9. Подготовка буровой площадки
9. Подготовка буровой площадки
После сбора и анализа всех геологических данных по участку и согласования правовых и иных документов, начинается этап подготовки буровой площадки.
Для того чтобы заложить скважину, компания-разработчик точно определяет место и высоту, на которой будет пробурена скважина. Составляют план (карту) участка и регистрируют его в соответствующих госструктурах. Затем с помощью бульдозера к будущей скважине прокладывают дорогу, включая место для разворота машин, а также расчищают и выравнивают площадку. Если земля сырая, участок иногда выкладывают досками. В качестве опоры для буровой установки и для улучшении дренажа поверхность покрывают деревянными досками размером 3×12 дюйм. (7,5 х 30 см). На территории вечной мерзлоты устанавливают буровую площадку гравийно-насыпного типа для предотвращения таяния. Около буровой установки вырывают большой резервуар для хранения бурового раствора, так называемый запасной амбар, который выкладывают пластиком. Здесь будет храниться как неиспользованный буровой раствор, так и буровой шлам и другие добытые из скважины вещества.
(Рис. 1 Пример расположения оборудования на буровой площадке)
Если предполагается, что скважина будет глубокой, выкапывают прямоугольный котлован (устьевую шахту) и выкладывают его бетонными плитами (см. рис. 2). Устьевая шахта обеспечивает наличие пространства под буровой платформой для установки противовыбросовых превенторов. Для подвода воды к буровой площадке либо бурят рядом водозаборную скважину, либо прокладывают водопровод.
(Рис. 2 Устьевая шахта и направляющая обсадная колонна)
(Рис. 3 Пример установки превентора на буровой установке)
Если же глубина скважины невелика (до 3000 фут., или 1000 м.), то буровую установку размещают на автоприцепе, это называется передвижной буровой установкой. При более глубокой скважине установку доставляют на нескольких автомобилях в виде отдельных модулей, спроектированных так, чтобы их можно было легко перевозить и быстро монтировать на месте с помощью крупных штырей, закрепляемых шплинтами.
(Рис. 4 Передвижная буровая установка (ПБУ))
Чем глубже скважина, тем крупнее и мощнее должна быть буровая установка, задача которой — поддержка бурильной трубы на полу установки при извлечении трубы из скважины. Каждая вышка рассчитана на максимальную глубину.
В очень отдаленных районах используют буровую установку, смонтированную на вертолете. Она состоит из специально спроектированных модулей, которые транспортируют с помощью вертолета.
Сборка установки называется монтаж, разборка — демонтаж. Для бурения скважины средней или большой глубины сначала используют малую передвижную буровую установку, которая создает неглубокую (20—100 фут., т. е. 7 — 30 м) скважину для спуска направляющей колонны, имеющую большой диаметр. В отверстии устанавливают и цементируют крупную трубу (20 дюйм., или 50 см в диаметре), называемую направляющей обсадной колонной. На мягкой почве сооружение направляющей колонны может быть произведено с помощью копра без использования буровой установки. Направляющая буровая колонна выполняет задачу стабилизации верхней части скважины и обеспечения остова для установки противовыбросовых превенторов там, где ожидается появление природного газа на малой глубине.
1. Норман Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008г. – 752 стр.
Подготовил: Легковский А.А.
Статья создана исключительно в информационно-познавательных целях и может быть удалена по просьбе автора или правообладателя входящих в нее материалов.
Подготовка площадок для строительства буровых установок
Рис. 5.3. Схема расположения оборудования “Уралмаш-3Д”
Службой охраны труда и техники безопасности предприятий разрабатываются программа и объем инструктажа по видам работ, которые утверждает главный инженер предприятия. Проверка знаний и допуск к работам на площадке бурения производится комиссией под председательством главного инженера предприятия.
Производственный контроль за безопасной эксплуатацией кранов должен осуществляться в соответствии с “Правилами организации и осуществления производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте” [7].
На рабочей площадке вышкомонтажной бригады в каждой смене должно быть назначено приказом лицо, ответственное за безопасное производство работ кранами.
В качестве стропальщиков могут допускаться рабочие-вышкомонтажники, обученные по профессии стропальщика в порядке, установленном соответствующим федеральным органом исполнительной власти.
При размещении мобильных машин на производственной территории руководитель работ должен до начала работы определить рабочую зону машины и границы создаваемой ею опасной зоны. При этом должна быть обеспечена обзорность рабочей зоны, а также рабочих зон с рабочего места машиниста. В случаях, когда машинист, управляющий машиной, не имеет достаточного обзора, ему должен быть выделен сигнальщик из числа стропальщиков.
Со значением сигналов, подаваемых в процессе работы и передвижения машины, должны быть ознакомлены все лица, связанные с ее работой. Опасные зоны, которые возникают или могут возникнуть во время работы машины, должны быть обозначены знаками безопасности и (или) предупредительными надписями.
Рабочие, эксплуатирующие средства механизации, оснастку, приспособления и ручные машины, до начала работ должны быть обучены безопасным методам и приемам работ с их применением согласно требованиям инструкций завода-изготовителя и инструкций по охране труда.
Съемные грузозахватные приспособления и тара в процессе эксплуатации должны подвергаться техническому осмотру лицом, ответственным за их исправное состояние, в сроки, установленные требованиями ПБ 10-382-00 [2].
Результаты осмотра необходимо регистрировать в журнале работ.
Съемные грузозахватные приспособления и тара, не прошедшие технического осмотра, не должны находиться в местах производства работ.
Грузовые крюки грузозахватных средств должны быть снабжены предохранительными замыкающими устройствами, предотвращающими самопроизвольное выпадение груза.
Устройство и эксплуатация электроустановок должны осуществляться в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок, межотраслевых правил охраны труда при эксплуатации электроустановок потребителей, правил эксплуатации электроустановок потребителей.
Устройство и техническое обслуживание временных и постоянных электрических сетей на производственной территории следует осуществлять силами электротехнического персонала, имеющего соответствующую квалификационную группу по электробезопасности.
Производственные территории, участки работ и рабочие места должны быть обеспечены необходимыми средствами коллективной или индивидуальной защиты работающих, первичными средствами пожаротушения, в т.ч. не менее четырех огнетушителей ОП-5 и двух ОП-100, а также средствами связи, сигнализации и другими техническими средствами обеспечения безопасных условий труда в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. Все бытовые и служебные помещения должны быть оборудованы средствами пожаротушения в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности.
Допуск на производственную территорию посторонних лиц, а также работников в нетрезвом состоянии или не занятых на работах на данной территории запрещается.
Основным производственным звеном, осуществляющим сооружение БУ, является ВМБ. Наибольшее распространение в настоящее время получили комплексные бригады, выполняющие все основные виды работ, связанные с сооружением БУ, включая подготовительные работы к видам монтажа, работы по демонтажу, транспортировке и монтажу БУ, строительству инженерных коммуникаций на площадке бурения и др. Комплексная бригада в процессе сооружения БУ может разбиваться на звенья, каждое из которых специализируется, как правило, на выполнении отдельных работ – по сборке, разборке, передвижению, монтажу вышки, блоков БУ, основного и вспомогательного оборудования и др. При этом вышкомонтажники ВМБ владеют двумя-тремя профессиями, что характерно для комплексной организации труда.
В зависимости от способа сооружения БУ, их типа, трудоемкости монтажа, организации труда состав ВМБ может быть различным. Численный и профессионально-квалификационный состав ВМБ должен соответствовать монтажному процессу и его объему. Определяют численный состав комплексной бригады с учетом нормативных сроков выполнения вышкомонтажных работ. Для этого должна быть разработана калькуляция затрат труда,
из которой берут нормативное время на производство работ раздельно по профессиям и разрядам. Нормативное время делят на число часов работы в смену и на установленный срок выполнения задания. При переходе от нормативных показателей к фактическим учитывают сложившийся уровень выполнения норм выработки монтажных работ организации.
Нормирование работ по строительству и монтажу БУ должно производиться по действующим единым нормам времени на строительно-монтажные работы или укрупненным нормам времени, разработанным на типы БУ и виды их монтажей, в которых отражаются перечень и объем работ, нормы времени, пооперационная численность и квалификационный состав ВМБ (звена), расценки на выполняемые работы. Нормируют труд при выполнении монтажных работ кранами в соответствии с действующими нормами и расценками.
Монтажные работы должны быть взаимосвязаны с другими видами работ в рамках выбранной технологии, сменности, количества и квалификации рабочих. При подсчете количества и квалификационного состава бригад и звеньев должны учитываться особенности режима труда и отдыха монтажников в условиях Крайнего Севера.
При монтаже буровой установки вышкомонтажная бригада выполняет работу по установке, сочленению и обвязке блоков, узлов и оборудования, монтирует коммуникации (трубопроводы, воздухопроводы, силовые и световые электролинии и т.д.), осуществляет сборку и установку вышки и устройство привышечных сооружений. Для успешной и бесперебойной работы вышкомонтажная бригада должна располагать необходимыми техническими средствами для демонтажа, транспортировки и монтажа буровой установки, количество и тип которых, в свою очередь, определяется массогабаритными характеристиками оборудования, типом буровой установки, методом ее монтажа, состоянием трасс перетаскивания и др.
Рабочей площадкой вышкомонтажной бригады является зона, где производится строительство буровой установки, находятся необходимые материалы и детали, работают и перемещаются подъемные и транспортные машины и механизмы. Рабочим местом вышкомонтажника или группы вышкомонтажников (звена) является часть рабочей площадки, где рабочие, используя необходимые материалы, инструменты и средства механизации, выполняют определенную работу. Спецификой вышкомонтажных работ является то, что на рабочей площадке может быть одновременно несколько рабочих мест. Ввиду большого разнообразия работ, выполняемых при строительстве и монтаже буровой установки, и большого числа элементов монтажа на объекте, рабочие места членов вышкомонтажной бригады в процессе работы видоизменяются, а также смещаются в пределах рабочей зоны.
До начала монтажа БУ должна быть подготовлена рабочая площадка (площадка бурения), сооружены фундаменты, подвезено буровое оборудование к месту монтажа и расположено на площадке с учетом последовательности монтажа. Буровое оборудование и блоки должны находиться на возможно близком расстоянии от места монтажа или установки с тем, чтобы не допустить излишних переездов крановой техники, перетаскивания оборудования и переходов вышкомонтажников в процессе монтажа. Расстояние между элементами оборудования (конструкциями, материалами) должно быть достаточным для проезда и маневрирования автотракторных средств, используемых в работе. Оборудование, конструкции, блоки, устанавливаемые на деревянные фундаменты, по возможности, выгружаются с транспортных средств или устанавливаются тяговой и крановой техникой (блоки на санном основании) по месту монтажа. Для условий крупноблочного монтажа БУ блоки устанавливаются по месту непосредственно с транспортных средств.
Строительство зимних дорог к объектам бурения приведено в “Регламенте организации и технологии работ по строительству зимних дорог к объектам бурения” (приложение А), а также в разделе 2 “Технических условий на строительство водоводов” [8]. При этом ширина земляного полотна зимних дорог устанавливается, как и для дорог круглогодового действия:
для автозимника с двухполосным движением – ширина проезжей части 6 м, ширина обочин – 2 м, ширина полотна – 10 м;
для однополосного автозимника (с разъездами) – ширина проезжей части 4,5 м, ширина обочин – 1,75 м, ширина полотна – 8 м.
Если ширина автомобиля превышает 2,75 м, то ширину полосы движения автозимника следует устанавливать расчетом по формуле:
где d – ширина расчетного автомобиля, м.
Строительство зимних трасс перетаскивания буровых установок производится аналогично строительству зимних автодорог.
Ширина трассы перетаскивания БУ определяется способом передвижения БУ и применяемыми транспортными средствами. Для условий крупноблочного транспортирования БУ 3200/200 ЭУК-2МЯ, Уралмаш-3Д, Уралмаш-4Э, комбинированных буровых установок (ВЛБ – Уралмаш-3Д, Уралмаш-4Э, ЦС – 3000 ЭУК) транспортные габариты насосного и емкостного блоков составляют 12,3 м, вышечно-лебедочного блока БУ 3200/200 ЭУК-2МЯ – 12,5 м, а транспортный габарит вышечно-лебедочного блока Уралмаш-3Д, Уралмаш-4Э по тяжеловозам – порядка 15 м.
Поэтому, минимальная ширина зимних трасс перетаскивания на прямолинейных участках при крупноблочном транспортировании данных буровых установок должна быть 16-18 м.
Требования к трассе перетаскивания БУ, строительству и эксплуатации ледовых переправ для транспортирования бурового оборудования отражены в “Технических условиях на монтаж буровых установок в условиях месторождений севера Тюменской области” [9] и “Технических условиях на строительство и эксплуатацию ледовых переправ для транспортирования буровых установок” [10].
Лекция № 16. Подготовительные работы к строительству буровой
Лекция № 15. Основные документы, учет и контроль строительства скважин
Оперативные управленческие процессы в УБР возлагаются на районную инженерно – технологическую службу (РИТС). Это орган оперативного контроля, учета и регулирования хода производства. РИТС организует бесперебойную работу буровых бригад, ведет оперативный контроль за выполнением плана-графика строительства скважин, контролирует своевременность обеспечения бригад материально-техническими ресурсами, оперативно реагирует на заявки, вызванные аварийными ситуациями. Основным оперативным учетным документом в РИТС является «Журнал контроля за технологией бурения и учета работы бригад бурения и опробования скважин». РИТС обязан принимать своевременные конкретные меры по ликвидации аварий и осложнений и регулярно информировать центральную инженерно-технологическую службу (ЦИТС) о результатах работ.
Основными документами, на основании которых осуществляется строительство скважин, являются технический проект и смета.
Проекты, в зависимости от назначения скважин бывают:
— индивидуальные (опорные, параметрические, специального назначения и первые три разведочные скважины на каждой площади). Строительство последующих скважин может осуществляться как по индивидуальным, так и по групповым проектам;
— групповые (если на данной площади предстоит пробурить группу скважин, характеризующихся одинаковыми признаками: цель бурения (эксплуатация), проектная глубина, конструкция, горно-геологические условия бурения, способ бурения и др.).
Проекты разрабатываются специальными проектными институтами на основании технических плановых заданий, выдаваемых заказчиком (НГДУ). Задание содержит полный комплекс геологических и технических данных по скважине, необходимых для разработки проекта..
Технический проект на строительство скважины — документ, который полностью регламентирует процесс строительства скважины (составляется проектным институтом на основании технического задания).
Перед началом бурения проект передаётся в Госгортехнадзор (он лишь передаёт проект в экспертный орган).
Технический проект состоит из 18 разделов и нескольких приложений к нему:
1 раздел – сводные технико-экономические данные (название площади, номер скважины, цель бурения, проектные горизонт и глубина, вид скважины, ее смещение относительно устья, конструкция, способ бурения, вид привода, тип БУ, продолжительность цикла строительства скважины и др.
2 раздел – перечислены документы, послужившие основанием для разработки проекта.
3 раздел – общие сведения о районе буровых работ и строительной площадке (административное положение, климат, ММП и др.).
4 раздел – геологическая часть проекта.
5 – 10 – разделы – технологическая часть проекта (5 раздел – обоснование выбора конструкции скважины, 6 раздел – выбор профиля скважины, 7 раздел – обоснование выбора состава и свойств БПЖ, 8 раздел – обоснование выбора способов бурения разных интервалов скважины, типоразмеров долот и ЗД, выбор режима бурения, расчет БК на прочность и др.; 9 раздел – вопросы техники и технологии крепления скважины; 10 раздел — рассматриваются вопросы вскрытия продуктивных пластов и испытания скважины).
11 раздел – обоснование сроков проведения дефектоскопии и опрессовки бурильных труб и оборудования, режима работы насосов при опрессовке и расчет общего объема этих работ.
12 раздел – расчет числа вызовов спецтехники и насосных агрегатов, количества использованных машин и продолжительность их работы.
13 раздел – разработка схемы транспортировки грузов, вахт и расчет общего объема транспортных работ.
14 раздел – разработка мероприятий и выбор технических средств для ООС.
15 раздел – выбор средств механизации работ, средств контроля процесса бурения.
16 раздел – вопросы техники безопасности, промышленной санитарии и противопожарной техники.
17 раздел – строительно-монтажная часть проекта.
18 раздел – содержит список нормативно-справочных и инструктивно-методических материалов, использованные при принятии проектных решений.
Неотъемлемой частью проекта на строительство скважины является ГТН(геолого-технический наряд) – оперативный план работы буровой бригады, и смета на строительство скважины.
Смету составляют к каждому техническому проекту и она определяет общую стоимость скважины и служит основой для расчетов бурового предприятия с заказчиком.
Смета состоит из 4-х разделов, соответствующих основным этапам строительства скважины:
— подготовительные работы к строительству скважины;
— строительство и разборка, пердвижка привышечных сооружений, котельной, монтаж и демонтаж оборудования;
— бурение и крепление скважин;
— испытание скважины на продуктивность.
К смете прикладывают 6 сметных расчетов, в которых определена стоимость основных этапов работ, и обоснования дополнительных затрат, которые не учтены в основных ее разделах.
Геолого-технический наряд. В нём описываются: цель бурения, вид скважины, география, геология и др..
§ Геологическая информация:
§ Стратиграфия (возраст и последовательность залегания пластов).
§ Литология (состав горных пород).
§ Температура и давление в пласте.
§ Комплекс необходимых ГИС.
§ Технологическая информация:
§ Компоновка бурового инструмента.
§ Параметры режима бурения.
§ Дополнительная информация:
Лекция № 16. Подготовительные работы к строительству буровой
В цикл строительства скважины входят:
· монтаж вышки и оборудования;
· подготовка к бурению;
· крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж.
В ходе подготовительных работ выбирают:
· прокладывают подъездную дорогу
· подводят системы электроснабжения, водоснабжения и связи.
Если рельеф местности неровный, то планируют площадку. Выбор площадки для буровой установки производится с учетом геологических особенностей района. Их соответствия со схемой разбуривания месторождения. До начала монтажа Буровой установки к месту будущей буровой должны быть проведены дороги, газопровод, нефтяная линия, телефонная радиосвязь, временная котельная, затем возводится фундамент под основание буровой установки.
Буровая установка — это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.
Строительство скважины выполняется по заранее составленному проекту и геолого-техническому наряду документам, которыми следует руководствоваться при строительстве и бурении скважины.
Бурение скважины начинается с закладки шурфа глубиной 2..4 м, в который опускают долото, привинченное к квадрату, подвешенному на талевой системе вышки. Бурение начинают, сообщая вращательное движение квадрату, а, следовательно, и долоту с помощью ротора. По мере углубления в породу, долото вместе с квадратом опускается с помощью лебедки. Выбуренная порода выносится промывочной жидкостью, подаваемой насосом к долоту через вертлюг и полый квадрат.
После того как произойдет углубление скважины на длину квадрата, его поднимают из скважины и между ним и долотом устанавливают бурильную трубу.
В процессе углубления возможно разрушение стенок скважин, поэтому их необходимо через определенные интервалы укреплять (обсаживать). Это делают с помощью специально спускаемых обсадных труб, а конструкция скважины приобретает ступенчатый вид. Вверху бурение ведется долотом большого диаметра, затем меньше и т.д.
Количество ступеней определяется глубиной скважины и характеристикой пород. Под конструкцией скважины понимают систему обсадных труб различного диаметра, спускаемых в скважину на различную глубину. Для разных районов конструкции нефтяных скважин различны и определяются следующими требованиями.
— противодействие силам горного давления, стремящимся разрушить скважину;
— сохранение заданного диаметра ствола на всей его протяженности;
— изоляция встречающихся в разрезе скважины горизонтов, содержащих разнородные по химическому составу агенты и исключение их смешивания;
— возможность спуска и эксплуатации различного оборудования;
— возможность длительного контакта с химически агрессивными средами и противодействие высоким давлениям и температурам.
Часть скважины, примыкающая непосредственно к нефтяному пласту, оборудуется фильтром, через него происходит переток нефти из пласта в скважину.
Фильтр — это перфорированная по толщине пласта труба, являющаяся продолжением эксплуатационной колонны, или опускаемая в скважину отдельно. Если пласт сложен прочными породами, фильтр может не устанавливаться.
На месторождениях сооружаются газовые, нагнетательные, пьезометрические скважины, конструкции которых аналогичны нефтяной.
Отдельные элементы конструкции скважины имеют следующее назначение: Направление предотвращает размыв верхних рыхлых пород буровым раствором при забуривании скважины. Кондуктор обеспечивает изоляцию водоносных горизонтов, используемых для питьевого; водоснабжения. Промежуточная колонна спускается для изоляции зон поглощения, перекрытия продуктивных горизонтов с аномальными давлениями. Иногда для изоляции участка ствола в глубоких скважинах спускают часть, колонны- хвостовик. Эксплуатационная колонна обеспечивает изоляцию всех, пластов, встречающихся в разрезе месторождения, спуск оборудования и эксплуатацию скважины.
В зависимости от числа обсадных колонн конструкция скважины может быть одноколонной, двухколонной и т.д.
Забой скважины, ее фильтр, является основным элементом колонны, так как непосредственно обеспечивает связь с нефтяным пластом, дренирование пластовой жидкости в заданных пределах, воздействие на пласт с целью интенсификации и регулирования его работы.
Конструкции забоев определяются характеристикой породы. Так в механически устойчивых породах (песчаниках) может выполняться открытый забой. Он обеспечивает полную связь с пластом и принимается за эталон, а показатель эффективности связи-коэффициент гидродинамического совершенства, принимается за единицу. Недостатком такой конструкции является невозможность избирательного вскрытия отдельных пропластков, если они есть, поэтому открытые забои получили ограниченное применение.
Известны конструкции забоев с отдельно спускаемыми, заранее изготовленными фильтрами в полностью вскрытый не обсаженный пласт. Кольцевое пространство между низом обсадной колонны и верхней частью фильтра герметизируется. Отверстия в фильтре выполняются круглыми или щелевидными — ширина 0,8. 1,5 мм, длина 50. 80 мм. Иногда спускаются фильтры в виде двух труб, полость между которыми заполнена отсортированным гравием. Такие фильтры можно менять по мере их загрязнения.
Наибольшее применение получили фильтры, образованные в перекрывшей нефтяной пласт и зацементированной эксплуатационной колонне. Они упрощают технологию вскрытия, позволяют надежно изолировать отдельные пропластки и воздействовать на них, но эти фильтры имеют и ряд недостатков.
Освоение скважины — комплекс технологических операций по вызову притока и обеспечению ее продуктивности, соответствующей локальным возможностям пласта.