газовый куст что это
Кустовое бурение
Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке
Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а конечные забои находятся в точках, соответствующих проектам разработки месторождения.
Преимущества кустового бурения скважин:
Впервые в СССР кустовое бурение было осуществлено под руководством Н. Тимофеева на о-ве Артема в Азербайджане.
К недостаткам кустового наклонно направленного способа бурения следует отнести вынужденную консервацию пробуренных скважин до окончания некоторой скважины данного куста в целях противопожарной безопасности, увеличение опасности пересечения стволов скважин, трудности в проведении капитального и подземного ремонтов скважин, а также в ликвидации грифонов в условиях морского бурения.
Горизонтальное и разветвленное горизонтальное бурение применяются для увеличения нефте- и газоотдачи продуктивных горизонтов при первичном освоении месторождений с плохими коллекторами и при восстановлении малодебитного и бездействующего фонда скважин.
При этом протяженность завершающего участка скважины, расположенного в продуктивном пласте (горизонтального участка), может превышать 1000м.
Условия, вызывающие необходимость применения кустового бурения, подразделяются на:
К разновидностям кустового бурения можно отнести 2-ствольное последовательное, 2-ствольное параллельное и 3-ствольное бурение.
В настоящее время кусты скважин становятся крупными промышленными центрами с базами МТС, вспомогательными цехами и т. д.
В целом кустовой способ бурения сокращает затраты на обустройство промысла, упрощает автоматизацию процессов добычи и обслуживания, а также способствует охране окружающей среды при освоении нефтяных и газовых месторождений.
В этом случае можно полнее осуществлять сбор всех продуктов отхода бурения и уменьшать вероятность понижения уровня грунтовых вод на огромных территориях, которое может возникнуть вследствие нарушения целостности водоносных горизонтов.
Газовые кусты от и до
Как посередине безлюдной тайги появляются дороги, вырастают городки и начинают добывать нефть и газ.
Чтобы посмотреть весь процесс от и до, рассмотрим новое Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение в Якутии, которое находится в 240 километрах от города Мирный.
Когда начинается реализация проекта по разработке месторождения, строят скважины и всю необходимую инфраструктуру, и только потом приступают к извлечению полезных ископаемых из недр.
Прежде вырубается площадка в лесу под строительство.
Затем разрабатывают песчаный карьер, с которого берут песок для отсыпки всех дорог и площадок:
Песка надо много, но, не сделав этого, невозможно продвигаться дальше, так как почва тут очень болотистая и иначе все утонет:
В итоге получается очень аккуратная картина:
Если делать такую площадку под каждую скважину, их получится слишком много и процесс будет очень дорогим. Для оптимизации скважины объединяют на поверхности в «кусты». То есть на одной площадке бурят последовательно несколько скважин, а уже под землей они расходятся друг от друга, как корни у дерева или перевернутый куст. Скважина может уходить под землей от куста на несколько километров в сторону.
На профессиональном сленге газовый куст — это способ бурения, когда устья скважин на поверхности располагаются рядом, а их траектории под землей направлены в разные стороны и под разными углами для большего охвата месторождения:
Каждый отдельно взятый куст обычно состоит из двух площадок. На одной — скважины, на второй жилая зона:
Как живут буровики:
Буровики и весь персонал живет в вагончиках по четыре человека. Душ, баня, столовая и прачечная находятся в отдельных вагончиках:
Внутри бытовок и по всей территории висят мотивирующие и информирующие плакаты. Особое внимание уделяется технике безопасности:
Отдельные три вагончика — это столовая, где рабочих кормят вкусно и недорого.
Строительство куста скважин. Уже видно четыре готовые скважины (смонтированы фонтанные елки), на данный момент идет строительство пятой:
Фонтанки служат для распределения и регулирования потоков нефти и газа, поступающих из скважины:
На каждой скважине обязательная табличка:
На Чаяндинском месторождении бурят с помощью отечественных установок производства заводов «УралМаш» и «Волгоградского завода буровой техники». Огромная буровая установка называется Екатерина, но буровики нежно называют её Катенькой:
На каждом кусте есть всё необходимое для возможных аварийных ситуаций. Например, запасные дизель-генераторы на случай обрыва ЛЭП или запас материалов и воды на случай, если при бурении возникнет поглощение бурового раствора и он начнет уходить в слабые пласты:
От Екатерины отходят факельные отводы, за которыми находится факельный амбар из песка. Отводы при необходимости могут отвести поток нефти или газа из скважины на безопасное расстояние от буровой установки (например, при ликвидации аварий и освоении скважины):
Буровая установка — это огромная вышка, весом до 1000 тонн. Буровая лебедка перемещает вверх-вниз гигантский крюк, на котором подвешен огромный электродвигатель (это верхний привод).
В скважину на бурильных трубах опускают долото (болванка с тремя вращающимися головками-шарошками), которое непосредственно бурит. Через трубы прокачивают специальную жидкость — буровой раствор — под давлением порядка 50—250 атмосфер. Раствор проходит внутри всей колонны труб и выходит через долото, охлаждая его, после чего возвращается на поверхность через пространство между стенками колонны труб и стенками скважины, вынося на поверхность шлам (выбуренную породу). Так же раствор удерживает стенки скважины и давит на пласты, чтобы нефть и газ не поступали в скважину в процессе бурения.
Потом раствор очищают, а шлам выбрасывают в шламовый амбар, либо вывозят на переработку в машинах. Затем скважину укрепляют обсадными трубами, и продолжают бурить долотом меньшего размера. На фото: Обсадные трубы на стеллажах.
Верхний привод и кронблок:
«Свечи» из бурильных труб (по три трубы в каждой) свинчивают вместе и спускают в скважину:
Всем процессом управлять бурильщик — он сидит в отдельной кабине, куда выведена информация со всех датчиков:
Красный станок называется ключ-робот для свинчивания колонны бурильных труб:
За Екатериной стелется длинный хвост. Внутри помещений находятся: насосы, системы очистки бурового раствора от примесей, емкости для хранения и заготовки бурового раствора и многое другое.
Весь шлам сливается в КАМАЗы и увозится на завод по его переработке (так называемое «безамбарное бурение»). На землю ничего не проливается. Когда буровики уйдут с куста и передадут его эксплуатанту, тут будут площадки с чистеньким песочком, из которого торчат фонтанки. Все остальное увезут:
После того, как скважина пробурена, проводится её тестирование на герметичность (опрессовка).
На фото: противовыбросовое оборудование, которое используется для герметизации скважины в целях недопущения выброса нефти или газа. ПВО способно удерживать давление до 700 атмосфер в скважине. Сейчас оно демонтировано, скважина заглушена и вместо него установили фонтанную арматуру. После этого станок переезжает по рельсам в новую точку и бурится очередная скважина куста.
Вид на скважину сверху, через пол Екатерины:
Стоит отметить организацию процесса, он не имеет ничего общего с советским наследием, где перепачканные мужики в валенках и телогрейках строили всё киркой, лопатой и ломом. Нефтегазовая промышленность очень далеко ушла от этого образа из советских кинофильмов. Сейчас это аккуратные, трезвые, чистые, молодые специалисты, прекрасно разбирающиеся в предмете, предусматривающие все варианты развития событий. Русский «авось» тут отсутствует полностью:
Сейчас Чаяндинское месторождение еще не запущено в эксплуатацию, но строительство скважин и инфраструктуры идет полным ходом. Одновременно строят первые 13 кустов, по 5 скважин на каждом:
Всего планируется построить около 100 кустовых площадок:
Тут же будут построены и газоперерабатывающие заводы, так что основному покупателю — Китаю — будет приходить не «сырой» газ, а продукты его переработки:
*источник: sergeydolya.livejournal.com
Поделитесь ссылкой, сделайте нас чуть ближе к мечте!
Эффективность эксплуатации кустовых скважин
Состав оборудования куста скважин
Куст скважин — это совокупность скважин, устья которых находятся на близком расстоянии друг от друга и располагаются на ограниченном общем основании.
Под куст скважин отводится площадка искусственного или естественного участка территории, на которой располагаются их устья, служебные помещения, необходимое технологическое оборудование, инженерные коммуникации. В состав куста может входить несколько десятков скважин. В состав куста скважин, как правило, входят:
Отсыпка основания кустовых площадок
Начальным и основным этапом в строительстве кустовых площадок является создание качественного основания. Так как нефтедобыча происходит в основном на нестабильных, часто болотистых, почвах Севера, то необходима отсыпка и уплотнение технологических площадок и дорог, ведущих к ним. Отсыпка обычно производится с применением грунтов, песка и гравия. Основание под установку буровой вышки бетонируется.
Обустройство куста нефтяных скважин
Куст нефтяных скважин – это специальная площадка, которая может быть как естественного, так и искусственного происхождения, на которой расположены устья скважин, удаленные от прочих кустов или одиночных скважин не менее, чем на 50 метров, а также технологическое оборудование и прочие необходимые для нормальной эксплуатации сооружения, инженерные коммуникации, ремонтное оборудование, бытовые и служебные помещения.
В процессе проектирования суммарный дебит куста нефтяных скважин необходимо брать из расчета не более 4 тысяч кубометров в сутки, при значении газового фактора не больше 200 кубометров.
В зависимости от того, какой способ эксплуатации кустовых скважин используется, на технологической площадке должны присутствовать перечисленные ниже сооружения:
Расчеты показывают, что укрупнение кустовых площадок в процессе выбора схем эксплуатации промысла является целесообразным как с экономической (экономия капвложений – 8-10 процентов, длина коммуникаций снижается на 45 процентов), так и с экологической точки зрения.
Обустройство скважин с большими длинами отходов ограничивает использование на них насосов типа ШГН (штанговые глубинные).
Кроме того, возникают сложности, связанные с истиранием труб, которое может привести к аварии (особенно в местах, где НКТ соединяются между собой). Чтобы избежать такого истирания, используются специальные муфты с повышенной прочностью, которые ставятся в местах искривления ствола.
На кустах с большими отходами в качестве насосов используют в основном ЭЦН (электрические центробежные), а также некоторые виды насосов с гидроприводом.
Гидроприводные агрегаты также позволяют обеспечивать подачу ингибиторов, которые защищают от коррозии и парафинистых отложений. Это дает возможность совмещать две технологии: подготовки рабочей жидкости и подготовки нефти, а это позволяет сэкономить на силовых линиях и существенно снизить экологические риски.
Сооружение дальнейших систем, обеспечивающих подготовку нефти, закачку и сброс вод зависит от:
Объекты, предназначенные для сбора и последующего транспорта получаемого из скважин сырья должны обеспечивать:
Вся добываема газожидкостная смесь идет на ГЗУ (групповую замерную установку), на которой в автоматическом режиме производят периодические замеры дебитов каждой эксплуатируемой скважины.
Какие могут возникнуть сложности
Эксплуатационный процесс усложняется парафиновыми отложениями, которые размещаются на различных элементах системы – выкидные линии, аппаратные устья и трубные колоны. Работе установок препятствует также истирание труб. Такие процессы нередко приводят к аварийным ситуациям и необходимости замены большей части оборудования. Потенциально опасными местами являются соединения двух насосно-компрессорных труб. Для снижения риска применяются муфты с повышенной прочностью. Этими приспособлениями укрепляются искривленные стволы и области стыка инженерных систем.
Применение центробежных электрических насосов – это необходимость для кустов, имеющих большие отходы. Альтернативным вариантом становится установка с гидравлическими приводами.
Гидроприводное оборудование позволяет справиться и с другими проблемами. Внутри больших устройств большой угрозой являются коррозийные процессы и парафиновые отложения. Гидравлика позволяет легко доставить ингибиторы, которые замедляют процесс естественного окисления.
Совмещение двух технологий позволяет улучшить промышленный процесс. Грамотный подход обеспечивает достижение следующих целей:
Современное проектирование предполагает использование инновационных разработок и передовых научных открытий. Специализированное оборудование обеспечивает высокий уровень безопасности и рациональности использования ресурса.
Какие сооружения используются для обустройства месторождений?
Для достижения большей эффективности на территории добычи нефти должно использоваться определенное оборудование. От правильности расстановки отдельных объектов и технологических узлов зависит успешность деятельности.
Проект требует использования следующих сооружений и оборудования:
Дожимные насосные станции отыгрывают важную роль в функционировании системы добычи нефти. Обустройство кустов нефтяных скважин обычно не обходится без монтажа этого оборудования. Главные узлы устройства отвечают за придание сырью дополнительной энергии, которая способствует быстрой и эффективной транспортировке.
Особенности центральных сборных пунктов
Любой проект учитывает размещение таких пунктов для достижения нормального функционирования куста. Строительство сооружений данного назначения должно позволять осуществлять разделение добываемого сырья на газ, нефть и сточные воды.
Чтобы поддержать нормальную работу станции, очистку стоков проводят до тех пор, пока давление и другие физические показатели не опустятся до необходимого уровня. Неочищенные стоки утилизируют путем их опущения в специально отведенные для этого скважины.
На центральных сборных пунктах проводится первичный учет постигаемого сырья и анализ его содержимого. Тут же осуществляется подготовка нефти, и берутся пробы готового продукта. Работа со сточными водами сводится к полной утилизации, а если имеется возможность – к очищению.
Отделенные от общей массы газы проходит оценку качества и подготовку к дальнейшей транспортировке. Последней стадией работы центрального пункта сбора является подача всех продуктов добычи на главные магистральные трубопроводы.
Разработка куста учитывает сооружение резервуаров для сбора сточных вод и их распределения. Важно соблюдать правила строительства площадок, где будет размещено технологическое оборудование. Рабочие зоны должны быть на 15 см выше уровня земли и иметь бетонное покрытие. При необходимости отвода дождевой воды сооружения размещаются под углом 0,003 градуса. Работа с горючими жидкостями требует установки специального бортика, высота которого составляет 15 сантиметров.
Пункты, где нагревается сырье или размещаются печи, ограждаются бортиками в виде бордюрного камня, земляного вала или сплошной стены.
В любом из этих вариантов ограждение не должно быть меньше 0,5 метров в высоту.
Следует контролировать уровень вибраций и шумового загрязнения от используемого оборудования, чтобы не превышать допустимые санитарные нормы. Современное оборудование позволяет производить обустройство нефтяной скважины и эксплуатацию специальной техники с учетом стандартов и правил. При невозможности использования передовых технологий позаботьтесь о создании:
Современные комплексные пункты сбора позволяют использовать автономные установки, которые имеют различные модификации для адаптации к любым условиям эксплуатации. Чаще такое решение становится оптимальным для месторождений небольшого размера. Не стоит забывать про аварийные и другие резервуары, которые выполняют функцию хранения и ограничения жидкостей от рабочих зон.
Установки для проведения замеров
Чаще всего используются замерные установки типа «Биус» и “Спутник”. Их общее количество и местоположение определяются в процессе технико-экономического расчета. Замерные установки, в случае возникновения такой необходимости, могут быть оборудованы блоками закачки реагентов.
После ГЗУ нефтегазовая смесь по промысловым нефтепроводам поступает либо на СП (сборный пункт), либо на ДНС (дожимную насосную станцию) для проведения её подготовки. Сбор, как правило, предусматривает отдельное поступление обводненной нефти и условно-безводного сырья, для чего от каждой ГЗУ тянут два разных коллектора.
СП бывают следующих типов:
| 1 | ЦПС (центральные) |
| 2 | ДНС (дожимные насосные станции) |
| 3 | КСП (комплексные) |
На ЦПС поступающая с ГЗУ нефть подвергается полному циклу предварительной обработки, который состоит из трехступенчатого разгазирования в сепараторах и из доведения до нужных кондиций упругости насыщенных паров добытой нефти. Помимо этого, получаемое сырье подвергают обезвоживанию и обессоливанию, с целью получения нужных товарных кондиций.
Газ, отделенный в сепараторах от нефти, очищают от оставшихся капель жидкости и либо утилизируют, либо перерабатывают, либо используют для собственных нужд и нужд прочих потребителей. На первой и второй ступени газ движется, используя собственное давление, а на конечной ступени его нужно компримировать.
Попутные пластовые воды от сырой нефти отделяют на УПН (установках подготовки нефти), которые, как правило, входят в структуру ЦПС.
В УПН есть специальные резервуары, где добытое сырье отстаивается, трубчатые печи для подогрева нефтяной эмульсии, а также устройства обезвоживания и обессоливания сырья. После прохождения УПН нефть перекачивается в резервуар для товарной продукции, а затем поступает в магистральную трубопроводную систему.
Если нужные кондиции – не достигнуты, то нефть автоматически идет в специальный сепаратор-делитель, а оттуда – повторно на УПН.
Устройство подготовки сырой нефти
Техпроцесс и оборудование УПН должны обеспечивать:
Технологический процесс нефтеподготовки должен отвечать следующим требованиям:
Резервуары
Для УПН куста нефтяных скважин необходимо наличие запасов сырья и место для хранения товарной нефти в следующих объемах:
Также необходимы емкости для хранения сточных и пластовых вод и для приема аварийных сбросов.
Все это обеспечивается, как правило, стандартными стальными резервуарами (например, РВС).
После пропарки и очистки резервуарных емкостей образовавшиеся парафиновые отложения собираются в специальные земляные амбары, чья суммарная емкость определяется из расчета годового количества парафиновых отложений.
Процесс подготовки газа на газовых промыслах
«Сырой» газ от кустов газовых скважин по газопроводам-шлейфам поступает в здание пункта переключающей арматуры (ППА), состоящего из узлов входа шлейфов и пункта распределения метанола. В узлах входа шлейфов происходит выравнивание давления сырого газа и подача в общий коллектор.
Далее сырой газ из ППА направляется на узел подключения дожимной компрессорной станции (ДКС) к УКПГ и поступает в сепараторы установки очистки газа (УОГ), где происходит очистка газа от механических примесей и капельной жидкости.
Далее газ подается на ДКС для компримирования (сжатия объема и повышения давления). Компримирование газа на ДКС осуществляется газоперекачивающими агрегатами (ГПА) в две ступени с последующим охлаждением газа на аппаратах воздушного охлаждения (АВО).
От дожимной компрессорной станции сырой газ через узел подключения ДКС к УКПГпоступает на установку подготовки газа (УПГ) и направляется в абсорберы. В абсорберах газ подвергается процессу гликолевой осушки раствором регенерированного диэтиленгликоля концентрацией 97,5-99,5%, который поглощает влагу из потоков газа.
Далее осушенный газ охлаждается для исключения растепления многолетнемерзлых грунтов и повышения надежности газопровода. Охлаждение в зимний период может быть обеспечено АВО газа, а в теплый период – АВО в сочетании с турбодетандерными агрегатами.
Осушенный газ после охлаждения направляется на установку отключающих кранов (УОК), и поступает в магистральный газопровод для последующей транспортировки к потребителям.
Процесс подготовки газа на газоконденсатных промыслах
Пластовый газ от кустов скважин по газопроводам-шлейфам поступает во входные линии здания переключающей арматуры (ЗПА). Входные линии ЗПА обеспечивают подачу сырого газа из шлейфов в общий коллектор, от которого осуществляется разводка на несколько технологических линий, транспортирующих газ в цех первичной сепарации.
Газожидкостный поток поступает в горизонтальный пробкоуловитель (ПУ), в котором за счет специальных насадок и действия силы тяжести происходит выравнивание потока и отделение от него капельной влаги, механических примесей и жидкостных пробок.
Частично очищенный от капельной влаги и жидкости пластовый газ направляется в первичный сепаратор для более тонкой очистки газа от механических примесей и капельной жидкости и далее в цех подготовки газа (ЦПГ).
ЦПГ обеспечивает разделение газа пластового (газоконденсатной смеси) на – газ сухой и конденсат газа нестабильный. Принцип действия установки заключается в том, что газожидкостный поток проходит последовательно несколько ступеней разделения, отличающихся условиями (температурой, давлением). Параметры разделения в каждой ступени обеспечивают максимальную конденсацию и выделение жидкой фазы из газового потока.
Из цеха первичной сепарации газ транспортируется на площадку аппаратов воздушного охлаждения, где в зимний период производится охлаждение газа в воздушных холодильниках (ВХ), а в летний период – ВХ с турбодетандерными агрегатами. Необходимость охлаждения газового потока связана с тем, что понижение температуры позволяет конденсировать (выделять) капельную жидкость, распределенную в газовом потоке. При этом, чем глубже охлаждение, тем больше количество жидкости выделится из потока газа.
После охлаждения поток газа подается в блок промежуточного сепаратора для выделения жидкости и далее в блок низкотемпературного сепаратора, где происходит дальнейшее понижение температуры газового потока клапаном-регулятором при помощи дроссельного эффекта.
В низкотемпературном сепараторе при помощи специальных сепарационных и фильтрующих элементов за счет действия центробежных сил происходит максимальное отделение капельной жидкости от газа и окончательная очистка. После низкотемпературного сепаратора газ поступает в узел замера (УЗГ).
После замера потоки газа из технологических линий ЦПГ объединяются в газосборном коллекторе и транспортируются в здание аварийных кранов, и далее в магистральный газопровод к потребителям.
Эффективность эксплуатации кустовых скважин, их преимущества и недостатки. Особенности проектирования
К основным недостаткам кустового бурения относятся:
В то же время применение кустового бурения и эксплуатация кустов скважин значительно сокращает вспомогательные и строительно-монтажные работы, что способствует сокращению количества инженерных коммуникаций, таких как линии электропередач, дороги, трубопровод. Куст скважин гораздо проще и легче в обслуживании, для процесса добычи полезного ископаемого кустом скважин требуется меньше технологического оборудования, что становится причиной упрощения процесса добычи и количества оборудования, сокращению объемов перевозок, повышению рентабельности процесса разработки всего месторождения и т.п. Например, применение куста скважин в условиях болота снижает объем отсыпных работ. Кустовое бурение также доказало свою эффективность в обнаружении залежей полезного ископаемого в зоне шельфа, а также под сооружениями и водными объектами.
Использование кустовых скважин на заповедных и плодородных землях также более эффективно, чем применение традиционных способов, так как сокращается объем земель, нуждающихся в восстановлении (которое занимает десятки лет). Схема куста скважин изображена на рисунке ниже.
Таким образом, эффективность эксплуатации куста скважин гораздо выше, чем одиночных, особенно на месторождениях со сложным геологическим строением. Поэтому в настоящее время предприятия нефтегазовой отрасли отдают предпочтение именно этому способу эксплуатации скважин, если на то существуют все необходимые условия и экономическое обоснование.
Основным показателем, который используется в процессе проектирования куста скважин, является оптимальное число скважин в кусте. Это число должно определяться с точки зрения экономической целесообразности, пожарной безопасности, технических возможностей проходки скважины. В целях пожарной безопасности установлено, что суммарный дебит куста скважин не должен превышать 4000 тонны в сутки, а газовый фактор 200 кубометров на одну тонну. С экономической точки зрения оптимальным количеством скважин в кусте считается такое, при котором себестоимость каждой из них минимальна. С технической точки зрения максимальное число скважин в кусте рассчитывается по следующей формуле:
Здесь апр — максимально допустимое отклонение скважины от вертикали; t – плотность сетки разработки месторождения; b – горизонтальное расстояние между рядами скважин; h – горизонтально расстояние между скважинами в ряду.
Экологические проблемы кустовых площадок
С чем же связаны проблемы загрязнения окружающей среды, возникающие на кустовых площадках? Ответ прост. Кроме отходов бурения, буровых растворов и ГСМ, размещаемых на территории технологических площадок, опасность представляют разливы и утечки нефти, которые происходят из-за повышенных нагрузок на технологические трубопроводы и пропусков в запорной арматуре. При несоблюдении природоохранных мероприятий опасные вещества могут проникать в грунтовые воды. Наибольшая опасность возникает при таянии снегов, когда в результате паводков загрязненные воды попадают в водные объекты и прилегающие территории.
Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций необходимо производить гидроизоляцию технологических площадок геомембраной, а также в процессе их эксплуатации проводить ряд важных мероприятий:
Невыполнение природоохранных мероприятий влечет за собой заражение почв, водных объектов, лесных массивов. Если аварийная ситуация все же имеет место, то необходимо проводить очистку водоемов и рекультивацию земель в соответствии с установленными правилами.
Применение геомембраны в качестве гидроизоляционного материала обеспечивает высокий уровень защиты окружающей среды и выводит нефтедобывающее предприятие на новый уровень экологической безопасности.
Компания АНИКОМ является надёжным партнёром с многолетним опытом производства и поставки пленки полиэтиленовой гидроизоляционной светостабилизированной черной(геомембраны) и аппаратов для сварки полотнищ пленки при конструировании противофильтрационного экрана в шламовых амбарах, резервуарах и на технологических площадках кустового основания.