Морские платформы Буровые платформы являются опорами для буровых установок, оборудования и приспособлений для операций бурения в открытом море или внутренних водах. Существуют разные виды платформ: от плавающих или погружных барж и кораблей-оснований до жестко закрепленных платформ на стальных опорах, применяющихся на мелководье, и больших, плавучих железобетонных массивных оснований, использующихся на больших глубинах. После окончания бурения морские платформы используются как основание для добывающего оборудования. Самые крупные добывающие платформы оборудованы помещениями для более чем 250 членов бригады и другого вспомогательного персонала, вертолетными площадками, перерабатывающими установками и емкостями для хранения сырой нефти и газового конденсата (см. рисунок 75.6). -------------------------------------------------------------------------------- Рис. 75.6 Буровые суда; буровое судно Ben Ocean Laneer
-------------------------------------------------------------------------------- Обычно, при бурении с глубоководных плавучих платформ устьевая арматура погружается на дно океана и герметично присоединяется к креплению (обсадной колонне) скважины. Использование оптико-волоконной технологии позволяет большим центральным платформам обеспечивать дистанционный контроль и управлять меньшими платформами-«спутниками» и подводными опорными плитами. Промышленное оборудование на больших платформах перерабатывает сырую нефть, газ и конденсат со «спутниковых платформ» перед транспортировкой их на берег. Тип платформы, применяющейся для подводного бурения, часто определяется типом скважины, которую необходимо пробурить (разведочная или добывающая) и глубиной воды (см. таблицу 75.4). -------------------------------------------------------------------------------- Таблица 75.4 Типы платформ для подводного бурения
Тип платформы |
Глубина (м) |
Описание |
Погружные баржи и платформы |
15-30 |
Баржи или платформы, прибуксированные к участку затопленные на дно, где они и остаются. Нижняя плавучая стойка удерживает буровую установку на плаву при передвижении. |
Поднятые платформы (на опорах) |
30-100 |
Мобильные, самоподнимающиеся плавучие платформы, опоры которых поднимаются для буксировки. На участке опоры опускаются на дно и затем раздвигаются для подъема платформы выше уровня воды. |
Плавучие платформы |
100-3,000+ |
Большие, автономные, многоуровневые, железобетонные массивные сооружения, прибуксированные к участку, затопленные при помощи водяного балласта до заранее определенной глубины, так чтобы стойки и стабилизирующие устройства гасили движение волн, и закрепленные на месте якорем. В стойках часто хранится сырая нефть, до момента ее разгрузки. |
|
|
Меньшего размера плавучие платформы, аналогично подвешенные, которые несут на себе только буровую установку и обслуживаются плавучим тендером (обслуживающим судном). |
Буровые баржи |
30-300 |
Самоходные, плавучие или полупогружные баржи. |
Буровое судно |
120-3,500+ |
Очень сложные, специально сконструированные плавучие или полупогружные корабли. |
Стационарные платформы |
0-250 |
Платформы, построенные на стальных основаниях (кожухах), которые затоплены и зафиксированы на месте, и искусственные острова, используемые в качестве платформ. |
Подводные опорные плиты |
н/д |
Подводные добывающие сооружения. |
-------------------------------------------------------------------------------- Типы скважин Разведочные скважины. После анализа геологических данных и результатов геофизических обследований производится бурение разведочных скважин на суше или в море. Разведочные скважины, которые бурятся в районах, где ранее не обнаруживались ни нефть, ни газ, называются «опорно-геологическими» (заложенными без предварительного геофизического обоснования). Скважины, которые открывают месторождения нефти или газа, называются «открывшими новое месторождение». Другие разведочные скважины, известные как «скважины, пробуренные за пределами разведочной площадки» или «оценочные скважины», бурятся для определения границ промысла после открытия месторождения или для поиска новых нефте- и газоносных формаций рядом, или под формациями, которые уже известны как содержащие такой продукт. Скважины, которые не обнаруживают никакой нефти или газа или обнаруживают слишком мало для экономически целесообразной добычи, называются «непродуктивными скважинами».
Эксплуатационные (разработочные) скважины. После открытия месторождения район нахождения продуктивного пласта приблизительно определяется при помощи серии пробуренных за пределами разведочной площадки или оценочных скважин. Затем бурятся эксплуатационные скважины для добычи нефти и газа. Количество эксплуатационных скважин, которые необходимо пробурить, определяется ожидаемыми параметрами нового промысла, с точки зрения его размеров и производительности. Из-за неопределенности формы или границ продуктивного пласта некоторые эксплуатационные скважины могут оказаться непродуктивными. Иногда бурение и добыча осуществляются одновременно. Скважины геодавления/геотермальные скважины. Скважины геодавления/геотермальные скважины, это - скважины, выбрасывающие при чрезвычайно высоком давлении (7,000 мПа) и высокой температуре воду, которая может содержать углеводороды. Вода превращается в быстро растущее облако горячего пара и испаряется в атмосферу по мере выделения из мест утечки или трещин. Малодебитные скважины. Малодебитными скважинами называются скважины, производящие из продуктивного пласта менее десяти баррелей нефти в день. Скважины, законченные в нескольких продуктивных пластах. Когда при бурении единичной скважины обнаруживается несколько продуктивных пластов, то для каждого индивидуального пласта в эту единичную скважину может быть подведена отдельная колонна трубы. Нефть и газ из каждого пласта направляются в соответствующую систему труб и изолируются друг от друга при помощи пакеров, которые герметически закрывают кольцеобразные пространства между колоннами труб и креплением скважины. Такие скважины известны как скважины, законченные в нескольких продуктивных пластах. Нагнетательные скважины. Нагнетательные скважины закачивают воздух, воду, газ или химикаты в продуктивный пласт промысла либо для поддержания давления, либо для передвижения нефти к добывающим скважинам при помощи гидравлической силы или повышенного давления. Обслуживающие скважины. Обслуживающие скважины включают в себя скважины, использующиеся для ловильных работ и операций по протягиванию тросов, а также для установки, или удаления и повторной обработки пакера/заглушки. Обслуживающие скважины также бурятся для подземного удаления соленой воды, которая отделяется от сырой нефти и газа. Методы бурения Буровые установки. Стандартные (базовые) буровые установки состоят из буровой вышки (башни), бурильной трубы (колонны), большой лебедки для опускания и поднимания бурильной трубы, бурильного стола, который вращает бурильную трубу и бур, мешалки для приготовления бурового раствора, насоса, двигателя для приведения в движение бурильного стола, и ворота (см. рисунок 75.7). Небольшие буровые установки, использующиеся для бурения разведочных или сейсмических скважин, могут монтироваться на тягачах для передвижения от участка к участку. Более крупные буровые установки либо возводятся непосредственно на участке, либо имеют передвижные навесные (складывающиеся) буровые вышки, облегчающие перемещение и возведение таких установок. -------------------------------------------------------------------------------- Рис. 75.7 Буровая установка на острове Ellef Ringnes в Канадской Арктике
-------------------------------------------------------------------------------- Ударное или канатное бурение. Старейшей техникой бурения является ударное или канатное бурение. Этот медленный, рассчитанный на ограниченную глубину метод, который редко используется в настоящее время, состоит в измельчении породы за счет подъема и бросания тяжелого плоского ударного бурового долота и ударной штанги на конце каната. Через определенные промежутки времени бур вынимается из скважины, и буровой шлам (выбуренная порода), превращенный в водную суспензию, удаляется на поверхность посредством промывания или выкачивания. По мере углубления ствола скважины, он облицовывается стальной обсадной колонной для предупреждения обрушения в скважину и защиты грунтовых вод от загрязнения. Для бурения даже мелкой скважины необходимо выполнить довольно большой объем работ, а при обнаружении месторождения нефти или газа не существует способа борьбы с мгновенным фонтанированием продукта на поверхность.
Роторное бурение является наиболее распространенным методом, который используется для бурения как разведочных, так и добывающих скважин на глубине более 5 миль (7000 м). Легкие (по весу) буры, смонтированные на тягачах, используются для бурения неглубоких сейсмических скважин на суше. Средние и тяжелые передвижные и плавучие роторные буры используются для бурения разведочных и добывающих скважин. Оборудование для роторного бурения монтируется на бурильной платформе (основании) с буровой вышкой высотой 30-40 м и включает в себя бурильный стол, двигатель, мешалку для приготовления бурового раствора, насос для нагнетания, подъемник намоточного барабана для проволочных тросов или лебедку, и большое количество секций труб, длиной примерно 27 м каждая. Роторный стол вращает ведущую бурильную трубу квадратного сечения, соединенную с бурильной колонной. Ведущая бурильная труба квадратного сечения имеет наверху вертлюг для бурового раствора, который соединен с противовыбросовыми превенторами. Буровая колонна вращается со скоростью 40-250 оборотов в минуту, поворачивая либо бур, который имеет буровые коронки с закрепленными долотообразными режущими краями, либо бур, буровая головка которого имеет шарошки с закаленными зубьями. Роторно-ударное бурение. Роторно-ударное бурение является комбинированным методом, в котором роторный бур использует циркулирующую гидравлическую жидкость для управления молотоподобным механизмом, производя, таким образом, серию быстрых ударных толчков, которые позволяют буру одновременно бурить и пробиваться сквозь землю. Электробурение и турбобурение. Большинство роторных столов, лебедок и насосов тяжелых буров обычно приводятся в движение электромоторами или турбинами, которые позволяют увеличить степень гибкости при выполнении операций и дистанционно управляемом бурении. Электробур и турбобур являются новейшими методами, обеспечивающими большую мощность непосредственно буровой головке за счет установки бурильного двигателя прямо над головкой на дне ствола скважины. Направленное бурение. Направленное бурение, это - техника роторного бурения, которое направляет бурильную колонну по изогнутой траектории по мере углубления ствола скважины. Направленное бурение используется для достижения залежей нефти и газа, которые недоступны при вертикальном бурении. Оно также сокращает затраты, поскольку с одной платформы может быть пробурено несколько скважин в разных направлениях. Бурение в расширенной зоне досягаемости позволяет пробиваться в подводные продуктивные пласты с берега. Многие из этих методов стали возможными за счет использования компьютеров для управления автоматическими бурильными машинам и гибким рукавом (трубопроводом в бухтах), которые опускаются и поднимаются без присоединения и отсоединения секций. Другие методы бурения. Абразивное бурение основано на применении под давлением абразивных материалов (вместо использования бурильной колонны и буровой головки) для прохождения сквозь нижние слои. Другие методы бурения включают в себя взрывное бурение и термобурение. Ликвидация скважины. Когда нефтяные и газовые продуктивные пласты более не являются продуктивными, скважины обычно закрываются бетонной заглушкой для предотвращения фонтанирования или протечки продуктов на поверхность и защиты грунтовых слоев и вод. Оборудование демонтируется, а участки ликвидированных скважин очищаются и возвращаются в нормальное состояние. Буровые работы Технология бурения Буровая платформа создает для рабочих основание, к которому они присоединяют, или от которого они отсоединяют бурильную колонну (бурильную трубу), использующуюся для увеличения глубины бурения. По мере углубления ствола скважины добавляются дополнительные отрезки трубы, и бурильная колонна оказывается подвешенной к буровой вышке. Когда требуется замена буровой головки, то вся труба бурильной колонны вытягивается из ствола, каждая секция отсоединяется и ставится вертикально внутрь буровой вышки. После установки новой буровой головки процесс повторяется в обратном направлении, и бурильная труба возвращается в ствол для продолжения бурения.
Необходима осторожность, для того чтобы труба бурильной колонны не распалась на части и не упала в ствол скважины, поскольку ее вылавливание оттуда может быть трудным и дорогостоящим и может привести к потере скважины. Другой потенциальной проблемой является застревание бурового инструмента в стволе скважины при остановке бурения. По этой причине, если бурение началось, то оно обычно продолжается до тех пор, пока скважина не будет закончена. Бурильный раствор Бурильный раствор представляет собой жидкость, составленную из воды или нефти, и глины с химическими добавками (например, формальдегидом, известью, гидразидом натрия, баритом (тяжелым шпатом)). Для контроля кислотности (pH уровня) бурового раствора и для нейтрализации потенциально опасных добавок и растворов для заканчивания скважин в такую жидкость часто добавляется каустическая сода. Буровой раствор закачивается в скважину под давлением из смесительного резервуара на буровой платформе, вниз, внутри бурильной трубы, к бурильной головке. Затем он поднимается между внешней стороной бурильной трубы и стенками ствола скважины, возвращаясь на поверхность, где он фильтруется и используется повторно. Бурильный раствор используется для охлаждения и смазки бурильной головки, смазки бурильной трубы и вымывания бурового шлама из бурового отверстия. Бурильный раствор также используется для борьбы с фонтанированием скважины посредством изоляции («облицовки») стенок ствола и противодействия давлению любого газа, нефти и воды, которые встречаются на пути буровой головки. Струи раствора могут направляться под давлением на самое дно ствола скважины для дополнительного содействия бурению. Установка обсадной колонны и цементирование Обсадная колонна, это - специальная тяжелая стальная труба, облицовывающая ствол скважины. Она используется для предупреждения обрушения стенок бурового отверстия и защиты слоев свежей воды за счет предотвращения утечек из возвратного потока бурового раствора во время буровых работ. Обсадная колонна также закрывает доступ водопроницаемым пескам и зонам газа под большим давлением. Первоначально обсадная колонна используется около поверхности и цементируется в скважине для направления бурильной трубы. Жидкое цементное тесто закачивается вниз в бурильную трубу и принудительно высасывается обратно через зазор между обсадной колонной и стенками ствола скважины. Как только цемент схватывается, и обсадная колонна установлена, бурение продолжается с использованием буровой головки меньшего диаметра. После того как кондуктор установлен в скважину, к нему сверху присоединяются, что называется «пакетом», противовыбросовые превенторы (большие клапаны, мешки или плашки). После открытия месторождения нефти или газа обсадная колонна устанавливается на дно скважины для удержания грязи, камней, соленой воды и других загрязнителей за пределами ствола скважины. Обсадная колонна также используется как канал для ниток трубопроводов, использующихся при добыче сырой нефти и газа. Заканчивание скважины, добыча с искусственным поддержанием энергии пласта и капитальный ремонт скважины Заканчивание Термин «заканчивание» описывает процесс приведения скважины в состояние добычи, после того как она была пробурена на глубину, где ожидается обнаружение нефти или газа. Заканчивание состоит из ряда операций, включающих внедрение обсадной колонны и вычищение воды и осадка из трубопровода, для того чтобы ничто не препятствовало потоку нефти или газа. Во время буровых работ применяются специальные керновые буровые головки для бурения и извлечения кернов до 50 м длиной, по результатам анализа которых определяют, когда необходимо внедрить обсадную колонну. Сначала удаляются бурильная труба и бурильная головка, и последняя обсадная колонна цементируется в скважине. Затем в скважину опускается скважинный перфоратор, который представляет собой металлическую трубу с гнездами, несущими в себе либо снаряды, либо кумулятивные взрывные заряды. Заряды, под действием электроимпульса, пропущенного по обсадной колонне, взрываются в продуктивном слое, создавая отверстия, позволяющие нефти или газу протекать в скважину и на поверхность. Поток сырой нефти или природного газа контролируется серией клапанов, называемых «рождественскими елками» (фонтанной арматурой), которые размещаются наверху устья скважины. Также устанавливаются мониторы и контрольные приборы для автоматического или ручного управления клапанами безопасности на поверхности или под ней в случае изменения давления, пожара или других опасных ситуаций. Как только нефть и газ добыты, они разделяются, и из сырой нефти удаляются вода и осадок.
Добыча нефти и газа и консервация пластов Добыча нефти заключается, в основном, в ее вытеснении водой или газом. Во время первоначального бурения почти вся сырая нефть находится под давлением. Это естественное давление падает по мере того, как нефть и газ удаляются из продуктивного пласта в течение трех фаз его добычи: · Во время первой фазы, добычи промыванием, поток управляется естественным давлением в пласте, возникающим в результате удерживания растворенного в нефти газа под давлением над нефтью, и гидравлическим давлением воды, скапливающейся под нефтью.
· Механизированная (насосно-компрессорная) добыча, которая состоит в закачивании газа под давлением в продуктивный пласт, когда естественное давление исчерпалось. · Третья фаза, малодебитная или предельная добыча, наступает, когда скважина дает нефть только периодически. Первоначально, было слабое понимание того, какие силы влияют на добычу нефти и газа. Изучение поведения продуктивных пластов нефти и газа началось в начале 20 века, когда обнаружилось, что закачивание воды в продуктивный пласт увеличивает добычу. В это время промышленность извлекала из скважин всего 10-20% содержимого продуктивного пласта, что можно сравнить с современными уровнями извлечения свыше 60% запасов пласта, до того как скважина становится непродуктивной. Концепция регулирования производительности пласта заключается в том, что чем выше скорость добычи, тем быстрее разрежается давление в продуктивном слое, сокращая, таким образом, общее количество нефти, которое может быть, в конечном счете, извлечено из скважины. Для консервации продуктивных нефтеносных пластов используются две меры: · Объединение состоит в разработке месторождения как единого целого, что дает возможность применения методов вторичного извлечения и поддержания давления, даже при возможном участии в этом разных нефтедобывающих фирм. · Размещение скважин представляет собой ограничение и целесообразное расположение скважин для того, чтобы достичь максимальной добычи без рассеивания месторождения из-за избыточного бурения. Методы извлечения дополнительного продукта Производительность нефтяных и газовых продуктивных пластов улучшается при помощи разнообразных методов извлечения. Одним из методов является химическое или физическое открытие проходов в слое, позволяющих нефти или газу более свободно перемещаться через пласт к скважине. Вода и газ нагнетаются в продуктивный пласт для поддержания рабочего давления через естественное вытеснение нефти. Методы вторичного извлечения, включая вытеснение давлением, механический (насосно-компрессорный) подъем и заводнение пласта, улучшают и восстанавливают давление в продуктивном пласте. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта означает применение различных методов вторичного извлечения в многочисленных и разнообразных сочетаниях. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта также включает в себя более прогрессивные методы получения дополнительного продукта из истощившихся продуктивных пластов, например, термическое извлечение, использующее теплоту вместо воды или газа для принудительного вытеснения большего количества сырой нефти из продуктивного пласта. Кислотная обработка Кислотная обработка является методом увеличения выхода скважины за счет закачивания кислоты непосредственно в продуктивный пласт для открытия протоков в результате реакции между химикатами и минералами. Первоначально, для растворения известняков использовалась соляная кислота. Она до сих пор наиболее широко применяется для этих целей. Однако теперь для управления реакцией, а также для предупреждения коррозии и образования эмульсий к соляной кислоте добавляются различные химикаты.
Вместе с соляной кислотой, в зависимости от типа породы или минералов в продуктивном пласте, также используются плавиковая, муравьиная и уксусная кислота. Плавиковая кислота всегда сочетается с одной из трех кислот и первоначально применялась для растворения песчаника. Ее часто называют «грязевой кислотой», поскольку теперь она используется для очистки перфорационных отверстий, которые были засорены бурильным раствором, и для восстановления утраченной проницаемости вблизи ствола скважины. Муравьиная и уксусная кислоты используются в глубоких, сверх-горячих известняковых и доломитовых продуктивных слоях, а также как кислоты для разрыва пласта перед началом перфорации. Уксусная кислота также добавляется в скважины как нейтрализующий буферный агент для контроля pH уровня скважинных жидкостей и для воздействия на пласт. Почти все кислоты имеют добавки, такие как ингибиторы для предотвращения реакции с металлической обсадной колонной и сурфактанты и для предупреждения образования шлама и эмульсий. Разрыв пласта Термин «разрыв пласта» описывает метод, применяющийся для увеличения протекания нефти или газа через продуктивный пласт в скважины принудительно или под давлением. Добыча может снижаться из-за того, что формация продуктивного пласта недостаточно проницаема, для того чтобы нефть могла свободно протекать к скважине. Разрывающие пласт силы открывают подземные протоки при помощи закачивания жидкости, обработанной специальными расклинивающими наполнителями (включая песок, металл, химические гранулы и раковины) в продуктивный пласт под высоким давлением для образования разломов. Для стимулирования расширения в жидкость может добавляться азот. Когда давление сбрасывается, то жидкость вытекает обратно, а расклинивающие наполнители остаются в пласте, удерживая разломы открытыми, чтобы нефть могла протекать в скважину более свободно. Массовый разрыв включает в себя закачивания больших количеств жидкости в скважины для создания под действием гидравлической силы разломов длиной в тысячи футов. Массовый разрыв обычно применяется для открытия газовых скважин там, где формации продуктивных пластов настолько плотны, что даже газ не может пройти сквозь них. Поддержание пластового давления Существует два основных способа поддержания пластового давления: нагнетание воды или газа (воздуха, азота, углекислого газа и природного газа) в пласты, где естественное давление снизилось или недостаточно для добычи. Оба метода требуют бурения вспомогательных нагнетательных скважин в определенных местах для достижения наилучших результатов. Нагнетание воды или газа для поддержания рабочего давления скважины называется естественным вытеснением. Использование газа под давлением для повышения давления в продуктивном пласте называется механизированной (насосно-компрессорной) (газовой) добычей. Заводнение пласта Наиболее распространенным методом вторичного извлечения при искусственном поддержании энергии пласта является закачивание воды в нефтяной продуктивный пласт для проталкивания продукта к добывающей скважине. При пяти-точеченом заводнении четыре нагнетательных скважины бурятся так, чтобы образовать квадрат с добывающей скважиной в центре. Нагнетание регулируется для поддержания одинаковой скорости продвижения водяного фронта вперед сквозь продуктивный пласт к добывающей скважине. Часть используемой воды, это - соленая вода, полученная из сырой нефти. При нагнетании в пласт воды с малым натяжением в воду добавляется сурфактант, содействующий протеканию нефти сквозь продуктивный пласт за счет уменьшения ее прилипания к породе. Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей и смешивающихся с нефтью полимеров является методом искусственного поддержания энергии пласта, применяющимся для улучшения нагнетания воды посредством сокращения поверхностного натяжения сырой нефти. Смешивающаяся с нефтью жидкость (та, которая может раствориться в сырой нефти) нагнетается в продуктивный пласт. За этим следует нагнетание другой жидкости, которая толкает сырую нефть и смесь смешивающейся с нефтью жидкости к добывающей скважине. Нагнетание смешивающихся с нефтью полимеров включает в себя применение детергентов (моющих средств) для отмывания нефти от толщи пород (пластов). После детергента нагнетается гель или загущенная вода, которая перемещает сырую нефть к добывающей скважине.
Внутрипластовое горение Внутрипластовое горение, или сгорание на месте добычи нефти, является дорогостоящим методом термического извлечения нефти, при котором большие количества воздуха или кислородосодержащего газа нагнетаются в продуктивный пласт, а часть сырой нефти поджигается. Тепло от огня уменьшает вязкость тяжелой сырой нефти, облегчая ее протекание по пласту. Горячие газы, возникающие в результате горения, увеличивают давление в продуктивном пласте и создают узкий горящий фронт, который проталкивает более маловязкую сырую нефть к добывающей скважине. Более тяжелые сырые нефти остаются в пласте, обеспечивая дополнительное топливо по мере медленного продвижения фронта пламени вперед. За процессом горения ведется внимательное наблюдение, и он контролируется посредством регулирования нагнетаемого воздуха или газа. Нагнетание пара
Нагнетание пара, или вытеснение паром, является методом термического извлечения, который нагревает тяжелые сырые нефти и понижает их вязкость за счет нагнетания чрезвычайно горячего пара в самые нижние слои относительно «мелких» продуктивных пластов. Пар нагнетается в течение 10-14 дней, а скважина остается закрытой в течение еще одной недели или около этого, что позволяет пару тщательно разогреть продуктивный пласт. В то же время возросшая температура расширяет газы в продуктивном пласте, повышая, таким образом, давление в нем. Затем скважина снова открывается, и нагретая, менее вязкая сырая нефть протекает в скважину. Более новый метод использует нагнетание менее горячего пара при более низком давлении на большие участки двух, трех или более зон одновременно, что создает «паровую камеру», которая отжимает вниз нефть в каждой зоне. Это дает больший приток нефти на поверхность при использовании меньшего количества пара. Добыча и переработка природного газа Существует два типа скважин, через которые добывается природный газ. Влажные газовые скважины дают газ, который содержит растворенные жидкости, а сухие газовые скважины дают газ, который трудно поддается сжижению. После того как природный газ извлечен из добывающей скважины, он направляется на газовые установки для переработки. Переработка газа требует знания того, как температура и давление взаимодействуют и влияют на свойства как жидкостей, так и газа. Почти все газоперерабатывающие установки перерабатывают газы, которые представляют собой смеси разных молекул углеводородов. Целью газопереработки является разделение этих газов на компоненты аналогичного состава посредством разных процессов, таких как абсорбция, разделение на фракции (фракционирование) и циклирование, для того чтобы могли транспортироваться и использоваться потребителями. Процесс абсорбции Абсорбция включает в себя три стадии переработки: извлечение, удаление и разделение. Извлечение. Удаляет нежелательные остаточные газы и часть метана путем их поглощения из природного газа. Абсорбция происходит в колонне противоточного типа, в которой скважинный газ поступает на дно колонны и протекает вверх через поглотительное масло, которое течет вниз. Абсорбционное масло является «тощим», когда оно поступает в верхнюю часть колонны, и «богатым», когда оно покидает ее дно, поскольку оно поглощает желательные углеводороды из газа. Газ, покидающий верх колонны, называется «остаточным газом». Абсорбция может также завершаться охлаждением. Остаточный газ используется для предварительного охлаждения входящего газа, который затем проходит через блок газокристаллизатора при температуре от до . Тощее поглотительное масло прокачивается через газокристаллизатор перед контактированием с охлажденным газом в поглотительном блоке. Большинство установок используют пропан в качестве охлаждающего агента в кристаллизаторах. Гликоль нагнетается непосредственно в поток входящего газа для смешивания с частью воды, содержащейся в газе, чтобы предупредить замораживание и образование гидратов. Гликоль-водяная смесь отделяется от углеводородного пара и жидкости в гликолевом сепараторе, а затем снова сгущается за счет выпаривания воды в блоке регенератора.
Удаление. Следующей стадией процесса абсорбции является удаление метана, или деметанизация. Оставшийся метан удаляется из обогащенного масла в установках извлечения этана. Обычно это - двухфазный процесс, который сначала извлекает, по крайней мере, половину метана из обогащенного масла за счет снижения давления и повышения температуры. Оставшееся обогащенное масло содержит достаточно этана и пропана, для того чтобы сделать желательной реабсорбцию. Если отбираемый с верха колонны газ не идет на продажу, то он используется в качестве топлива для установки, или как предварительный сатуратор, или повторно перерабатывается во входящий газ в главном поглотителе. Разделение. Последняя стадия процесса абсорбции, дистилляция, использует пары как среду для удаления желательных углеводородов из обогащенного поглотительного масла. Влажные дистилляторы используют в качестве отбирающей среды водяные пары. В сухих дистилляторах в качестве отбирающей среды используются углеводородные пары, полученные в результате частичного испарения горячего масла, прокачанного через ребойлер дистиллятора. Дистиллятор регулирует температуру окончательного кипения и молекулярный вес тощего масла, а также температуру кипения смеси конечных углеводородных продуктов. Прочие процессы Фракционирование. Это - разделение желательной смеси углеводородов из абсорбционных колонн на конкретные, отдельные, относительно чистые продукты. Фракционирование возможно, когда две жидкости, называемые верхним продуктом и нижним (кубовым) продуктом, имеют разные температуры кипения. Процесс фракционирования состоит из трех частей: башни для разделения продуктов, ребойлера для нагревания входящих материалов и конденсора для удаления теплоты. Башня имеет множество поддонов, для того чтобы происходил обширный контакт между жидкостью и паром. Температура ребойлера определяет состав нижнего продукта. Извлечение серы. Сероводород должен быть удален из газа перед отправкой его на продажу. Этот процесс выполняется в установках извлечения (восстановления) серы. Циклирование газа. Циклирование газа не является ни средством поддержания давления, ни методом вторичного извлечения, а представляет собой метод добычи при искусственном поддержании энергии пласта, использующийся для увеличения добычи жидкостей природного газа из «влажных» газовых продуктивных пластов. После того, как из «влажного газа» извлечены жидкости, которые отправлены в установку циклирования, оставшийся «сухой газ» возвращается в продуктивный пласт через нагнетательные скважины. По мере рециркуляции «сухого газа» по продуктивному пласту он еще впитывает в себя жидкость. Циклы добычи, переработки и рециркуляции повторяются до тех пор, пока все жидкости, которые можно извлечь из газа, не будут удалены из продуктивного пласта, и в нем не останется только «сухой газ». Разработка участка под действующие нефтяные и газовые промыслы Для введения нового месторождения нефти или газа в эксплуатацию необходима широкомасштабная разработка участка. Доступ к участку может быть ограничен, или ему могут препятствовать как климатические, так и географические условия. Требования к разработке участка включают в себя: транспорт; строительство; жилые и административные сооружения, здания для технических служб; оборудование для разделения нефти, газа и воды; транспорт для сырой нефти и газа; сооружения для удаления отработанной воды и отходов; и многие другие службы, сооружения и виды оборудования. Большинство из них отсутствует на участке и должно быть предоставлено буровой или добывающей компанией, или сторонними контрагентами (подрядчиками).
Деятельность подрядчиков Подрядчики обычно используются компаниями по нефте- и газоразведке и добыче для выполнения некоторых или всех из перечисленных вспомогательных работ, осуществление которых необходимо при бурении и разработке месторождений: · Подготовка участка: вырубка деревьев и корчевание пней, строительство дороги, наклонных мостков и перекидных мостиков, мостов, посадочных площадок для самолетов, морских гаваней, причалов, доков и приемных площадок. · Возведение и установка: бурового оборудования, объектов энергетики и коммуникаций, танков и трубопроводов, жилых помещений, зданий для проведения ремонта и обслуживания, гаражей, ангаров, административных зданий и зданий для служб быта. · Подводные работы: установка, проверка, ремонт и обслуживание подводного оборудования и сооружений. · Обслуживание и ремонт: профилактическое обслуживание бурового и добывающего оборудования, транспортных средств и суден, машин и зданий. · Контрактные услуги - продовольственное обслуживание; внутренний быт; обеспечение защиты и безопасности сооружений и периметра; организация уборки, отдыха и помощи; складское хранение и распределение защитного оборудования, запасных частей и сменных приспособлений. · Инженерные и технические работы: проведение тестов и анализов; компьютерные работы; проверки; лаборатории; не-деструктивный анализ; хранение и перемещение взрывчатых веществ; противопожарная защита; пропуска; гигиена и безопасность: окружающей среды, медицинская, здоровья, промышленная; ликвидация разлитой нефти. · Услуги, связанные с «внешним миром»: телефон, радио, телевидение; канализация, удаление мусора. · Транспортное оборудование и оборудование для перемещения материалов: самолеты и вертолеты, морские перевозки, тяжелое строительное оборудование и оборудование для перемещения материалов.
Коммунальные услуги Независимо от того, происходят ли буровые работы и добыча на суше или в море, на участке необходимы энергия, электрическое освещение и другие коммунальные услуги, включающие в себя: · Производство энергии: газа, электричества и пара; · Воду: снабжение питьевой водой, очистку и обработку, и переработку воды; · Канализацию и дренажную системы: ливневые воды, санитарная обработка воды, очистка и удаление отработанной (маслянистой) воды; · Коммуникации (связь): телефон, радио и телевидение; компьютерная и спутниковая связь; · Коммунальные услуги: свет, отопление, вентиляция и охлаждение. Условия работы, гигиена и безопасность Работа на буровой установке обычно требует участия в ней минимум 6 членов бригады (основного бурильщика и его заместителя трех помощников бурильщиков или подручных и рабочего, занимающего монтажом бурильной трубы), подчиняющихся руководителю участка или мастеру, который несет ответственность за ход буровых работ. Основой бурильщик и его заместитель несут полную ответственность за буровые работы и руководство буровой бригадой во время соответствующих смен. Бурильщики должны быть знакомы с возможностями и ограничениями своих бригад, чтобы работа могла продвигаться только с такой скоростью, с какой работает самый медленный член бригады. Помощники бурильщиков находятся на платформе, управляя оборудованием, считывая показания измерительных приборов и выполняя повседневные работы по ремонту и обслуживанию. Рабочий, занимающийся монтажом, необходим для того, чтобы влезать почти на самый верх буровой вышки, когда бурильная труба опускается в ствол скважины или вынимается из него, и помогать в перемещении секций трубы внутрь штабеля и из него. Во время бурения этот рабочий также управляет насосом бурового раствора и оказывает помощь буровой бригаде в целом.
Лица, занимающиеся сборкой, установкой, разрядкой и выемкой скважинных перфораторов, должны быть обучены и ознакомлены с опасными свойствами взрывчатых веществ, а также должны обладать необходимой квалификацией для перемещения взрывчатых веществ, запального шнура и капсюлей-взрывателей. Другой персонал, работающий в зоне нефтяного промысла и вокруг него, включает в себя геологов, инженеров, механиков, водителей, обслуживающий персонал, электриков, операторов трубопровода и разнорабочих. Скважины бурятся круглосуточно, при 8 или 12-часовых сменах, от рабочих требуется значительный опыт, квалификация и выносливость для выполнения суровых физических и психических требований, предъявляемых к ним работой. Избыточное число людей в буровой бригаде может привести к серьезным несчастным случаям или увечьям. Бурение требует тесного сотрудничества, командной работы и согласованности для безопасного и своевременного выполнения заданий. В связи с этим и другими требованиями большое внимание должно уделяться моральному состоянию, здоровью и безопасности рабочих. Очень важным является предоставление им соответствующих периодов для отдыха и расслабления, питательной еды, соответствующих гигиенических и жилых помещений, в том числе с кондиционированием воздуха в жарком влажном климате и отоплением в зонах холодной погоды. Основные профессиональные опасности, связанные с разведкой и добычей нефти и газа, включают в себя заболевания, возникающие под воздействием географических и климатических условий, стрессы от длительных переездов по воде или в суровых условиях суши, а также индивидуальные увечья. Психологические проблемы могут возникнуть в результате изоляции разведочных участков и их удаленности от базового лагеря, и более продолжительных периодов работы, которые необходимы на морских буровых платформах и удаленных наземных участках. Многие другие опасности, особенно связанные с работами в открытом море (такие как подводный спуск), рассматриваются в других главах настоящей Энциклопедии. Работа в открытом море опасна всегда, и во время рабочей смены, и после нее. Некоторые рабочие не могут вынести стресса от работы вне берега в напряженном темпе, в течение более длительных, чем обычно, периодов времени в условиях относительной ограниченности пространства и подверженности любым изменениям в окружающей среде. Признаки стресса у рабочих включают в себя необычную раздражительность, другие признаки психического истощения, чрезмерное употребление алкоголя или курение, и использование наркотиков. У рабочих на платформах также отмечались проблемы бессонницы, которые могут усугубляться высоким уровнем вибрации и шума. Тесная дружба между рабочими и частые отпуска на берег могут уменьшить стресс. Морская болезнь и утопление, а также экспозиция воздействию суровых погодных условий, тоже представляют собой опасность при работе в открытом море. Болезни, такие как заболевания дыхательных путей, возникают в результате воздействия тяжелого климата, инфекций или паразитических заболеваний, свойственных для данной местности. Хотя многие из этих заболеваний все еще нуждаются в эпидемиологических исследованиях их проявления у буровых рабочих, известно, что рабочие нефтяной отрасли заболевают периартритом плеча и лопатки, плечевым эпикондилитом, артрозом шейного отдела позвоночника и полиневритом верхних конечностей. При проведении буровых работ также присутствует возможность заболевания как результата экспозиции воздействию шума и вибрации. Тяжесть и частота таких связанных с бурением заболеваний кажется пропорциональной стажу работы и длительности экспозиции воздействию вредных условий работы. Увечья, полученные во время буровых работ или добычи, могут быть результатом многих причин, включая случаи, когда рабочий подскользнулся и упал, ситуации, когда перемещается бурильная труба, происходит подъем трубы и оборудования, неправильно используются инструменты и перемещаются взрывчатые вещества. Ожоги могут быть вызваны паром, огнем, кислотой или буровым раствором, содержащим такие химикаты, как гидрооксид натрия. Дерматиты и повреждения кожи могут возникнуть в результате воздействия сырой нефти или химикатов. Существует возможность острой и хронической экспозиции воздействию большого разнообразия неблагоприятных для здоровья веществ и химикатов, применяющихся в бурении и добыче нефти и газа. Некоторые химикаты и вещества, которые могут быть представлены в потенциально опасных количествах, перечислены в таблице 75.2 и включают в себя: · Сырую нефть, природный газ и газ сероводород, присутствующие при добыче и фонтанировании; · Тяжелые металлы, бензол и другие загрязняющие примеси, присутствующие в сырой нефти; · Асбест, формальдегид, соляную кислоту и другие опасные химикаты и вещества; · Естественно залегающие радиоактивные вещества и оборудование с радиоактивными источниками.
Безопасность Бурение и добыча происходят в разных климатических и погодных условиях, от тропических джунглей и пустынь до морозной Арктики, и от засушливых земель до Северного моря. Буровые бригады вынуждены работать в сложных условиях, подвергаясь воздействию шума, вибрации, суровой погоды, физической опасности и опасности механических аварий. Платформы, роторные столы и оборудование обычно бывают скользкими и вибрируют из-за работы двигателя и бурения, что требует от рабочих совершения неторопливых и осторожных движений. Существует опасность поскользнуться и упасть с высоты при залезании на установку и буровую вышку, а также риск экспозиции воздействию сырой нефти, газа, бурового раствора и выхлопных газов двигателя. Операции по быстрому отсоединению, а затем обратному присоединению секций бурильной трубы требуют от рабочих подготовки, навыков и точности, для того чтобы эти работы выполнялись каждый раз безопасно. Строительные, буровые и добывающие бригады, работающие в открытом море, вынуждены бороться с теми же опасностями, что и бригады на суше. Кроме того, существуют дополнительные специфические опасности, связанные с работой в открытом море. Они включают в себя возможность обвала платформы в море и наличие специальных эвакуационных процедур и оборудования для выживания в случае опасности. Другим требующим большого внимания моментом работы в открытом море является необходимость как глубоководного, так и мелководного ныряния для установки, обслуживания и проверки оборудования. Пожар и взрыв
При перфорации (пробивании) скважины всегда существует риск фонтанирования с высвобождением облака газа или пара, за которым следуют взрыв и пожар. Дополнительная возможность возникновения пожара и взрыва существует при осуществлении переработки газа. Рабочие на морских платформах и буровых установках должны получить точное заключение медицинской экспертизы после прохождения тщательного объективного обследования. Проблема отбора членов бригады, работающей в открытом море, с анамнезом или симптомами легочных, сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний, эпилепсии, диабета, психических расстройств или наркотическим, или алкогольным пристрастием требует тщательного рассмотрения. В связи с тем, что от рабочих будет требоваться использование защитного респираторного оборудования, особенно от тех, кто обучен и экипирован для борьбы с пожарами, они должны пройти экспертизу по оценке их физической и психической способности выполнять подобные задания. Медицинское обследование должно также включать в себя психологическую экспертизу, отражающую конкретные требования выполняемой работы. Экстренная медицинская помощь на морских буровых установках и добывающих платформах должна включать в себя постоянное наличие на борту небольшой амбулатории или клиники, укомплектованной квалифицированными практикующими врачами. Виды предоставляемой медицинской помощи будут определяться доступностью, расстоянием и качеством имеющейся на берегу помощи. Эвакуация может проводиться на корабле или вертолете, или врач с берега может приезжать на платформу, или, в случае необходимости, по радио предоставлять медицинские консультации врачу, находящемуся на платформе. Там, где целый ряд больших платформ эксплуатируется в небольшой зоне, как, например, в Северном море, может располагаться специальное медицинское судно. Это позволяет обеспечить большую готовность и доступность медицинской помощи, а также более быстрое ее оказание заболевшим или получившим увечья рабочим. Лица, практически не работающие на буровых установках или платформах, также должны проходить предварительные (перед наймом на работу) и периодические медицинские обследования, особенно, если они должны работать в анормальном климате или в тяжелых условиях. Эти обследования должны принимать во внимание конкретные требования, предъявляемые работой к физическому и психологическому здоровью людей. Индивидуальная защита Программа наблюдения за профессиональной гигиеной и отбора проб, в сочетании с программой медицинского надзора, должны быть внедрены для систематической оценки уровня и влияния опасной экспозиции на рабочих. Мониторинг огнеопасных паров и токсических веществ, таких как сероводород, должен проводиться во время разведывательных и бурильных работ, и добычи. Практически, не должно допускаться никакой экспозиции воздействию соляной кислоты, особенно на морских платформах. Эффективным методом регулирования экспозиции является использование рационально взвешенного бурового раствора для предотвращения попадания соляной кислоты в скважину и добавление к бурильному раствору химикатов, нейтрализующих любую попавшую в раствор . Все рабочие должны быть обучены распознаванию присутствия соляной кислоты и принятию экстренных предупредительных мер по уменьшению возможности токсической экспозиции и взрывов.
Лица, вовлеченные в разведку и добычу нефти и газа, должны иметь доступ и использовать соответствующее индивидуальное защитное оборудование, включающее в себя: · Оборудование для защиты головы (предохранительные шлемы и устойчивые к атмосферному воздействию вкладыши) · Перчатки (нефтенепроницаемые, нескользящие рабочие перчатки, изолирующие от огня или термические, если это необходимо) · Средства для защиты рук (длинные рукава или нефтенепроницаемые перчатки с крагами) · Средства защиты ног и ступней (устойчивые к атмосферному воздействию, нефтенепроницаемые защитные сапоги со стальными носками и нескользящими подошвами) · Средства защиты глаз и лица (защитные очки, предохранительные очки и лицевой щиток для перемещения кислоты) · Средства защиты кожи от жары и холода (противосолнечные мази и маски, наносящиеся на лицо в холодную погоду) · Приспособленная к климату и устойчивая к атмосферному воздействию одежда (парки, дождевики) · В случае необходимости - противопожарные костюмы, огнеупорная одежда и кислотоустойчивые фартуки или костюмы. Диспетчерские пункты, жилые сооружения и другие пространства на больших морских платформах обычно герметизируются, чтобы предотвратить проникновение в них вредных газовых сред, таких как сероводород, который может высвобождаться при проходке или в случае аварии. Респираторная защита может потребоваться в случае падения давления и в случае, когда возникает возможность экспозиции воздействию токсичных газов (сероводорода), удушающих веществ (азот, углекислый газ), кислот (фторид водорода) или других загрязняющих атмосферу примесей при работе за переделами герметизированных зон. При работе рядом со скважиной геодавления (геотермальной скважиной) должен рассматриваться вопрос о ношении изолирующих перчаток и полных тепло - и парозащитных костюмов с подачей воздуха для дыхания, поскольку контакт с горячим паром и испарениями может вызвать ожоги кожи и легких. Страховочные привязные ремни безопасности и леерные устройства должны использоваться при работе на боковых мостках буровой установки и забортных мостках, особенно на морских платформах и в тяжелых погодных условиях. При залезании на буровые установки и вышки должны использоваться ремни безопасности и леерные устройства с присоединенным к ним контргрузом. Для транспортировки бригады между судном и морскими платформами или буровыми установками часто используется бадья для перемещения персонала, которая вмещает четверых или пятерых рабочих, носящих индивидуальные плавсредства. Другим способом транспортировки является транспортировка при помощи «качающихся канатов». Канаты, использующиеся для транспортировки с судна на платформу, прикрепляются непосредственно над краем площадки судна, с которой производится высадка, в то время как канаты, перекинутые с платформы на судно, должны свисать на 3-4 фута с наружного края. Меры по защите безопасности Системы аварийной остановки на нефтяных и газовых платформах используют различные приборы и мониторы для выявления протечек, пожаров, прорывов и других опасных ситуаций, включают тревогу и останавливают работы в запланированной логической последовательности. Там где это необходимо в силу естественных свойств сырой нефти или газа, для определения степени коррозии трубопровода, труб нагревательной установки, технологических обрабатывающих установок и резервуаров, использующихся при добыче и переработке сырой нефти, конденсата и газа, должны использоваться недеструктивные методы анализа. К ним относятся ультразвуковой и рентгеновский методы, метод магнитных частиц, метод контроля посредством жидкости с красителем или визуальная проверка. Находящаяся на поверхности и под ней запирающая предохранительная арматура (клапаны) защищает береговые сооружения, единичные скважины на мелководье и многоскважинные глубоководные буровые и добывающие платформы. Она включается автоматически (или вручную) в случае пожара, опасных изменений давления, катастрофического сбоя в устье скважины или другой аварии. Эти клапаны используются также для защиты небольших нагнетательных и газо-подъемных скважин.
Для обеспечения безопасности бурения большое внимание должно уделяться проверке и обслуживанию кранов, лебедок, барабанов, проволочных канатов и связанных с ними устройств. Сброс нитки трубопровода внутрь скважины является серьезным инцидентом, который может привести к утрате скважины. Увечья, а иногда и смерть, могут быть результатом попадания людей под удар проволочного каната, который разрывается, находясь в натянутом состоянии. Безопасная работа буровой установки также зависит от плавности хода и правильности осуществления операций по вытягиванию бурильной трубы из скважины с использованием должным образом отрегулированной шпилевой катушки и тормозной системы. При работе на суше краны должны находиться на безопасном расстоянии от линий электропередач. Перемещение взрывчатых веществ во время разведывательных и буровых работ должно проходить под контролем лиц со специальной квалификацией. Некоторые меры предосторожности, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности при использовании скважинного перфоратора, заключаются в следующем: · Никогда не ударяйте или не роняйте заряженный перфоратор, не роняйте секции труб или другие материалы на заряженный перфоратор. · Очистите линию огня и эвакуируйте ненужный персонал с пола буровой установки и нижнего этажа при погружении перфоратора в скважину и его доставании из ствола скважины. · Контролируйте работу в устье или около устья скважины во время нахождения перфоратора в скважине. · Ограничьте использование радио и запретите дуговую сварку во время присоединения перфоратора к кабелю для предотвращения разряда в результате нечаянного электроимпульса. Для обеспечения безопасности рабочих на нефтяных и газовых буровых установках и морских платформах важны планирование аварийной готовности и проведение соответствующих тренировок. Каждый вид возможной аварии (например, пожар или взрыв, высвобождение легковоспламеняющегося или токсичного газа, необычные погодные условия, рабочий за бортом, необходимость покинуть платформу) должен быть оценен, и для него должен быть разработан конкретный план реагирования. Рабочие должны быть обучены правильным действиям в аварийной ситуации и ознакомлены с оборудованием, которое им необходимо будет использовать в этих условиях. Безопасность вертолетов и обеспечение выживания людей в случае падения в воду являются важными проблемами в работе морских платформ и их аварийной готовности. Во время полета пилоты и пассажиры должны использовать пристяжные ремни и, там где это необходимо, специальное противоаварийное оборудование. Спасательные жилеты должны быть надеты на людях все время, как в течение полета, так и во время перехода из вертолета на платформу или корабль. Особое внимание необходимо уделить тому, чтобы люди и материалы находились ниже траектории лопастей винта при входе и выходе из вертолета, а также при работе рядом с ним. Обучение, как береговых рабочих, так и рабочих на морской платформе является очень важным для безопасной работы. От рабочих должно требоваться регулярное посещение запланированных совещаний по безопасности, затрагивающих как обязательные вопросы, так и другие проблемы. Правительственными агентствами, включая Управление по профессиональной гигиене и безопасности США, Береговую охрану США, и аналогичные им органы в Соединенном Королевстве, Норвегии и других странах, были разработаны и введены в действие статутные постановления в области морских операций. Эти постановления регулируют безопасность и охрану здоровья рабочих, занятых разведкой и добычей как на суше, так и в открытом море. Кодекс практической деятельности по Безопасности и гигиене в строительстве стационарных морских сооружений в нефтяной отрасли, разработанный Международной организацией труда в 1982 году, содержит директивы по данному вопросу. Американский институт нефти разработал ряд стандартов и практических рекомендаций, охватывающих вопросы безопасности и гигиены при разведке и добыче нефти. Противопожарная защита и меры по предупреждению пожаров Предупреждение пожаров и защита от них, особенно на морских буровых установках и добывающих платформах, является важным элементом обеспечения безопасности рабочих и непрерывности работы. Рабочие должны быть подготовлены и обучены распознаванию огненного треугольника(как описано в главе «Пожар») применительно к легковоспламеняющимся и горючим углеводородным жидкостям, газам и парам, и потенциальным опасностям пожаров и взрывов. Информированность рабочих в области предупреждения пожаров очень важна и включает в себя знания об источниках возгорания, таких как сварка, открытое пламя, высокие температуры, электроэнергия, статические искры, взрывчатые вещества, окислители и несовместимые вещества.
На суше и в море применяются как пассивная, таки и активная система противопожарной защиты. · Пассивная система включает в себя противопожарную обработку, расположение и расстановку оборудования, его специальную конструкцию, электрическую классификацию и дренаж. · Устанавливаются детекторы и сенсоры, активизирующие тревогу. Они могут также включать автоматизированные системы защиты при выявлении теплоты, пламени, дыма, газа или паров. · Активная противопожарная система включает в себя системы пожарного водоснабжения и водораспределения, насосы, гидранты, рукава и стационарные системы разбрызгивания; автоматизированные системы порошкового тушения и ручные огнетушители; системы с галоном (halon) и углекислым газом для ограниченных или замкнутых пространств, таких как диспетчерские пункты, компьютерные залы и лаборатории; системы пеноводотушения. Работники, которые должны бороться с пожарами, от маленьких пожаров в зародышевой стадии до больших пожаров в замкнутых пространствах, таких как морские платформы, должны быть соответствующим образом обучены и снаряжены. Рабочие, назначенные руководителями пожарной команды и начальниками в случае аварий, должны обладать качествами лидера и пройти дополнительное специальное обучение прогрессивным методам борьбы с пожарами и управления огнем. Защита окружающей среды Основными источниками загрязнения воздуха, воды и почвы при добыче нефти и природного газа являются разливы нефти или утечка газа на поверхность земли или в море, присутствие выделяющегося в атмосферу сероводорода в нефти и газе, опасные химикаты, содержащиеся в буровом растворе и загрязняющие воду или землю, и горючие продукты факелов нефтяных скважин. Потенциальное воздействие на население вдыхания дымовых частиц от факелов крупномасштабных нефтяных промыслов вызывает особую озабоченность со времени пожаров на нефтяных скважинах Кувейта во время войны в Персидском заливе в 1991 году. Контроль загрязнения обычно включает в себя: · Сепараторы Американского нефтяного института и другие сооружения по очистке отходов и воды; · Контроль разливов, включая забральные стенки для разливов нефти на воде; · Локализацию разливов, предохранительные валы и дренажные системы для борьбы с разливами нефти и отвод загрязненных нефтью вод в очистные сооружения. Моделирование рассеяния газа проводится для определения вероятной зоны, которая подвергнется воздействию облака улетучившихся в атмосферу токсичных или легковоспламеняющихся газов или паров. Исследования уровня подземных вод проводятся для проектирования максимальной степени загрязнения воды в случае, если произойдет заражение ее нефтью. Рабочие должны быть обучены и достаточно квалифицированы для принятия мер первой помощи при разливах и утечках. Подрядчики, специализирующиеся на борьбе с загрязнением, обычно привлекаются для борьбы с большими разливами и для осуществления крупных проектов по устранению загрязнения.
Газовая скважина является основным элементом промыслов. Верх скважины называют устьем, низ — забоем. Бурят скважину быстровращающимся буром-долотом, который разрушает породы в забое. В настоящее время для этой цели применяют шарошечные долота, в которых шарошки, вращаясь вокруг своих осей, дробят и скалывают породу. В зависимости от привода различают роторное и турбинное бурение.
Формы газовой залежи а - полнопластовя б - неполнопластовая 1 - внешний контур газоносности 2 - внутренний контур газоносности 3 - газосовмещающий коллктор 4 - вода краевая 5 - вода подошвенная H - высота залежи h -мощность вмещающего продуктивного коллектора
Бурение скважин для добычи прородного газа
Природный газ, полученный из скважины, очищают от примесей
Содержание [убрать]
|
Газовые месторождения
Залежь нефти или газа представляет собой скопление углеводородов, которые заполняют поры проницаемых пород. Если скопление велико и его эксплуатации экономически целесообразна, залежь считают промышленной. Залежи, занимающие значительные площади, образуют месторождения.
Газоносные (продуктивные) пласты состоят из пород с пористой структурой (пески, песчаники, пористые известняки). В зависимости от структуры и состава газоносные пласты имеют различную крепость. Обычно чем больше геологический возраст пласта, тем он прочнее. Мощность (толщина) газоносных пластов измеряется десятками, а иногда и сотнями метров. Газоносные пласты залегают между газонепроницаемыми породами (сланцевыми глинами, плотными известняками, мергелями). Большинство известных газовых месторождений представляют собой антиклинали, т. е. складки земной корм, обращенные выпуклостью кверху, или купола. Газ заключен в куполообразном подземном пласте. В верхних горизонтах газ скапливается в виде газовых шапок. Внизу находится нефть (в газонефтяных месторождениях) или пластовая вода (в чисто газовых месторождениях). Основная масса газовых месторождений имеет контакт с пластовой водой.
Часто встречаются месторождения, которые содержат два или несколько газоносных пластов, расположенных один над другим и отделенных газонепроницаемыми слоями. Большинство газовых месторождений являются многоплановыми. Газ в пластах находится под давлением. При вскрытии залежи буровой скважиной он фонтанирует из нее с большой скоростью. Дебит некоторых скважин достигает нескольких миллионов кубометров газа в сутки. Первоначальное давление в газоносном пласте зависит от глубины его залегания. Обычно через каждые 10 м глубины давление в пласте возрастает на 0,0981 МПа. Такая норма повышения давления связана с поверхностными водами, входящими в обнаженную часть пласта.
Газовые месторождения могут иметь различные режимы. При водонапорном режиме давление в пласте создается водой. В месторождениях с газовым режимом давление обеспечивается самим газом, заполняющим поры пласта. Такой режим является режимом расширяющегося газа. При идеальном водонапорном режиме по мере добычи газа вода, поднимаясь, заполняет поры и вытесняет в скважину газ месторождения. В связи с этим в процессе эксплуатации в залежи падения давления газа не будет. Идеальный водонапорный режим встречается в очень немногих газовых месторождениях.
Вследствие ряда причин (значительно большей вязкости воды по сравнению с вязкостью газа, плохой проницаемости продуктивного пласта и др.) подъем воды обычно отстает от темпов отбора газа, поэтому давление в газоносном пласте с течением времени падает. Большинство газовых месторождений имеет газовый или водонапорный режим с небольшим коэффициентом возмещения.
Под коэффициентом возмещения понимают отношение объема воды, поступившей за определенный период в эксплуатируемую газовую залежь, к объему газа, отобранному за это же время (приведенному к пластовым условиям). По мере эксплуатации газовой залежи коэффициент возмещения обычно возрастает. Это связано с падением давления в пласте и следовательно, с увеличением скорости поступления воды. Знание режима газового месторождения очень важно для его эксплуатации.