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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

смотрении кривых, приведенных на рис. 77, становится очевид­ ным, что с увеличением разности абсолютных отметок потолочин гидроврубов резко возрастает радиус сбойки, причем влияние величины а особенно велико при небольшой высоте гидровруба. С увеличением высоты гидровруба влияние величины а на вели­ чину радиуса сбойки снижается.

Рис. 77. График форми-

Рис. 78. График. форми­

рования сбойки конусо-

рования

сбойки

криволи-

образных гидроврубов.

нейных

гидроврубов.

При небольших величинах а сбойка

гидровруба

происходит

при радиусах, незначительно превышающих половину расстоя­ ния между центрами гидроврубов.

Следовательно, при размыве сбиваемых гидроврубов необхо­ димо стремиться к наименьшей разности между абсолютными отметками потолочин гидровруба. Учитывая, что основным ме­ тодом контроля за положением уровня нерастворителя при раз­ мыве гидроврубов является «подбашмачный» контроль, башмаки рабочих 8" колонн должны быть установлены на отметках, ми­ нимально отличающихся друг от друга.

Учитывая, что вскрытая скважинами IV—IVa мощность ка­ менной соли сравнительно велика, а с ростом высоты гидровру­ бов резко снижается радиус сбойки, высота гидроврубов принята 15 м.

При этой высоте (см. рис. 77, 78) сбойка

гидроврубов даже

при

разности отметок 8" колонн, равной 2 м,

должна произойти

при

радиусах менее 21 м.

 

Была предложена технология, при которой формирование кровли камеры производится самостоятельно над каждым гидро­ врубом до момента сбойки в виде усеченного конуса. Применяе­ мый в качестве нерастворителя бензин закачивали ежесуточно расчетными порциями.


При размыве емкости IV—IVa была исследована возможность формирования камеры сложной конфигурации, а практическое осуществление строительства этой емкости позволило оценить возможность камер значительных размеров с точки зрения дол­ говременной их прочности в условиях работы подземных емко­ стей. При этом решались отдельные вопросы, связанные с фор­ мированием подземных камер. Исследовалось формирование гидроврубов больших диаметров на разных этапах развития, фор­ мирование кровли с помощью бензина, съема соли с поверхно­ стей камеры на различных этапах ее развития. Было подверг­ нуто практической проверке предположение, вытекающее из ана­ лиза размыва первых емкостей, о неравномерности размыва соли в различных участках соленосной толщи. Поэтому размыв каж­ дой скважины осуществлялся самостоятельно и с одинаковой производительностью.

В процессе размыва гидроврубов дважды измеряли их диа­ метр в верхней части камеры.

Размеры гидровруба на скважине IVa, кроме того, были иссле­

дованы с помощью опытного образца гидролокатора

конструк­

ции Ленинградского горного института.

 

 

 

 

Диаметр гидровруба в верхней

части

определяли

путем за­

качки порции бензина и измерения изменения уровня

бензина.

Нижний диаметр определяли, исходя из

полученного

размера

объема вынутой на поверхность

соли и

концентрации

рассола

в камере на момент производства

замеров.

 

 

 

Отбивку уровня контакта рассол — бензин

производили с по­

мощью радиоактивного каротажа. При

формировании

кровли

периодически замерялся уровень контакта

бензин — рассол

также с помощью радиоактивного каротажа. По количеству за­ качанного бензина за период между двумя измерениями контакта уровня бензин — рассол и изменению при этом уровня опреде­ лялось соответствие фактического формирования кровли камеры проектному.

Фактически

формирование

кровли

камеры

было начато

после сбойки

гидроврубов.

Размыв

гидроврубов

продолжался

с 6 ноября 1962 г. по 10

апреля

1963

г.,

производительность

размыва составляла 40 мг/ч.

Концентрация

выдаваемого рас­

сола за этот период выросла от 40 до 140—160

г/л.

 

Сопоставление расчетных и фактических величин с корректи­ ровкой на простои приведено в табл. 33 для гидровруба сква­ жины IV (а) и для гидровруба скважины IVa (б).

Как показывают расчеты, гидровруб скважины IV размывался фактически быстрее по сравнению с первым расчетным вариан­ том в среднем на 35%, а по сравнению со вторым — на 16%. Для гидровруба скважины IVa увеличение фактического роста ка­ меры по сравнению с расчетным составило соответственно 30 и 14%.


 

 

Время, затраченное

на вынос

соли, ч

 

 

Количество вынесенной

соли, т

Номер

 

 

расчетное

 

 

 

 

расчетное

ступе­

факти­

 

процент

процент

факти­

 

 

ни

ческое

при <=10*С

ческое

при /=10*С при <=20*С

 

расхожде- при /-20°С расхожде­

 

 

|

ния

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

 

а) Гидровруб

скважины

IV

 

 

 

1

238

426

+ 4 3 , 4

341

+30, 2

280

281

281

2

439

743

+ 41,0

550

+20, 2

1286

1286

1286

3

405

632

+36, 0

482

+

16,0

1761

1762

1762

5

679,5

979

+30, 5

800

+

15,0

4155

4155

4155

7

396,3

520

+ 2 4

437

+

9,5

2571

2571

2571

 

 

 

б) Гидровруб скважины

IVа

 

 

 

1

260

431

+39, 5

346

+2 5

 

291

291

291

2

417

591

+29, 0

483

+ 14

 

1068

1070

1070

3

478

671

+ 28,5

548

+

13

 

1871

1871

1871

4

172

238

+28

199

+

13,5

836

836

836

5

443

441

+ 22

374

+

9

 

1839

1839

1839

В начале размыва расхождения по ступеням были максималь­ ными и составляли для скважины IV 43% и 30%, а в конце раз­ мыва 24% и 9,5%; для скважины IVa эти величины равны соот­ ветственно 39,5 %, 25 % и 22 %, 9 %.

Сопоставление расчетных размеров камер на различных эта­ пах с фактически замеренными свидетельствует о расхождениях, возникших за счет различия в соотношениях верхнего и нижнего радиусов. Результаты измерений гидровруба скважины IVa ультразвуковым гидролокатором свидетельствуют о симметрич­ ном развитии камеры, что является важным подтверждением исходных предпосылок.

После

окончания размыва

гидроврубов

регламент размыва

емкости

по производительности был выдержан

только лишь

в течение двух месяцев; в

дальнейшем

из-за

недостаточного

напора в водяной линии производительность была меньшей.

Концентрация

выдаваемого рассола

после

вскрытия

потолочин

гидроврубов увеличилась на 90 г/л

и

составляла

280 г/л при

суммарной производительности размыва

120 мъ/ч. Кровля камеры

формировалась в соответствии

с проектом

с незначительными

отклонениями,

обусловленными

различной

скоростью растворе­

ния каменной

соли в скважинах IV и IVa. Ввиду незначитель­

ных отклонений режим закачки бензина, требуемый для форми­

рования, выдерживался

согласно регламенту одинаковым. Ре­

зультаты замеров показали, что скорость

роста

радиуса

камер

на уровне

контакта

рассол — бензин

в начале составляла

13 см/сутки,

а к концу

размыва — 8 см/сутки.

Размыв

емкости

был закончен 14 декабря 1963 г. и ее объем составил 80000 м3.


ПОДЗЕМНОЕ ХРАНИЛИЩЕ В СОЛЯНОМ ШТОКЕ

Вотечественной практике до сего времени не было опыта соо­ ружения подземных емкостей в условиях штокового месторожде­ ния. Были основания предполагать, что размыв в штоке будет отличаться от размыва в пластовом месторождении соли, напри­ мер, иной скоростью растворения соли.

Особенности штокового месторождения давали возможность создания камер вытянутой формы, что вследствие увеличения по­ верхности обнажения могло привести к сокращению сроков фор­ мообразования подземных хранилищ.

Геологическая

характеристика

разреза

по глубине

 

 

О—130 ж — геологический

разрез

представлен

в

интер­

 

валах:

 

 

 

 

 

 

 

0—50 м — суглинками и песками;

 

 

 

 

50—78 ж — глинисто-карбонатной

брекчией;

 

 

 

78—85 м — гипсо-ангидритовой

толщей;

 

 

 

85—98 ж — глинисто-карбонатной

брекчией;

 

 

 

98—130 ж — глинисто-карбонатной

брекчией

с прослойками

 

каменной

соли.

 

 

 

 

 

 

130—260 ж —каменная

соль с включением глинистого

мате­

 

риала. Глинистые

пропластки,

судя

по

каро.-

 

тажу, наблюдаются в интервале 160—168 ж и

 

220—224 ж.

 

 

 

 

 

 

260—600 ж — каменная

соль светло-серого цвета, в основном

 

крупно- и среднекристаллическая, полупрозрач­

 

ная. В интервале 260—400 ж каменная соль не­

 

сколько загрязнена включениями глинистого и

 

известнякового материала в виде обломков

 

диаметром 4—6 мм.

 

 

 

 

 

Интервал 400—600 ж представлен чистой ка­

 

менной солью светло-серого цвета, от крупно­

 

кристаллической

до

среднекристаллической,

 

полупрозрачной.

 

 

 

 

 

600—1098 ж — каменная

соль светло-серого цвета.

В нижней

 

части — светло-серые

известняковые

сланцы,

 

глины зеленовато-серого цвета, песчаники.

В результате

геологической разведки

установлено,

что

шток

имеет в плане эллипсоидную, а по вертикальной оси — столбооб­ разную форму. Поверхность соли имеет вогнутую форму вслед­ ствие карстовых процессов.

Для уточнения разреза массива при бурении эксплуатацион­ ной скважины по соли предполагался сплошной отбор керна. Однако по скважине № 1 керн полностью отобран не был, и уточ­ нение разреза было проведено с помощью геофизических ме­ тодов.

13—243

193


Конструкция скважины такова: направление 20"Х5 м\ кон­ дуктор 16"Х55л<; техническая колонна 12"Х30О м; рассолоподът ємная колонна 5"Х600 м\ водоподающая колонна 8"Х590 м.

Перед разбуриванием цементного стакана техническая колон­ на была испытана на герметичность цементировочным агрегатом. Давление с 60 ат в течение 30 мин упало до 59 ат, при допускае­ мом понижении давления за это время 1,2 ат.

Для уточнения положения башмака обсадной колонны, опре­ деления объема затрубного пространства, а также проверки вер­ тикальности оси скважины был проделан ряд электрометрических работ. Среди них: кавернометрия, инклинометрия, каротаж и т. д.

В результате этих исследований было

368установлено, что при бурении скважин по соли произошло значительное отклонение оси скважины от вертикали вследствие скольжения бура в направлении падения пласта.

Рис. 79. Проектная кон­ фигурация подземной емкости в соляном штоке.

Подземная емкость объемом 100 тыс. м3 размывалась ступенчатым методом по противоточной схеме без перемещения водоподающей и рассолоподъемной колонн (предложение автора).

Вначале был размыт гидровруб высо­ той 40 м для сбора и накопления нераст­ воримых включений, а затем последова­ тельно два больших вертикальных интер­ вала, условно именуемых ступенями. Раз­ мыв большого вертикального обнажения каменной соли позволил выносить соль во всем интервале ступени. Эта характерная особенность технологии в условиях штоковых месторождений каменной соли свя­ зана с возможностью создавать камеры большой высоты и малого диаметра.

В связи с тем, что размыв потолка ка­ меры осуществляется значительно быст­ рее размыва вертикально расположенных поверхностей, соляные формации, харак­ теризуемые большой мощностью (штоки, купола), являются более предпочтитель­ ными для форсированного строительства подземных камер-хранилищ нефтепродук­ тов.

Потолочины двух последних ступеней размыва, как и при врубе, были плоскими (рис. 79). На них удерживалась лишь тонкая пленка нерастворителя, в связи с чем расход его за весь период размыва камеры емкостью 100 тыс. м3 не превысил 200 м3. Положительным в принятой технологии яви-