Газовая Промышленность 10.2022

Научная статья

УДК 624.139.2:622.245.1
(UD 624.139.2:622.245.1)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

БУРЕНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН (DRILLING AND WELL CONSTRUCTION)

ЭКСПРЕСС-МЕТОД АНАЛИЗА РИСКОВ И ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В ИНТЕРВАЛАХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

(DEFORMATION OF CASING STRINGS IN PERMAFROST SECTIONS – EXPRESS METHOD OF RISK ANALYSIS AND PROBABILITY ASSESSMENT)

На месторождениях Крайнего Севера нередки случаи возникновения геолого-технических осложнений, аварий и деформаций нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, таких как смятия обсадных колонн и насосно-компрессорных труб, их эксцентриситет с прилеганием, отклонение фонтанной арматуры, потеря продольной устойчивости крепи скважин и появление приустьевых воронок, связанных с протаиванием мерзлых пород. Как следствие, остро стоит вопрос оценки рисков возникновения подобных осложнений на стадии предпроектных и проектных работ и непосредственно при строительстве. В статье предложен экспресс-метод анализа рисков и оценки вероятности возникновения деформаций конструкций нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород. Он был разработан авторами по итогам сбора и обобщения промысловых данных, расчетов протаивания мерзлоты, обоснования причин деформаций. Предлагаемый экспресс-метод успешно опробован при проектировании строительства новых эксплуатационных скважин нескольких месторождений, а также при проведении оценки качества крепления уже сооруженных объектов. В статье приводятся примеры ускоренного анализа и оценки рисков по конкретным месторождениям Крайнего Севера. Сделан вывод о соответствии разработанного метода требованиям научно-технической документации и, следовательно, возможности его применения на проектной и предпроектной стадиях при строительстве скважин, а также для обоснования расстояний между скважинами кустовой площадки.

Geological and engineering challenges, accidents, and deformations of oil, gas, and gas condensate wells, such as collapse of casing and tubing strings, their eccentricity with fit, deflection of Christmas trees, buckling of well supports and formation of wellhead craters due to thawing of permafrost, are quite common in the fields of the Far North. Thus, assessment of such risks is critical for front-end engineering design and detailed design, as well as for the construction. This article introduces express method of risk analysis and probability assessment regarding deformation of oil, gas, and gas condensate well structures located in permafrost regions. It was developed by the authors based on the field evidence collected and summarized, permafrost thawing estimates, and deformation cause study. The express method proposed was successfully tested during design of new production wells at several fields, as well as during quality assessment of supports at existing sites. The paper contains examples of rapid analysis and risk assessment for specific fields in the Far North. It is concluded that this method complies with the requirements of regulatory documents and, therefore, is suitable for front-end engineering and detailed design of well structures, as well as for substantiation of the distance between the wells of a well pad.

РИСК, ОЦЕНКА, МЕРЗЛОТА, ДЕФОРМАЦИЯ, ОБСАДНАЯ КОЛОННА, КРЕПЬ СКВАЖИНЫ, СМЯТИЕ

RISK, ASSESSMENT, PERMAFROST, DEFORMATION, CASING STRING, WELL SUPPORT, COLLAPSE

С.А. Коротков, к.т.н., доцент, ООО «СибГеоПроект» (Тюмень, Россия), korotkov@sibgeoproject.ru
О.В. Спирина, к.г.-м.н., ООО «СибГеоПроект», spirina@sibgeoproject.ru
В.П. Овчинников, д.т.н., проф., ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» (Тюмень, Россия), ovchinnikovvp@tyuiu.ru

S.A. Korotkov, PhD in Engineering, Associate Professor, OOO SibGeoProyekt (limited liability company) (Tyumen, Russia), korotkov@sibgeoproject.ru
O.V. Spirina, PhD in Geology and Mineralogy, OOO SibGeoProyekt, spirina@sibgeoproject.ru
V.P. Ovchinnikov, DSc in Engineering, Professor, Industrial University of Tyumen (Tyumen, Russia), ovchinnikovvp@tyuiu.ru

Коротков С.А., Овчинников В.П., Пермитин А.Г. О растеплении мерзлых пород приустьевой части добывающих скважин Крайнего Севера и методе расчета и оценки его прогноза // Бурение и нефть. 2020. № 11. С. 46–49.

Деформации и напряжения в промерзающих и оттаивающих породах / под ред. Э.Д. Ершова. М.: Изд-во Московского ун-та, 1985. 167 с.

НД 00158758-271–2003. Технологический регламент на крепление газоконденсатных скважин на полуострове Ямал. Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2003. 65 с.

РД 00158758-213–2000. Технологический регламент по креплению скважин на месторождениях Севера Тюменской области. Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 2001. 146 с.

РД 00158758-207–99. Методика выбора конструкции скважин в зоне мерзлых пород. Тюмень: ТюменНИИгипрогаз, 1999. 30 с.

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2015619562 Российская Федерация. Программа для ЭВМ «ОРЕОЛ»: № 2015614930; заявл. 05.06.2015; опубл. 20.10.2015 / Коротков С.А., Пермитин А.Г. // Федеральный институт промышленной собственности: офиц. сайт. URL: https://www1.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=1db37d6a3f2f58a689f4c8d075567ffc (дата обращения: 06.10.2022).

ТУ 23.64.10-043-80338612–2019. Тампонажная теплоупорная смесь ThermoCEM. Екатеринбург: Гранула, 2019. 27 с.

Российская Федерация. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности»: приказ Федер. службы по экол., технол. и атом. надзору от 15.12.2020 № 534 // Официальный интернет-портал правовой информации: сетевое изд. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202012290079?index=0&rangeSize=1 (дата обращения: 06.10.2022).

СП 231.1311500.2015. Обустройство нефтяных и газовых месторождений. Требования пожарной безопасности // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200122146 (дата обращения: 06.10.2022).

СТО Газпром РД 2.1-142–2005. Методика расчета допустимых значений параметров конструкций скважин, температурного режима их эксплуатации, технических решений по обеспечению устойчивости и целостности устья и обсадных колонн. Тюмень и др.: ТюменНИИгипрогаз и др., 2005. 27 с.

СТО Газпром 2-3.2-036–2005. Методические указания по учету геокриологических условий при выборе конструкций эксплуатационных скважин. М.: Газпром, 2005. 62 с.

РД 39-00147001-767–2000. Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин // Охрана труда в России: информ. портал. URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/72a/4293809149.pdf (дата обращения: 06.10.2022).

Korotkov SA, Ovchinnikov VP, Permitin AG. On the thawing of frozen rocks in the estuarine part of producing wells in the Far North and the method for calculating and evaluating its forecast. Drilling and Oil [Burenie i neft’]. 2020; (11): 46–49. (In Russian)

Ershov ED (ed.). Strains and Stresses in Freezing and Thawing Soils. Moscow: Moscow University Publishing; 1985. (In Russian)

OOO TyumenNIIgiprogaz (limited liability company). ND 00158758-271–2003 (regulatory document). Technological regulations for fixing gas condensate wells on the Yamal Peninsula. Tyumen, Russia: TyumenNIIgiprogaz; 2003. (In Russian)

TyumenNIIgiprogaz. RD 00158758-213–2000 (regulatory guide). Technological regulations for casing wells in the fields of the North of the Tyumen Oblast. Tyumen, Russia: TyumenNIIgiprogaz; 2001. (In Russian)

TyumenNIIgiprogaz. RD 00158758-207–99. Methodology for choosing the design of wells in the permafrost zone. Tyumen, Russia: TyumenNIIgiprogaz; 1999. (In Russian)

Korotkov SA, Permitin AG. OREOL software. Available from: https://www1.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=1db37d6a3f2f58a689f4c8d075567ffc [Accessed: 6 October 2022]. (In Russian)

OOO Granule (limited liability company) [OOO “Granula”]. TU 23.64.10-043-80338612–2019 (specifications). ThermoCEM heat-resistant grouting mixture. Yekaterinburg, Russia: Granule; 2019. (In Russian)

Federal Service for Environmental, Technological, and Nuclear Supervision. Order No. 534 dated 15 December 2020. On approval of federal norms and rules in the field of industrial safety “Safety Rules in the Oil and Gas Industry”. Available from: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202012290079?index=0&rangeSize=1 [Accessed: 6 October 2022]. (In Russian)

Ministry of Civil Defence, Emergencies and Disaster Relief of the Russian Federation. SP 231.1311500.2015 (code of practice). Arrangement oil and gas fields. Fire safety requirements. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200122146 [Accessed: 6 October 2022]. (In Russian)

OAO Gazprom (open joint stock company). STO Gazprom RD 2.1-142–2005 (company standard). Method for calculating acceptable parameters of wells’ design, their operating temperature, and engineering solutions for ensuring the stability and integrity of the wellhead and casing strings. Tyumen, Russia: TyumenNIIgiprogaz; 2004. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-3.2-036-2005. Guidelines for taking into account geocryological conditions when choosing production well designs. Moscow: Gazprom; 2005. (In Russian)

Gazprom. RD 39-00147001-767–2000. Instructions for supporting oil and gas wells. Moscow: Subsoil [Nedra]; 2000. (In Russian)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57