окружающей среды и недр ........................................................... 23 6.2 Охрана труда ................................................................................................ 25 Литература ....................................................... ..........................................................28 4 ВВЕДЕНИЕ Цели курсового проекта: – закрепление студентами теоретических знаний по дисциплине «Буро- вые промывочные жидкости»; – получение практических инженерных навыков при решении вопросов управления свойствами буровых промывочных жидкостей при строительстве нефтяных и газовых скважин. Исходными данными для выполнения курсового проекта на тему «Разра- ботка технологического регламента промывочных жидкостей» служат фактиче- ские данные, собранные студентом при прохождении практики или по месту его работы или на предприятии, осуществляющем бурение нефтяных и газовых скважин. Геолого-геофизические и технико-технологические материалы по бу- рению скважин на конкретном месторождении (площади), необходимые для выполнения курсового проекта, включают следующие данные: литолого-стратиграфическая характеристика разреза скважины; сведения по нефтегазоводоносности; значения пластовых давлений, температур; виды, интервалы и характеристика осложнений; конструкция скважин; применяемая технология бурения, промывки скважин; вид, состав и свойства промывочных жидкостей по интервалам буре- ния; принятая технология и средства приготовления, очистки от шлама и управления свойствами промывочных жидкостей; нормы расхода промывочных жидкостей и их компонентов по интер- валам бурения; мероприятия по экологической безопасности применения промывоч- ных жидкостей. 5 1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ В этом разделе указывается название месторождения (площади), по мате- риалам которой выполнен курсовой проект и приводятся следующие данные: литолого-стратиграфическая характеристика разреза; данные по нефтегазоводоносности разреза с характеристикой пласто- вых флюидов и указанием значений пластовых давлений, температур; виды, интервалы и характеристика возможных осложнений. 6 2. ВЫБОР ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПО ИНТЕРВАЛАМ БУРЕНИЯ Тип и свойства промывочных жидкостей в комплексе с технологическими мероприятиями и техническими средствами должны обеспечивать безаварийные условия бурения с высокими технико-экономическими показателями, а также качественное вскрытие продуктивных горизонтов. Данный раздел курсового проекта включает в себя анализ используемых промывочных жидкостей и инженерные решения по трем проектным этапам: – обоснование выбора типа промывочных жидкостей; – обоснование параметров промывочных жидкостей; – обоснование рецептур жидкостей по интервалам бурения. 2.1 Обоснование выбора типа жидкостей по интервалам бурения Технология промывки скважины, т.е. комплекс реализованных при этом научных знаний и инженерных решений в области применения промывочных жидкостей, является одним из решающих факторов успешного заканчивания скважины при минимальных расходах средств. Тип промывочной жидкости выбирается в первую очередь из условия обеспечения устойчивости стенок скважины, определяемой физико- химическими свойствами слагающих горных пород и содержащихся в них флюидов, пластовым и горным давлениями, забойной температурой. При этом учитывается накопленный опыт бурения в проектном районе с промывкой раз- личными растворами. Критерием оптимальности применяемого типа промывочной жидкости яв- ляются затраты времени и средств на борьбу с осложнениями, связанными с ти- пом раствора (обвалами, затяжками и прихватами бурильных колонн, течением и растворением соленосных горных пород, оттаиванием зон вечной мерзлоты и др.). Если затраты времени на борьбу с подобными осложнениями отсутствуют 7 в балансе времени бурения скважин, то применяемый тип промывочной жидко- сти следует считать оптимальным. Когда же такие затраты имеют место, прово- дится их тщательный анализ и выбирается другой тип раствора, более соответ- ствующий данным условиям бурения. При решении этого вопроса следует анализировать и учитывать отечест- венный и зарубежный опыт бурения скважин в аналогичных разрезах. При про- чих равных условиях всегда следует отдавать предпочтение промывочной жид- кости с минимальным содержанием твердой фазы, вводить смазочные добавки, ингибиторы коррозии. Отдельно решается вопрос выбора промывочной жидкости для вскрытия продуктивных горизонтов. Задача – предупредить ухудшение коллекторских свойств продуктивных пластов вследствие возникновения капиллярных эффек- тов при вытеснении из приствольной зоны продуктивного пласта фильтрата промывочной жидкости, набухания глинистого материала, содержащегося в коллекторах при взаимодействии с фильтратом, блокирования трещин пласта и т.д. Поэтому при выборе промывочной жидкости для вскрытия продуктив- ных пластов учитывают следующие рекомендации. Следует применять растворы на углеводородной основе (безводные или инвертно-эмульсионные): при низкой проницаемости коллектора (менее 0,05-0,1 мкм 2 ); при насыщении коллектора высоковязкой нефтью; при трещинном и порово-трещинном типе коллектора с проницаемо- стью более 1 мкм 2 (только безводные растворы на углеводородной основе – РУО). При наличии в коллекторе набухающих глин водная фаза РУО должна быть минерализована. В остальных случаях допускается применение промывочных жидкостей на водной основе. Если в коллекторе содержатся набухающие глины, применяют ингибированные промывочные растворы, как и для бурения глинистых пород. 8 Как правило, для проводки скважины требуется несколько типов промы- вочной жидкости. Следует стремиться к тому, чтобы промывочная жидкость, применявшаяся при бурении вышележащих интервалов, использовалась при бурении нижележащих интервалов либо непосредственно, либо в качестве ос- новы для приготовления промывочной жидкости требуемого типа. В целом количество типов растворов для бурения проектной скважины не должно быть большим (не больше 2-3). Конечный результат по выбору типов промывочной жидкости по интер- валам бурения оформляется в виде таблицы. 2.2 Обоснование параметров промывочных жидкостей При проектировании параметров промывочных жидкостей всегда нужно стремиться к тому, чтобы достигались высокие скорости бурения, обеспечива- лось высококачественное вскрытие продуктивных пластов, предупреждались всевозможные осложнения. Для повышения скоростей бурения плотность, вяз- кость, содержание твердой, особенно коллоидной фазы, «песка» должны быть минимальными, а величина показателя фильтрации должна ограничивается лишь при разбуривании интервалов залегания неустойчивых пород и продук- тивных пластов (не более 5 см 3 /30 мин по ВМ-6). В связи с опасностью проявлений строго нормируется плотность раство- ра; остальные параметры проектируются исходя из имеющихся научных знаний и опыта промыслового бурения. Плотность промывочной жидкости рассчитывается для каждого интервала совместимых условий бурения по горизонту с максимальным градиентом пла- стового давления по формуле H g Р K пл п , кг/м 3 , где Р пл – пластовое давление, Па; К п – коэффициент превышения гидростатического давления промывочной 9 жидкости над пластовым (поровым) давлением; К п ≥1,1 при Н < 1200 м (ΔР < 1,5 МПа); К п > 1,05 при Н > 1200 м ( Р = 2,5 – 3,0 МПа); g – ускорение свободного падения, м/с ; Н – глубина залегания кровли горизонта с максимальным градиентом пластового давления, м. Плотность бурового раствора при вскрытии газонефтеводосодержащих отложений должна определяться для кровли горизонта с максимальным гради- ентом пластового давления в интервале совместимых условий бурения [1, пункт 209]. Проектные решения по выбору плотности бурового раствора должны предусматривать создание столбом раствора гидростатического дав- ления на забой скважины и вскрытие продуктивного горизонта, превышающе- го проектные пластовые давления на величину не менее: – 10% для скважин глубиной по вертикали до 1200 м (интервалов от 0 до 1200 м); – 5% для интервалов от 1200 м по вертикали до проектной глубины [1, пункт 210]. В необходимых случаях в рабочем проекте может устанавливаться большая плотность бурового раствора, но при этом максимально допустимая репрессия (с учетом гидродинамических нагрузок) должна исключать возмож- ность гидроразрыва пород или поглощения раствора на любой глубине интер- вала совместимых условий бурения [1, пункт 211]. В интервалах, склонных к потере устойчивости стенок ствола и текучести пород, параметры бурового раствора устанавливаются исходя из необходимо- сти обеспечения устойчивости стенок скважины. При этом противодавление на горизонты в процессе циркуляции не должно превышать давления гидроразры- ва пласта для всего интервала совместимых условий бурения[1, пункт 212]. При бурении с давлением на забое меньшим, чем пластовое давление, де- прессия на стенки скважины должна быть не более 15% эффективных скелет- ных напряжений (разница между горным и поровым давлением пород) [1, пункт 213]. 10 При проектировании других параметров промывочной жидкости можно ориентироваться на наиболее распространенные рабочие значения показателей растворов на водной основе, приведенные в таблице 1. Таблица 1– Значения параметров промывочных жидкостей Условия бурения Значения параметров * θ 1 , Па УВ, с , мПа·с τ 0 , Па С п, % к рН ρ, кг/м 3 Нормальные 1,25-2 20-28 1,5-10 2-8 3,0 0,2 6,5-9 20 Осложненные 2,5-6 40-60 25-50 10-20 - 0,3 8 - 12 60 * θ 1 – статическое напряжение сдвига через 1 мин; УВ – условная вязкость по СПВ-5; – пластическая вязкость; τ 0 – динамическое напряжение сдвига; С п – содержание песка; φ к – ко- эффициент трения пары «корка–сталь»; ρ – допускаемые отклонения фактической плотно- сти от проектной. Для растворов на углеводородной основе дополнительно проектируются электростабильность (150-200 В), термостойкость (80-200°С), водосодержание (10-70%), глиноемкость (20-30%). Конечный результат по выбору параметров промывочных жидкостей по интервалам бурения оформляется в виде таблицы. 2.3 Обоснование рецептур промывочных жидкостей В данном подразделе решается вопрос предварительного выбора рецептур промывочных жидкостей, на основе имеющихся теоретических и промысловых данных. Для регулирования свойств промывочных жидкостей следует выбрать необходимые химические реагенты или их комбинацию, указать назначение и характеристику каждого реагента, дозировку при первичной и повторной об- работках в процессе бурения интервалов под каждую колонну, а также поря- док ввода реагентов. При обосновании рецептур промывочных жидкостей необходимо учиты- 11 вать эффективность целевого назначения, недефицитность, стоимость, техно- логичность и экологическую безвредность используемых химических реаген- тов. При прочих равных условиях следует отдавать предпочтение реагентам отечественного производства. Сведения по выбранным рецептурам приводятся в технологической карте поинтервальной обработки промывочных жидкостей (таблица 2). Таблица 2 – Технологическая карта поинтервальной обработки промывоч- ных жидкостей при бурении скважин на _______месторождении (площади) Интервал бурения, м Наименование компонента раствора Цель примене- ния компонента Норма расхода, % Допускается результаты проектирования по всем трем этапам, привести в одной таблице. 12 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ОБЪЕМА ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, РАСХОДА КОМПОНЕНТОВ ПО ИНТЕРВАЛАМ БУРЕ- НИЯ При определении требуемого объема промывочной жидкости следует учитывать глубину скважины по стволу, ее конструкцию, назначение, степень осложненности разреза. При производстве буровых работ необходимо иметь запас бурового рас- твора в количестве не менее двух объемов скважины: один в емкостях буровой установки, второй разрешается иметь в виде материалов и химических реаген- тов для его оперативного приготовления [1, пункт 217]. Объем промывочной жидкости V, необходимый для бурения скважины, определяется по формуле V = V п + V б + а · V с , где V п – объем поверхностной части циркуляционной системы (можно при- нять V п = 50 м 3 ); а – коэффициент запаса промывочной жидкости (можно принимать а = 1,5 в нормальных условиях; при вскрытии зон возможных газонефтепрояв- лений или продуктивных горизонтов на вновь разбуриваемых площадях, а так- же при бурении на газовых и газоконденсатных месторождениях, месторожде- ниях с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) или содержащих се- роводород и другие, агрессивные и токсичные компоненты а = 2); V с – объем скважины в конце интервала бурения с промывкой данной про- мывочной жидкостью; V б – объем промывочной жидкости, расходуемой в процессе бурения ин- тервала при поглощениях, очистке от шлама и т.д. i i n i c l D V 4 2 1 , где D i – диаметры скважины по интервалам бурения; l i – длины интервалов скважины постоянного диаметра. 13 , 1 i i n i б l n V где n i – нормы расхода промывочной жидкости на 1 м проходки в зависимости от скорости бурения, диаметра скважины, качества раствора, условий бурения. Значение n i необходимо брать из группового проекта на строительство скважин. Допускается принимать n i согласно справочнику укрупненных смет- ных норм (СУСН) [7]. Значения V определяются для каждого типа промывочной жидкости. При этом следует учесть использование жидкостей, применявшихся при бурении верхних интервалов ствола скважины. После определения объема промывочной жидкости приступают к опре- делению необходимого количества материалов для приготовления промывоч- ных жидкостей требуемого типа. Например, количество глинопорошка определяется по формуле Q г = q г ·V, где q г – количество глинопорошка, необходимое для приготовления 1 м 3 гли- нистого раствора. ) )( ( ) ( m q г в г в р г г , где ρ г – плотность сухого глинопорошка (можно принять 2,7 г/см); ρ р – требуемая плотность раствора; ρ в – плотность воды, взятой для приготовления бурового раствора; m – влажность глинопорошка (можно принимать 0,05-0,1). Чтобы свести к минимуму содержание твердой фазы в растворе, значение р р следует принимать не более 1,05 г/см 3 в случае, если глинистый раствор приготавливается из глинопорошка высшего или первого сорта по ТУ39-043-74. Если применяются глинопорошки второго или третьего сорта, р р следует приниматьне более 1,1 г/см 3 . Когда используется порошок четверто- го сорта, р р может быть до 1,2 г/см 3 . Увеличение плотности бурового раствора 14 до требуемого значения следует осуществлять введением утяжелителей. В случае применения ингибированных промывочных жидкостей необхо- димо учесть увеличение плотности раствора при растворении ингибиторов. Количество утяжелителя определяется по формуле Q = q у ·V, где q у – количество утяжелителя, необходимое для утяжеления 1 м 3 промы- вочной жидкости. ) 1 ( ) ( up up в у у ур ир ур у у m q , где ρ у – плотность сухого утяжелителя; ρ ур – требуемая плотность утяжеленной промывочной жидкости ; ρ ир – плотность исходной промывочной жидкости; ρ в – плотность воды; m у – влажность утяжелителя (m у = 0,02 – 0,05). Количество воды для приготовления промывочной жидкости определяет- ся по формуле Q в = q в ·V, где q в – количество воды для приготовления 1 м 3 промывочной жидкости. ) )( ( ) ( m q г в г в р г р в Количество химических реагентов для обработки промывочной жидкости определяется по формуле Q в = С/100·V, где С – объемная концентрация реагента в буровом растворе, %. Чаще всего концентрация химических реагентов в рецептурах промывоч- ных жидкостей задается на твердое вещество в весовых процентах по отноше- нию к обрабатываемому объему жидкости. В этом случае количество химиче- ских реагентов по массе определяется по формуле , 100 ' V С М в р 15 где С ' – концентрация химического реагента в весовых процентах. Если предусмотрено применение имеющейся на буровой промывочной жидкости для последующего бурения скважины, то это необходимо учесть при расчете потребности в буровых растворах и материалах. В заключение данного раздела курсового проекта приводится таблица, в которой отражаются необходимые объемы промывочных жидкостей различно- го типа и материалов для их приготовления по интервалам бурения. 16 4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ 4.1 Технология приготовления промывочной жидкости Обработка и приготовление бурового раствора производится в соответст- вии с рабочим проектом, разработанной рецептурой, при этом необходимо ру- ководствоваться требованиями главы XXXIV [1], инструкциями по безопасной работе с химическими реагентами и (в необходимых случаях) пользоваться за- щитными средствами [1, пункт 216]. Процесс приготовления промывочных жидкостей включает в себя три технологические операции: – приготовление исходного промывочного раствора; – обработка его реагентами для обеспечения требуемых параметров ста- бильности и тиксотропии; – обеспечение требуемой плотности в случае разбуривания пластов с аномальными давлениями. Исходная промывочная жидкость готовится по требуемой плотности смешением, как правило, дисперсионной среды и дисперсной фазы и (или) во- дорастворимых солей. Например, при приготовлении глинистых растворов – смесь воды и глины (глинистая суспензия), при приготовлении гидрогелевого раствора – смесь воды и соли (рассол), при приготовлении известково-битум- ного раствора (ИБР) – смесь дизтоплива и битума, при приготовлении инверт- ных эмульсионных растворов (ИЭР) – смесь дизтоплива с эмульгатором и во- ды. Технология обработки приготавливаемой промывочной жидкости реаген- тами должна предусматривать очередность и способ ввода реагентов, их дози- рование и время перемешивания предусмотренными техническими средствами, контроль параметров. При необходимости регулирования плотности промывоч- ной жидкости обосновывается выбор способа и средств увеличения или умень- шения плотности и дается описание технологии производства работ. 17 В данном подразделе необходимо привести краткое описание поэтапного приготовления каждого из применяемых при бурении данной скважины типов промывочной жидкости. 4.2 Выбор оборудования для приготовления промывочной жидкости В современных условиях бурения для приготовления промывочной жид- кости используется следующее оборудование: блок приготовления раствора БПР-70 или БПР-40 с выносными гидроэжекторными смесителями и загрузоч- ными воронками, емкости циркуляционной системы с гидравлическими и ме- ханическими перемешивателями, диспергатор, насосы. При выборе оборудования для приготовления необходимо учитывать комплектование и состав циркуляционных систем буровых установок различ- ных типов. Виды оборудования для приготовления промывочной жидкости и их технические характеристики приведены в [3, 4, 5]. В данном подразделе необходимо привести схему расположения обору- дования циркуляционной системы, а также тип и краткую характеристику ос- новного оборудования. 18 5. УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН В процессе бурения скважин параметры промывочных жидкостей выхо- дят за пределы регламентированных значений в связи с поступлением в нее шлама, пластовых флюидов, уменьшением потребных концентраций химиче- ских реагентов из-за адсорбционных потерь, различных видов деструкции, об- разования нерастворимых осадков и др. В конечном счете, это может привести к дестабилизации промывочной жидкости – ухудшению показателей фильтра- ционных, реологических и структурно-механических свойств, а также ее спе- цифических свойств (противоизносных, противозадирных, антикоррозионных и др.). В данном разделе курсового проектирования необходимо разработать мероприятия по предупреждению выхода параметров промывочной жидкости в процессе проводки скважины за пределы рабочих (проектных) значений. Руководствуясь известными принципами управления свойствами промы- вочных растворов (регулирование содержания твердой фазы, изменение соста- ва и плотности дисперсной фазы, реологических показателей дисперсионной среды, использование многофункциональности компонентов др.), выбираются те или иные технологические и технические средства управления их свойства- ми. При этом решаются следующие вопросы: – устанавливается периодичность контроля и выбираются средства кон- троля параметров промывочных жидкостей; – обосновываются технология и средства очистки промывочной жидко- сти от шлама и газа; – производится выбор технологии и средств повторных химических обра- боток. 19 5.1 Контроль параметров промывочных жидкостей В процессе бурения и промывки скважины свойства промывочной жидко- сти контролируются с периодичностью, установленной буровым предприятием для данного месторождения (площади). Показатели свойств промывочной жид- кости не реже одного раза в неделю должны контролироваться лабораторией бурового предприятия с выдачей начальнику буровой (буровому мастеру) ре- зультатов и рекомендаций по приведению этих параметров к показаниям, ука- занным в проекте. До и после вскрытия пластов с АВПД при возобновлении промывки скважины после СПО, геофизических исследований, ремонтных работ и про- стоев начинать контроль плотности, вязкости, газосодержания промывочной жидкости следует сразу после восстановления циркуляции. Не разрешается отклонение плотности бурового раствора (освобожденно- го от газа), закачиваемого в скважину в процессе циркуляции, более чем на +/– 0,03 г/см 3 от установленной рабочим проектом величины (кроме случаев ликвидации газонефтеводопроявлений и осложнений) [1, пункт 215]. При вскрытии газоносных горизонтов и дальнейшем углублении скважи- ны (до спуска очередной обсадной колонны) должен проводиться контроль промывочной жидкости на газонасыщенность. При применении эмульсионных, ингибированных и недиспергирующих полимерных промывочных жидкостей, растворов на нефтяной основе и других жидкостей контроль показателей свойств, характерных для каждого специаль- ного раствора, и их регулирование проводятся согласно инструкциям по приме- нению. В данном подразделе необходимо указать приборы (оборудование), при- меняемые для контроля параметров промывочных жидкостей, а также перио- дичность их контроля при бурении данной скважины. 20 5.2 Технология и средства очистки промывочных жидкостей Очистка бурового раствора от выбуренной породы и газа, дезактивация шлама при его утилизации должны осуществляться комплексом средств, пре- дусмотренных рабочим проектом на бурение скважины [1, пункт.221]. Очистка промывочной жидкости от выбуренной породы и газа должна осуществляться комплексом средств, предусмотренных проектом на строи- тельство скважины, в последовательности: скважина – блок грубой очистки (вибросито) – дегазатор – блок тонкой очистки (песко- и илоотделители) – блок регулирования твердой фазы (гидроциклонные глиноотделители, центри- фуга) [5]. При выборе оборудования для очистки учитываются конкретные условия бурения и следующие требования [4]: – каждый аппарат (или ступень) должен обладать пропускной способностью, превышающей максимальный расход промывочной жидкости; – в циркуляционной системе аппараты для очистки должны работать строго указанной выше последовательности. Если в ступени тонкой очистки перестает работать пескоотделитель, то илоотделитель начинает работать в ре- жиме пескоотделителя и тонкодисперсные частицы (ил) остаются в растворе; – каждое устройство должно выполнять вполне определенную функцию и использоваться только по необходимости. Нагрузку по очистке на каждый аппарат следует планировать исходя из предельных размеров удаляемых час- тиц шлама: для вибросита > 75 мкм, для пескоотделителя > 40 мкм, для илоот- делителя > 25 мкм, для центрифуги > 5 мкм; – для очистки неутяжеленной промывочной жидкости необходимо при- менять трехступенчатую систему: вибросита (ВС-1 или ВС-2) – пескоотдели- тель (ПГ-50) – илоотделитель (ИГ-45); – для утяжеленной промывочной жидкости необходима двухступенчатая система: сита (1-я ступень), гидроциклонный сепаратор (2-я ступень). Если раствор обогащен глиной, в качестве неполной третьей ступени очистки используются глино- 21 отделители. При выборе и применении оборудования для очистки необходимо также учи- тывать комплектность циркуляционных систем буровых установок. В данном подразделе в схеме циркуляционной системы указывается тип и количество очистных устройств, а также излагаются технологические особен- ности производства работ по очистке промывочной жидкости на выбранном оборудовании. 5.3 Управление функциональными свойствами промывочной жидкости В данном подразделе излагаются мероприятия по предупреждению дес- табилизации промывочной жидкости, а также возможных осложнений процесса бурения, ухудшения качества вскрытия продуктивных пластов управлением со- ответствующих свойств промывочных жидкостей. Разработанные мероприятия должны предусматривать возможность оперативного или опережающего воз- действия на функциональные свойства промывочных жидкостей используемых средств управления. В каждой курсовой работе должны быть разработаны мероприятия по следующим вопросам управления свойствами промывочных жидкостей: – ускорение процесса разрушения горных пород, рост показателей отра- ботки долот (рекомендации по средствам ограничения содержания твердой фа- зы, улучшения триботехнических свойств и др.); – предупреждение потери устойчивости стенки ствола скважины (рекомендации но средствам управления плотностью, показателем фильтрации, составом фильтрата и др.); – улучшение качества вскрытия продуктивных пластов (рекомендации по средствам ограничения репрессии, показателя фильтрации, составу фильтрата и др.) Если в разрезе скважины ожидаются осложнения в виде поглощений, 22 прихватов или возможна температурная дестабилизация промывочной жидко- сти, в курсовом проекте также разрабатываются соответствующие мероприя- тия. Рекомендуется все разработанные мероприятия представить в виде таблицы 4 и таблицы 5. Таблица 4 – Мероприятия по управлению свойствами промывочных жидкостей Интервал, м Отрицательные факторы Цель управ- ления Мероприятия по управлению свойствами промывочных жидкостей Таблица 5 – Способы контроля и устранения возможных осложнений Осложнение / проблема Способы контроля и устранения 23 6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО САНИТАРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗО- ПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В данном разделе курсового проекта должны быть обоснованы меропри- ятия, проводимые на производстве (месторождении) по двум основным направ- лениям: охрана окружающей среды и недр; охрана труда. 6.1 Охрана окружающей среды и недр Основными источниками загрязнения окружающей среды и недр явля- ются прежде всего отходы бурения – буровой шлам, буровые сточные воды, отработанные промывочные и технологические жидкости, материалы и реаген- ты для их приготовления, горюче-смазочные материалы, выхлопные газы ДВС, продукты сгорания топлива в котельных установках, использованные тара и упаковка, металлолом. Одним из важных природоохранных мероприятий при строительстве нефтяных и газовых скважин является повсеместное применение экологически безвредных промывочных жидкостей, не оказывающих загрязняющего и ток- сичного действия на объекты окружающей среды и человека как непосредст- венно, так и в результате взаимодействия, реакций каких-либо компонентов растворов и среды. По степени опасности ядовитые вещества по ГОСТ 12.1.905-88 делятся на четыре класса: 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3 – умеренно опасные; 4 – малоопасные. Наряду с классом опасности вещества характеризуются нормами пре- дельно допустимых концентраций (ПДК) в окружающей среде. Мероприятия по охране окружающей среды и недр при строительстве 24 скважин в конкретном регионе входят в состав технологических регламентов, разрабатываемых, как правило, проектными институтами и согласованных с со- ответствующими организациями горного и экологического надзора. Подобные мероприятия применительно к северным районам Западной Сибири освещены в работе]. Наиболее распространенные рекомендации, используемые при разработке мероприятий по охране окружающей среды и недр, следующие: – применение малотоксичных рецептуры промывочных жидкостей и тех- нологию управления их свойствами, обеспечивающие сокращение объемов жидких и твердых отходов бурения; – использование малоотходной технологии промывки, повторное приме- нение промывочных жидкостей при бурении последующих скважин; – использование для приготовления, регулирования параметров и очистки промывочных жидкостей технические средства и технологии, исключающие загрязнение территории скважин применяемыми жидкостями глинопорошком, химреагентами, шламом; – использование для химической обработки реагентов, выпускаемых по ГОСТу или ТУ и поставляемых на буровую в заводской упаковке, полиэтиле- новых мешках, резино-кордовых или металлических контейнерах; – запрещение применения химреагентов и материалов, санитарно- токсикологические свойства которых неизвестны; – обеспечение для предупреждения загрязнения продуктивных пластов низкого показателя фильтрации в сочетании с минимально допустимой репрес- сией на пласты; – применение для уменьшения расхода химреагентов промывочных жид- костей с минимальным содержанием твердой фазы и использование много- функциональных реагенты. Технология сбора, утилизации и захоронения отходов бурения должна со- ответствовать «Регламенту на утилизацию и захоронение отходов бурения при строительстве скважин», разработанному применительно к конкретному регио- 25 ну работ. Шлам и песок с очистных устройств, а также избыточный объем про- мывочных жидкостей необходимо отводить в накопитель со специальным гид- роизолирующим покрытием, препятствующим фильтрации жидкой фазы в тело насыпи и почвенный грунт. Для предупреждения загрязнения недр промывочными жидкостями и их фильтратами, а также исключения гидроразрыва пород, наряду с исключением нерегламентируемых отклонений фактических параметров растворов, необхо- димо ограничить скорость спуска инструмента, исключить значительные коле- бания гидродинамических давлений. 6.2 Охрана труда Мероприятия по охране груда при строгом их выполнении призваны обеспечить безопасность работ при приготовлении и управлении свойствами промывочных жидкостей. Некоторые мероприятия по охране труда приведены ниже. Для приготовления промывочных жидкостей их обработки химическими реагентами должны допускаться лица, прошедшие инструктаж и обучение по безопасному ведению работ. При длительном контакте с промывочными жидкостями, шламом необхо- димо проводить профилактические осмотры с оценкой функционального со- стояния внутренних органов. Рабочее место по приготовлению и химической обработке промывочных жидкостей должно быть оснащено: а) средствами индивидуальной защиты (спецодежда в случае необходи- мости, очки, перчатки, респираторы); б) аптечкой с медикаментами и перевязочным материалом и растворами: 1% раствором борной кислоты; 2% раствором питьевой соды; 0,5% раствором марганцовокислого калия; в) средствами пожаротушения. 26 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. При попадании на кожу каустической соды или другой щелочи этот уча- сток тщательно промывается струей воды, обрабатывается 1% раствором бор- ной кислоты и смазывается борным вазелином. При попадании на кожные покровы кислоты участок кожи промывается водой, обрабатывается 2% раствором питьевой соды и смазывается борным ва- зелином. При попадании щелочи или кислоты в глаза пострадавшему вна- чале необходимо промыть глаза большим количеством проточной воды, затем 2% раствором питьевой соды (при попадании кислоты) или 1% раствором бор- ной кислоты (при попадании щелочи). После оказания первой по- мощи пострадавшему необходимо обратиться к врачу. При применении буровых растворов на углеводородной основе (извест- ково-битумных, инвертно-эмульсионных и другие) буровым подрядчиком должны быть разработаны мероприятия по охране труда по предупреждению загрязнения рабочих мест и загазованности воздушной среды. Места, опреде- ленные рабочим проектом, где при производстве работ возможно выделение в рабочую зону опасных и вредных газов, должны оборудоваться автоматиче- скими газоанализаторами, при появлении загазованности необходимо выяснить причины и принять меры по ее устранению. При концентрации паров углеводо- родов свыше 300 мг/м3 работы должны быть приостановлены, люди выведены из опасной зоны [1, пункт 219]. Температура вспышки раствора на углеводородной основе должна на 50 °C превышать максимально ожидаемую температуру раствора на устье скважины [1, пункт 220]. При ингаляционных повреждениях (вдыхания паров аммиака или др.) по- страдавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух, освободить от стя- гивающей одежды, создать спокойную обстановку, напоить теплым чаем. В 27 случае необходимости — вызвать врача. 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. Мероприятия по охране труда и оказание первой медицинской помощи при работе с новыми химическими реагентами, в том числе импортного произ- водства, проводятся в соответствии с сертификатом качества илитоксикологи- ческим паспортом. 28 ЛИТЕРАТУРА 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Пра- вила безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Серия 08. Выпуск 19. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно - технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. - 288 с. 2. Овчинников В.П. и др. Буровые промывочные жидкости: учебное по- собие для вузов. - Тюмень: Изд-во «Нефтегазовый университет», 2011. - 354 с. 3. Рязанов А.Я. Энциклопедия по буровым растворам. – Оренбург: изда- тельство «Летопись», 2005. - 664г. 4. Булатов А.И. и др. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1999. - 424 с. 5. Булатов А.И., Долгов С.В. Спутник буровика: Справ. пособие: В 2 кн. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. – Кн.1. – 379 с.: ил. 6. Ангелопуло О.К., Балаба В.И., Колтыгина Т.И. Экологические пробле- мы строительства скважин. - М: ГАНГ, 1996. - 41с. 7. Справочник укрупненных сметных норм (СУСН) на строительство нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1984. - 501 с. |