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

Ниже приведены основные положения методики испытаний емкости № 1 (на нерастворителе), разработанной лабораторией специальных методов хранения нефтепродуктов института ВНИИПКнефтехим в соответствии с СН 320—65.

4.В качестве контрольного органа на линии подачи нераство­ рителя должен быть установлен образцовый манометр с ценой деления шкалы более 0,2 кГ/см2.

5.Задвижка на трубопроводе нерастворителя должна быть

снята и вместо нее установлена заглушка.

6.Дл я производства испытаний скважина должна быть запол­ нена нерастворителем до уровня, расположенного на 3—5 м ниже кровли емкости (в данном случае 368—370 м от поверх­ ности) .

7.Количество нерастворителя при закачке перед испытанием должно быть тщательно замерено, а контрольная отметка кон­ такта нерастворитель — рассол — подтверждена каротажной диа­ граммой.

8.Давление испытания создается подкачкой рассола в вися­ чую колонну диаметром 8".

Испытание на герметичность.

1. Цель испытания — проверка герметичности обсадной ко­ лонны, ее цементного кольца, необсаженной части ствола сква­ жины.

2.Испытательное давление 35 ати.

3.Продолжительность испытания 48 ч.

4.В течение всего испытания следует поддерживать давление подкачкой рассола на уровне 34,5—35 ати.

5.По истечении 48 ч нерастворитель полностью отбирают из емкости. Герметичность емкости определяют сопоставлением ко­ личества закачанного и отобранного нерастворителя. Допусти-

мая потеря нерастворителя не должна превышать 1 % от перво­ начально закачанного количества.

6.В случае превышения допустимой величины потери испыта­ ния производят повторно.

7.При испытании необходимо учитывать поправку на сжимае­ мость и на изменение температурных условий.

8.При обнаружении негерметичности (после трехкратной проверки) участок утечки определяют поинтервальным испыта­ нием путем последовательного перемещения уровня нераствори­ теля сверху вниз до контрольной отметки минус 368 м.

Согласно указанной методике в декабре 1966 г. емкость № 1 была испытана на прочность. К моменту испытания в скважине № 1 находилось 40 м3 нерастворителя. Емкость была заполнена концентрированным рассолом. Испытание производили в три этапа с промежуточной разрядкой. Результаты испытаний све­ дены в табл. 35.

В соответствии с требованиями методики емкость № 1 вполне успешно выдержала испытание на прочность.

Следующее испытание — на герметичность затрубного про­ странства— было начато 2.XII 1966 г. и закончено 8.II 1967 г. Результаты испытаний сведены в табл. 36.

После испытаний 8.II 1967 г. все последующие проверочные циклы закачки и выкачки бензина показали практически полное отсутствие каких-либо потерь. Потеря бензина на протяжении первой ^ерии испытаний на герметичность, как и ее последова­ тельное уменьшение, являются вполне закономерными. Заполне­ ние пазух, образуемых в потолке камеры в результате вывалов нерастворимых включений (в процессе размыва),— процесс по­ степенный, требующий многократных закачек нефтепродукта и его отбора.

Опыт показал необходимость тщательного контроля за процес­ сом испытания емкости на герметичность, ибо недоучет таких факторов, как температурные колебания, изменения плотности рассола,-наличие в нем нерастворенного воздуха, упругость рабо­ чих колонн, может привести к неоправданно пессимистической оценке утечки нефтепродукта.

Следует заметить, что потеря нефтепродукта в процессе испы­ таний емкости (при заполнении всего рабочего объема) является однократной и далее не повторяется, знаменуя собой балластный объем каверн в стенках подземного хранилища.

Суммарная потеря нерастворителя на протяжении всего пе­ риода формирования камеры составила около 150 м3, что состав­ ляет 0,15% от ее объема.

Были все основания предполагать, что в процессе эксплуата­ ции эта потеря заметно не возрастет. Таким образом, хранилище емкостью 100 тыс. м3 оказалось пригодным к эксплуатации, что было подтверждено последующим опытом.

§ 12. Перспективы интенсификации размыва

подземных емкостей в отложениях каменной соли

Сооружение подземных хранилищ в соляных формациях свя­ зано с некоторыми особенностями, несколько снижающими их общую эффективность. Одной из таких особенностей является большой срок сооружения камер-хранилищ. Так, размыв камеры емкостью 100 тыс. м3 в зависимости от применения технологиче­ ской схемы размыва продолжается 1,5—2 года. Для размыва гидровруба высотой 1,5 м и диаметром 50 м необходимо 150 дней непрерывного режима эксплуатации. Поэтому сокращение сро­ ков создания емкостей дает возможность значительно повысить экономическую эффективность этого метода хранения.

При анализе процесса размыва особое внимание следует обра­ тить на получение рассолов слабой концентрации в первой фазе процесса, занимающей 25—30% общего времени создания ка­ меры (при концентрации насыщения 310 г/л, в этот период она обычно не превышает 80—-150 г/л). Это явление объясняется не­ достаточной в данной фазе процесса поверхностью растворения при постоянном поступлении в емкость свежих порций раствори­ теля (воды).

С увеличением диаметра и высоты камеры, по мере роста по­ верхности контакта между в,одой и каменной солью процесс рас­ творения переходит во вторую фазу, когда концентрация выхо­ дящего рассола достигает 260—270 г/л. Во второй фазе процесса даже существенное увеличение подачи растворителя оказывает малое влияние на концентрацию рассола, которая в определен­ ных пределах изменения производительности практически не снижается.

Процесс растворения в жидкости происходит следующим обра­ зом. При взаимодействии растворяемого твердого тела с раство­ рителем на его поверхности (в соответствии с химизмом про­ цесса) почти мгновенно образуется пограничный слой насыщен­ ного раствора, из которого растворенное вещество диффундирует внутрь жидкости. Скорость химической реакции на границе раз­ дела фаз, обусловленная наличием градиента потенциалов, на­ много превышает скорость диффузии.

Таким образом, скорость растворения зависит, в основном, от скорости диффузии, а также от толщины и свойств диффузион­ ного слоя.

При вымывании полостей в соляных формациях скорость по­ тока воды у соляной стенки обычно мала в сравнении со ско­ ростью перемешивания частиц, происходящего в результате есте­

растворения соли. В частности, по данным Дюри, при линейной

Вместе с тем (согласно экспериментальным данным) турбулизация омывающего соль потока растворителя способствует зна­ чительному ускорению процесса растворения. Это вызывается, с одной стороны, уменьшением толщины либо нарушением, це­ лостности пограничного слоя, что выдвигает на первый план ско­ рость химического взаимодействия фаз, а с другой стороны, уси­ лением молярного обмена в общей массе турбулизированной жидкости.

Однако трубулизация потока растворителя в подземной ем­ кости за счет увеличения производительности его подачи яв­ ляется -трудновыполнимой задачей. Это объясняется относи­ тельно большими объемами размываемых полостей в сравне­ нии с обычными параметрами скважин и водоподающих уст­ ройств.

Таким образом, увеличение скорости подачи воды картину рас­ творения не меняет, так как скорость потока на выходе из меж­ трубного пространства в размываемую емкость быстро гаснет, и движение воды вдоль стенок камеры приобретает ламинарный характер.