Безопасная нефть

Системная защита окружающей среды стала составной частью науки добывать черное золото.

(8 ноября 2017 07:12 , ИА "Девон" )

Говорят, что бизнес в погоне за сверхприбылями может экономить на безопасности. Однако аварии, травматизм и экологический ущерб бьют по репутации и финансам компаний. Поэтому сегодня люди научились добывать нефть безопасно. Об этом говорится в статье «Внимание, нефть!», опубликованной в журнале «Сибирская нефть». Информ-Девон приводит этот материал в сокращении.

 

СТУПЕНИ БЕЗОПАСНОСТИ

Строительство и эксплуатация скважин не должна приводить к загрязнению водоносных горизонтов и почв, травмам людей и повреждению оборудования. Основа безопасности скважины закладывается во время ее проектирования. Для этого геологи и геомеханики изучают горно-геологические условия. Они выясняют расположение и состав пород различных пластов, в том числе водоносных, рассчитывают направление внутренних напряжений, определяют наиболее нестабильные промежутки. Главная задача на этом этапе — подобрать такую конструкцию скважины, которая будет соответствовать всем геологическим особенностям на ее пути.

 

В разработке любого нефтяного месторождения задействовано немало подрядчиков. Они бурят и ремонтируют скважины, проводят гидроразрыв пласта (ГРП), исследуют скважины, занимаются строительством и многим другим. К примеру, в «Газпром нефти» существует стратегия «Ступени». Стратегия включает 7 ступеней, которые охватывают все этапы взаимодействия — от проведения тендера до выполнения работ и подведения итогов. Подрядчик должен познакомиться с требованиями по безопасности, действующими в компании, обеспечить контроль за их соблюдением, провести оценку рисков, организовать обучение сотрудников. Заказчик же снабжает подрядчика всей требуемой информацией и проводит необходимые проверки.

 

КАК ИЗБЕЖАТЬ ФОНТАНОВ

Первый в России нефтяной фонтан  был получен 15 февраля 1866 года при бурении скважины в долине реки Кудако на Кубани. Фонтан бил из скважины глубиной в 37,6 м в течение 24 суток, затем приток нефти значительно ослабел. Даже в середине XX века такие фонтаны не были редкостью.

На самом деле открытые нефтяные фонтаны чреваты большими разрушениями и приводят к загрязнению окружающей среды. А выброс газа может вызвать взрыв и пожар. Поэтому при бурении жидкость и газ, находящиеся в скважинах под большим давлением, задавливают буровым раствором, чтобы они не вырвались на поверхность. Важно подобрать такую плотность раствора, чтобы его масса надежно удерживала нефть и газ в пласте, не давая им попасть в скважину. Подобные ситуации называют газонефтеводопроявлениями.

 

Фонтанирования углеводородов сегодня происходят очень редко. Однако на случай, если ситуация все-таки выйдет из-под контроля, существуют военизированные аварийно-спасательные формирования. Они располагаются во всех нефтедобывающих регионах.

 

Буровой раствор правильно подобранной плотности не только борется с нежелательными выбросами, но и удерживает стенки ствола скважины от обрушений, которые могут вызвать прихват бурильного инструмента. Последний при этом начинает застревать или хуже вращаться.

 

Наверху скважины (в ее устье) устанавливают противовыбросовые превенторы. Он был изобретен в США в 1922 году. Авторами разработки стали буровик Джеймс Аберкромби, который однажды сам чуть не оказался жертвой мощного выброса нефти, и инженер-механик Гарри Кэмерон, производитель оборудования для нефтяников.

Превенторы не позволяют вырваться нефти и газу на поверхность. Обычно используют сочетание из нескольких превенторов разных типов. Универсальные превенторы имеют мощное резиновое кольцевое уплотнение, которое может обхватывать бурильные трубы разного диаметра. Плашечные превенторы способны сдерживать более высокое давление, но рассчитаны лишь на определенный диаметр труб. Некоторые превенторы способны перерезать бурильную колонну и наглухо блокировать скважину.

 

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ

Важная задача при строительстве скважины — обезопасить пресноводные горизонты с питьевой водой, расположенные на небольшой глубине, от попадания в них из нижележащих пластов различных соляных растворов, нефти и других веществ. Чтобы избежать таких перетоков, в конструкции любой скважины предусмотрен кондуктор — колонна обсадных труб, надежно защищающая грунтовые воды от загрязнения. Глубина, до которой может доходить кондуктор, может составлять от 100 до 600 метров.

Пространство между обсадными трубами и стенкой скважины заполняют цементным раствором, который блокирует любой переток. Чтобы цемент равномерно заполнил пространство, на обсадные трубы надевают центраторы — муфты, располагающие их точно посередине скважины.

Сегодня все чаще для стимуляции притока в скважину углеводородов применяется ГРП. В ходе него в скважину под большим давлением закачивают специальную жидкость с проппантом — гранулами, которые попадают в возникающие при этом трещины и не дают им сомкнуться. Чтобы вытеснить нефть из пласта, также используют различные химические составы. Правильное устройство скважины — залог того, что все эти вещества не попадут в почву и не разольются по поверхности. В современной скважине нефтеносный слой изолирован от вышележащих пластов, колонна-кондуктор надежно защищает водоносные горизонты, фонтанная арматура наверху также герметична, а любые вещества, попавшие в скважину, вымываются вместе с добываемой нефтью и в дальнейшем отделяются от нее на установке подготовки нефти.

 

МЕСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Основные риски, которые существуют на любом месторождении — это утечки, аварийные разливы нефти, возгорания, травмы персонала. Есть еще и региональные особенности. Так, например, в оренбургской нефти высоко содержание сероводорода. Это токсичный и опасный для человека газ: его коварство в том, что при высоких концентрациях люди перестают ощущать его запах и могут получить серьезное отравление. Там, где возможен выброс сероводорода, работники обязательно носят с собой портативный газоанализатор.

Для месторождений Ямала сероводород не характерен, но там есть повышенное содержание попутного нефтяного газа (ПНГ) в добываемой нефти. Выбросы углекислого газа от сжигания ПНГ на факелах усиливают парниковый эффект, поэтому в «Газпром нефти» разработана программа, цель которой — к 2020 году довести утилизацию ПНГ до 95%.

Сегодня подобный уровень уже достигнут на большинстве зрелых месторождений компании, в том числе и на Ямале. Месторождения, расположенные на Крайнем Севере, имеют и другие региональные риски. Это и суровый климат, в котором приходится работать персоналу, а значит — дополнительные требования к спецодежде. Это и вечная мерзлота. Все сооружения должны быть подняты над землей, в противном случае вечная мерзлота начнет таять. Тогда нефтепроводы и другие объекты разрушатся.

 

БОРЬБА С РАЗЛИВАМИ

Любое месторождение — это большое количество трубопроводов, по которым нефть с отдельных скважин или кустовых площадок доставляется на установку подготовки нефти. Кустовая площадка — ограниченная территория месторождения для размещения группы скважин, нефтегазодобывающего оборудования, помещений.

Так как месторождения порой занимают десятки квадратных километров, длина трубопроводов может быть значительной, а пролегают они в не самых легкодоступных местах. Неочищенная нефть — довольно агрессивная среда. Поэтому на таких трубопроводах может быстро развиваться коррозия, приводящая к утечкам и аварийным разливам. Если у магистральных нефтепроводов нормативный срок эксплуатации превышает 30 лет, а фактический может достигать 50, то промысловые трубопроводы разрушаются за 5–10 лет.

 

Чтобы избежать повреждений труб и разливов нефти, сегодня применяются разнообразные способы диагностики состояния труб и средства их защиты. Одно из таких решений — внутритрубный снаряд, устройство, которое проталкивается по трубе давлением нефти. На нем установлены специальные датчики, которые сканируют стенки трубы сантиметр за сантиметром, выявляя дефекты.

Для защиты труб от коррозии и любых механических повреждений применяют специальную изоляцию, которую наносят не только снаружи, но и внутри. Кроме того, используют ингибиторы коррозии — вещества, которые закачивают в трубу для образования защитной пленки на ее стенках.

Что касается возможных утечек нефти прямо на кустовой площадке, например в результате разгерметизации фонтанной арматуры, то на этот случай существует так называемый глиняный замок, который не позволит жидкости попасть в окружающую среду. Нефть будет скапливаться на кустовой площадке как в огромной ванне, пока добыча не будет остановлена.

 

Также для выявления утечек сегодня используются беспилотники. Они фиксируют возможные места утечек тепловизором, который фиксирует повышение температуры и отмечает координаты места. Кроме того, аппарат делает видеозапись, которую просматривает оператор. Все это позволяет быстро найти утечку и ликвидировать ее последствия, пока еще не нанесен значительный вред.

 

Поделиться этой новостью у себя в соцсетях

Поиск по теме: безопасность, история, вода, Газпром нефть, Коррозия, Экология, трубопроводы, Сероводород, трубы