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

Действующие в стенках камер нормальные напряжения (соот­ ветственно для шара и цилиндра) определяются формулами:

Опыт эксплуатации рассолопромыслов показывает, что даже при нулевом давлении на устье скважины обрывы труб за счет местных вывалов все же иногда имеют место. Следовательно, для подземных нефтегазохранилищ вероятность обрушения мож­

Исходя из опыта строительства подземных хранилищ нефте­ продуктов и сжиженных газов не рекомендуется превышать сле­ дующие предельные величины радиусов выработок: для сфери-

Рис. 43. Номограмма для определения максимально допустимого радиуса сферической подземной емкости в отложениях каменной соли.

ческих емкостей Ятлх = 3 0 м; для цилиндрических и эллипсоидовидных емкостей с куполообразной кровлей RmsiX = 2 5 м; для ем­ костей с плоской потолочиной /? т а х = 1 5 м.

Междукамерные целики необходимо выбирать таким образом, чтобы возмущающее действие одной подземной емкости было достаточно малым в точке, принадлежащей краю другой,емкости.

т — междукамерный коэффициент;

Общее значительное искривление скважин приводит к нару­ шению проектных решений, схемы размещения отдельных камер, уменьшению расчетных размеров целиков и делает возможным сбойку камер.

При бурении скважин для подземных хранилищ в интервале покрывающих пород и заложении емкостей можно допускать максимальные отклонения скважин от вертикали на 1—1,5°.

Необходимо применять самые точные инклинометры и кавер­ номеры для многократного измерения ствола и контроля за на­ правленностью скважин. Бурение в соли производится на глини­ стом растворе, затворенном насыщенным рассолом.

Если кровля сложена плотными известняками или имеется мощная толща ангидрита, покрывающая соль, то башмак обсад­

Особые требования предъявляются к герметичности скважин. Герметичность скважины в закрепленной части ствола зависит от герметичности обсадной колонны труб и затрубного простран­ ства. Герметичность обсадной колонны определяется отсутствием дефектов в теле труб и в резьбовых соединениях.

Кольцевое пространство между обсадной трубой и колонной труб D = 2 1 9 мм является трубопроводом, по которому в период размыва транспортируется нерастворитель, а во время эксплуа­ тации сжиженный газ, поэтому к герметичности этих колонн предъявляют особые требования.

Для выявления герметичности резьбовых соединений буровых труб при строительстве одного подземного хранилища были про­ ведены специальные испытания, для этого были изготовлены камеры с заглушёнными концами из труб с муфтовыми соедине­ ниями на специальных улучшенных смазках.

При испытании водой под давлением 60 кГ/см2 течи не наблю­ далось; при испытании бензином уже при 10 кГ/см2 некоторые стыки дали течь, при 40 кГ/см2 течь была значительной. Испыты­ вали и стыки, в которых заводское соединение с муфтой было заварено электросваркой. Испытания таких стыков бензином под давлением 80 кГ/см2 дали положительные результаты. Было при­ нято решение по заварке качественными электродами всех за­ водских и монтажных стыков на обсадных колоннах диаметром 325 мм, и одного стыка на колоннах диаметром 219 мм, так как необходимо было сохранить возможность разъема колонны.

При этом была обеспечена надежная герметизация обсадной колонны труб, но при необходимости подъема колонны ее при­ шлось разрезать. Поэтому целесообразно обеспечивать герметич­ ность стыков труб без нарушения разъемности за счет тщатель­ ной их подготовки и сборки, а также применения высококаче­ ственных специальных смазок.

Герметичность обсадной колонны проверяют после тампонажа затрубного пространства до разбуривания цементной пробки. Опрессовку желательно производить тем продуктом, который предполагается хранить в емкости, или воздухом.

Однако испытания колонны после цементации практически исключают возможность исправления дефектов, так как колонна не может быть извлечена из скважины. Целесообразно преду­ смотреть такой порядок выполнения работ, при котором стыки проверяют по мере спуска колонны.

Для осмотра и освидетельствования колонн может быть при­ менен новый телеприбор — фототелеграфная скважинная уста­ новка.

Этот прибор диаметром 60 мм и длиной 1,69 м имеет форму снаряда. В скважину его спускают на кабель-тросе; На экране телевизора, установленного наверху, можно видеть скважину. Телевизионную часть прибора можно переключать на цветную фотографию. Этот прибор, помимо осмотра скважин и определе­ ния дефектов в колоннах обсадных и эксплуатационных труб, рекомендуется использовать для изучения геологического раз­ реза по рабочей соленосной толще и вмещающим породам. Такой осмотр позволит установить точную картину расположения пропластков, определить их мощности и охарактеризовать надсолевые породы.

В подземных емкостях на больших глубинах сжиженные газы будут храниться под высоким давлением. Так, в хранилищах на глубине 1000 м минимальное давление составляет 120 кГ/см2. Поэтому должна быть -обеспечена надежная герметизация ко­ лонн труб и затрубного пространства. Герметичность затрубного пространства может быть достигнута только при качественной цементации.

Тампонаж скважины осуществляют цементным раствором на насыщенном рассоле. Однако при затворении портландского или специальных смолистых цементов на рассоле их прочность сни­ жается. Временное сопротивление сжатия образцов некоторых цементов на насыщенном рассоле снижается почти вдвое по сравнению с образцами, изготовленными на чистой воде.

Для предотвращения снижения прочности при затворении це­ мента отдельные зарубежные специалисты (в частности амери­ канец Шелл) рекомендуют добавлять в определенной пропорции инфузорную землю. В последне время для тампонажа сква­ жин подземных хранилищ стали применять специальные цементносоляные смеси и высококачественные расширяющиеся цементы.

Для лучшего сцепления цементного камня с породами удаляют глинистую корку механическими способами, например, проработ­ кой скважины новым долотом и др.

Наличие глинистой корки на поверхности скважины резко сни­ жает сцепление цементного камня с породами. Поэтому, если не