Файл: Гофман-Захаров П.М. Проектирование и сооружение подземных резервуаров - нефтегазохранилищ.pdf

В больших глыбах соли Артемовского месторождения были размыты модели емкостей, которые заполнялись различными ви­ дами нефтетоплива. Хранилось нефтетопливо в прямом контакте с концентрированным рассолом. Эксперименты проводили при атмосферном давлении, что не соответствовало условиям под­ земного хранения при высоких давлениях и повышенных темпе-

Рис. 40. Схема подземного хранилища в соляном плас­ те:

ратурах. Дл я серии экспериментов были использованы спе­ циально сконструированные двухлитровые сосуды высокого дав­ ления (до 100 кг/см2), их устанавливали в термостатах, что по­ зволяло получать нужную температуру.

В лабораторных условиях были подвергнуты испытаниям бен­ зины марок А-66 и А-72, топлива марок Т-1 и ТС-1, дизельные топлива ДС, Д З , ДА, автотранспортное топливо марки Л, а так­ же товарная сернистая нефть и технический пропан.

Длительные испытания показали практическую неизменяе­ мость товарных свойств перечисленных углеводородов и химсо­ става эталонных образцов каменной соли. Отклонения в физикохимических показателях моторных топлив, установленные при промежуточных и конечных анализах, не превышают нормируе­ мых в соответствующих ГОСТ.

В табл. 12 представлены результаты анализов товарного сжи­ женного пропана Московского нефтеперерабатывающего завода при хранении в прямом контакте с солью и рассолом. Д о хране­ ния газа, а затем через 5 и 60 суток после хранения проводили хроматографические анализы продукта на аппарате ХТ-2.

До строительства опытно-промышленных емкостей в отложе­ ниях каменной соли было осуществлено хранение в опытных

в опытно-промышленных соляных емкостях Башкирского подзем­ ного хранилища полностью подтвердили положительные резуль­ таты лабораторных и полевых испытаний. Топливо в больших количествах находилось длительное время в подземных емкостях. Так, в емкостях № 4 и № 4а бензин А-66 в количестве 78 тыс. мг хранился более года.

В табл. 13 приведены результаты анализов закачиваемого бен­ зина, контрольного образца этого же бензина, хранящегося в стеклянной таре, и бензина, отбираемого-из емкости. При за­ качке и отборе бензина брали несколько проб, поэтому в таблице приведены усредненные данные.

Как видно из таблицы, колебания в показателях анализов незначительны, это дает основание сделать вывод о практической неизменяемости качества бензина в процессе его длительного пребывания в соляной емкости.

Подземные камеры хранилищ являются капитальными соору­ жениями, рассчитанными на длительную эксплуатацию. Поэтому они должны иметь геометрические размеры и форму, обеспечи­ вающие устойчивость в условиях большого горного давления.

Высокие требования к устойчивости подземных емкостей дик­ туются также соображениями безопасности, так как в случае обрушения камер не исключен прорыв газа на поверхность. Создание в отложениях каменной соли камер заданного назна­ чения возможно только при. наличии достаточных данных о гео­ логическом строении участка и с помощью управляемого выще­ лачивания при постоянном контроле объема и геометрической формы.

Т а б л и ц а 13

§ 2. Геологические предпосылки сооружения подземных

нефтегазохранилищ в соляных формациях

В пределах СССР месторождения каменной соли занимают значительные площади и образуют целый ряд соленосных бас­ сейнов. На схематической карте (рис. 41.) показаны основные районы распространения соляных залежей.

Формы залегания отложений каменной соли разнообразны: пластовая, линзовидная, куполообразная или в виде соляных штоков. Отдельные месторождения каменной соли занимают тер­ ритории в 300 тыс. км2 и более.

Соляные отложения залегают на разных глубинах от поверх­ ности земли; на весьма большой площади глубина залегания составляет 50—1200 м.

В некоторых районах соляные купола выходят на поверхность. Так, в Средней Азии соляный купол Ходжа-Мумын возвышается над окружающей местностью на 900 м, а купол Ходжа-Сартис на 700 м. На Украине (Днепровско-Донецкая впадина) и в Прикас­ пийской низменности также нередки выходы отдельных солянокупольных структур непосредственно на поверхность. Поисковые работы на нефть издавна выполняли в районах залегания соля-

ных штоков и куполов. Специальную же разведку на соль прово­ дили всегда в весьма ограниченном объеме, в связи с чем подав­ ляющее большинство геологических сведений о соляных место­ рождениях грешит неточностями и неполнотой.

В основных районах распространения залежей каменной соли благоприятно увязываются такие экономико-географические факторы, как близость к производствам и потребителям мотор­ ных топлив, удобство транспортных связей, наличие источников энерго- и водоснабжения.

Эти обстоятельства в первую очередь касаются ДнепровскоДонецкой впадины и Предкарпатского прогиба на территории УССР, Прикаспийской низменности, значительной части Башки­ рии, Усольско-Сибирского района, Гуардак-Кулябского района Средней Азии и др.

В последнее время залежи каменной соли обнаружены в Смо­ ленской и Калининской областях, на границе Тульской и Рязан­ ской областей; большие залежи выявлены в северных районах Тульской области. Здесь соляные пласты мощностью до 60 м за­ легают на глубине 700—1000 м. Это месторождение входит в юж­ ную часть гигантского соляного бассейна, простирающегося по территории Тульской, Московской, Рязанской, Смоленской и Ка­ лининской областей.

Мощность пластов соли достигает километра, а отдельные ку­ пола от вершины до основания измеряются десятками километ­ ров. Пласты и куполы сложены из почти чистой соли — минерала галита, содержание которого достигает 99,6%. или содержат рас­ сеянные включения, прослои и линзы ангидритов, гипса, полигалитов, карбонатов кальция и других минералов.

Решение вопроса возможности строительства на данном место­ рождении каменной соли подземного хранилища, а также выбор рациональных способов сооружения подземных емкостей тре­ буют сбора следующих данных:

сведения о географическом положении участка, транспортных условиях, топливно-энергетической базе, источниках водоснаб­ жения, местных стройматериалах и пр.;

сведения о рельефе местности и климате района; краткая геологическая характеристика района (стратиграфия,

литография, тектоника, сейсмичность района); геологическое строение участка; горные породы, слагающие

участок, их взаимосвязь, условия залегания. Характеристика ос­ новных тектонических факторов, литологический состав. Особое внимание уделяется породам непосредственной и основной кровли соляной залежи. Для изучения пород, слагающих кровлю месторождения, следует производить бурение с полным отбором керна, начиная с уровня, превышающего кровлю залежи не менее чем на 100 м;

геологические данные q толще соляной залежи. При бурении разведочных скважин в толще каменной соли производят сплош-

ной отбор керна. Для каменной соли необходимо иметь наиболее полные данные о ее химическом составе, условиях залегания, объемном весе, количестве нерастворимых включений, мощности и распространении пропластков породы, а также глубинах их залегания.

При испытании образцов керна каменной соли необходимо определить предел прочности на одноосное .сжатие (параллельно и перпендикулярно напластованию), модуль упругости, коэффи­ циент Пуассона, предел прочности на сдвиг;

гидрогеологические условия месторождения.

При разведке необходимо установить число водоносных гори­ зонтов, их литологический состав, глубины залегания, мощности, выдержанность и распространение; гидростатические уровни каждого водоносного горизонта, взаимосвязь вод различных горизонтов надсолевой толщи; степень обводненности отдель­ ных участков месторождения, химический состав вод, их агрес­ сивность, условия карстообразования. Особое внимание при этом следует уделить поискам структур для аккумуляции или сброса получаемого в процессе размыва подземных емкостей рассола.

В целях сокращения количества разведочных скважин целе­ сообразно широкое применение геофизических методов разведки, данные которой могут быть использованы для расчета проектных глубин скважин и выбора наиболее благоприятных участков раз­ мыва подземных емкостей.

При разведочном бурении следует учитывать целесообразность дальнейшего использования скважин для подземного выщелачи­ вания. Если скважина, вскрывающая Соляную залежь, в даль­ нейшем не может быть использована для размыва, то по окон­ чании бурения ее необходимо ликвидировать. г

При бурении в соли должен быть обеспечен максимальный вы­ ход керна (85—90%). Для этого необходимо использовать ин­ струмент крупных типоразмеров (коронки диаметром не менее 86 мм).

При подходе к соляной. толще глинистый раствор должен за­ творяться на насыщенном рассоле (у= 1,204).

Степень изученности месторождения для проектного обоснова­ ния строительства хранилища должна соответствовать высоким категориям (не ниже Лг). Для изучения геологического разреза скважины, контроля за состоянием ствола, выяснения распреде­ ления температур по глубинам, контроля качества цементации обсадных труб по каждой разведочной скважине должен быть проведен комплекс геофизических исследований.

Геологический отчет составляют с учетом вышеизложенных требований и направляют в проектную организацию со следую­ щими приложениями: геологическая карта на топооснове М 1 : 10000; геологические профили; стратиграфические колонки по скважинам масштаба 1 : 10000; гидрогеологическая карта