Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 [ 127 ] 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

3.3.3.2.1. Устойчивость в отношении

предупреждения разрушений

3.3.3.2.1.1. Учет опасностей

Массивная структура соли иногда кажется очень однородной, вместе с тем она бывает неоднородной, если содержит нерастворимые блоки, такие как мергели или ангидрцд, или, если она представлена слоистыми пропластками. Поэтому условимся отличать проблемы устойчивости, связанные с солью как таковой, от тех, которые вызваны неоднородностью материалов и расположением вблизи пород, вмеирощих массив соли.

3.3.32.1.1.1. Разрушение соли как таковой

Соль является материалом очень тягучим, который может выдерживать значительные деформации без разрыва, однако разрушение становится возможным:

- если минимальное давление в полости слишком низкое,

- если снижение давления в полости слишком быстрое,

- если деформация превосходит некоторый предел. Эта последняя предельная точка спорная и никогда не будет установлена в полостях хранилищ, даже втаких, которые представлены очень значительной конвергенцией (случай Эминанса). Разрушения опор шахт после сильной деформации наблюдаются часто, но необходимо отметить, что в этом случае противодавление нулевое и степень извлечения (отношение вынутого объема к полному объему) часто очень высокая.

3.3.32.1.12. Разрушвш, (вязанное с неоднородностью и расположением вбгшзи вме-щающихпород

Если не соблкздена достаточная "перемычка" соли на стенке или на кровле (или еще и сбоку, в случае полостей, расположенных на окраине куполгО, то по этой причине возможно "сдувание" (обваливание в связи с плохим сопротивлением растяжению вмещающих пород, особенно анпуитов).

В полостях хранилищ, где это явление наблюдалось, последствия были очень незначительными, но в случае эксплуатации галерей на небольшой глубине нередки разрушения вплоть до полного обрушения поверхности. При таких разрушениях могут иметь место непоправимые последствия в результате взаимодействия соли с водоносным горизонтом.

3.3.3.2.1.2. Требования к размерам с точки зрения предупреждения разрушения

Форма: избегать плоской кровли большой протяженности, выбирать компактную геометрию (близкую к сфере) или слабое радиальное распространение (вертикальные цилиндры).

Коэффициент извлечения, расстояния между полостями: часто дают определение типичного критерия: отношение jsaccTOHHHfl между осями двух соседних полостей к сумме их наибольших горизонтальных протяженностей должно бьпъ больше определенной величины, зависящей от инженерно-геологических характеристик массива

Достаточная перемычка соли между полостью и породами, вмещающими массив соли.

Надлежащее расстояние между полостями и водоносными горизонтами.

Не слишком »«13кое минимальное давление. Офаниченная скорость снижения давления.

3.3.3.?.?. Герметичность

Герметичность хранилищ углеводородов в соляных полостях обеспечивается непроницаемостью больших массивов соли. Максимальное давление хранимого флюша должно бьпъ ниже давления ги-дроразрыва у башмака обсадной колонны. Это давление педроразрыва может достигать градиентов поредка от ,2 до 2,3 а с учетом коэ

запаса максимальное давление хранимых( соответствует градиентам, обычно заключенным между 1,6 и 2.

Сохранение потенциальной емкости хранилища

Соляные полости испытывают потери объема (вероятно слишком малые, чтобы бьпъ заметными в короткий срок, принимая во внимание геологический масштгю времен) вследствие тягучести каменной соли. Это то, что называют неудачным образом явлением текучести. Скорость уменьшения объема зависит от разности между горным и внутренним давлениями. Эта разность обычно пропорциональна глубине, не следует размещать полости на слишком большой глубине.

Однако лабораторные испытания и испытания на объектах показали, что тягучесть соли, которая имеет естественную склонность ктекучести, значительно меняется для различных массивов.

В заключение инженер, занимающийся размещением соляных полостей, должен для постоянства емкости сооружения заботиться о:

- размещении полостей в массивах мало тягучей соли; испытания на текучесть, проведенные в лаборатории на образцах, отобранных во время бурения разведочных скважин, позволяют получить параметры закона устойчивости, например, типа закона Леметра, Менцеля и Шрейнера, необходимые для любой модели прогнозирования текучести полостей,

- не выбирать слишком большие глубины: каковы бы ни были свойства хршимого углеводорода, 2000 м представляются максимальными (глубина полостей для хранения газа обычно заключается между 700 и 1700 м),

- назначать минимальное рабочее давление достаточно высоким,

- исключать бесполезный простой каверны при низком давлении (правила эксплуатации).

3.3.4. Термодинамические

аспекты хранения газа в полостях: модель эксплуатации

Особый темп эксплуатации полостей; высокая амплитуда изменений давления, значительные темпы отборов, вызывают несколько технических про-

Технические характеристики различных материалов скважин и пород.

Теплопроводность и геотермический градиент отложений районов Этрец и Тврсанн.

блем. Эти проблемы, характерные для хранилищ газа в полостях, эксплуатируемых при снижении давления, проявляются при отборах газа с высоким темпом снижения давления и температуры в полости и усугубляются в скважинах потерями давления и риском образования гидратов. В самом деле, газ увлажняется во время пребывания в полости в связи с присутствием остаточного рассола на дне полости. Эксперимент показывает, что влагосодержание (200 - 400 мг на м (н)), замеренное на устье скважины при отборе газа остается ниже влагоемкости в условиях дна полости (500 -1500 мг на м (н)); сильная гигроскопичность хлористого натрия в основном объясняет этот результат. Высокие требования транспорта (50 мг на м (н)) требуют обязательное использование колонн гликолевой осушки.

Для того чтобы предусмотреть, а затем и оптимизировать рабочие характеристики полостей.

можно применять модель эксплуатации, позволяющую рассчитывать изменение:

- объема свободного газа в полости (механический аспект, см. § 3.3.3.1),

- средних давления и температуры в полости.

- давления и температуры в любой точке скважины.

Такая модель должна учитывать теплообмен между газом и породами. Необходимо решение уравнения теплопроводности (теплоотдача через проводимость в породах) и достоверное знание геотермического градиента (полученного путем термометрии, выполненной через несколько недель после окончания бурения скважин), тепловых свойств пород и технических злементов скважин.

Примеры результатов моделирования с помощью такой модели представлены на рисунках с. 408.

70 +

50 +

Температура ГС)

Е2.07

08.05.1980

ТЕ.15 17.02.1981

Глубина (м/поа.)

250 500 750 1000 1250 1500 1750

ПрмбпилаиньЛ профшл геотермического градиента в Этрец и Тврсанн

lOOOOOh

80 000

Давление (бар) 20oh

ТЕ01

lOOh

1»

Дата

1972 1974

1976

2.0E + 07h

1.0E + 07k

m3(h)

TE01

1978 1972 1974 1978 1978

Температура rC) TE01

Дата

Дата

1972 1974 1978 1978 1972 1974 1978

1978

Тврмодимамическое июдалиро&ашю жсплуата1рт попоет, (+) замеры /кипения и температуры в попостм; объем по уравнению состояния газа