Безопасность технологических процессов

4.1Основные технологические процессы предприятия

Основные технологические процессы предприятия

 

 

Создание безопасных УТ, предупреждение и ликвидация аварий, взрывов, фонтанов

 

4.2 Анализ возможных аварийных ситуаций

 

В нефтяной и газовой промышленности наиболее сложными и опасными являются аварии с открытыми фонтанами при строительстве и эксплуатации скважин. В результате этих аварий наносится огромный материальный ущерб. Начавшаяся в виде проявлений аварийная ситуация может перейти в открытый фонтан с возгоранием, уничтожением скважины, гибелью людей.

Главным условием возникновения ГНВП является превышение пластового давления над давлением, создаваемым столбом промывочной жидкости в интервале пласта, содержащего флюид.

Причины возникновения газонефтеводопроявлений

Основными причинами возникновения газонефтеводопроявлений являются:

 

 

 

Рисунок 7 – Причины возникновения газонефтеводопроявлений

 

Наличие в разрезе скважины газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа значительно увеличивает опасность возникновения ГНВП, даже если пластовое давление ниже гидростатического.

Степень риска аварий при строительстве скважин на месторождениях полуострова Ямал определяется сложностью геокриологического и геологического строения разбуриваемых пород и связана с:

v наличием в разрезе мощной толщи (до 250-300 м) мерзлых пород с температурой на глубине нейтрального слоя до минус 7 ⁰С и объемной льдистостью до 60 %;

v наличием пластов и залежей углеводородов с аномально-высоким пластовым давлением (АВПД), залегающих на крайне небольших глубинах (КАВПД от 1,0 до 1,3) как в газообразном, так и в газогидратном состоянии.

Риск возникновения аварий при бурении в интервале ММП определяется тепловым и эрозионным воздействием промывочной жидкости на мерзлые породы; при эксплуатации скважины – тепловым воздействием добываемого флюида (растепление ММП).

Сценарий развития аварийной ситуации связан со смятием крепи скважины давлением обратного промерзания водосодержащих сред, потерей поперечной или продольной устойчивости крепи скважины; также с возможностью газопроявлений за счет вскрытия газообразований в интервале ММП.

4.3 Сценарий развития аварийной ситуации.

Сценарий развития аварийной ситуации от техногенного воздействия на массив мерзлых пород представлен в виде дерева событий:

Рисунок 8 – Сценарий развития аварийной ситуации

Наиболее сложными и опасными являются аварии с открытым выбросом пластовых флюидов при строительстве и эксплуатации скважин. Начавшаяся в виде проявлений аварийная ситуация может перейти в открытый фонтан с уничтожением оборудования, скважины, гибели людей.

Количественная оценка безопасности бурения скважин связана с определением степени риска.

Под степенью риска понимается вероятность возникновения открытого фонтана, полученная на стадии проектирования и строительства.

Степень риска рассчитывается по «Методике определения степени риска при проектировании и строительстве нефтяных и газовых скважин», утвержденной Госгортехнадзором РФ от 26.12.1996 г., а также РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов».

Метод основан на построении логико-вероятностной расчетной схемы, графическая интерпретация которой, соответствует дереву, в вершине которого лежит нежелательное (головное) событие.

Вероятность такого события необходимо определить, зная вероятности базовых событий. В качестве нежелательного события обычно выбирается событие, имеющее наибольшую опасность для окружающей среды. Таким событием является открытый фонтан.

На предварительном этапе определения степени риска проводиться идентификация опасностей. В процессе ее проведения определяются причины водопроявлений, выбросов и открытых фонтанов.

Основной задачей идентификации является выявление (на основе информации о данном объекте, результатов экспертизы и опытов работы подобных систем) и четкое описание всех присущих системе опасностей. Обработка факторных вероятностей дает итоговую вероятность возникновения аварийной ситуации, что соответствует 1 аварии на 9 скважин в год.

Риск возникновения аварии может быть связан как со снижением плотности промывочной жидкости (снижение противодавления на пласт), так и с увеличением ее плотности (поглощение раствора в поглощающий пласт с последующим газопроявлением), то есть ниже или выше расчетной.

Факторами, сопутствующими перерастанию газопроявления в открытый фонтан, являются:

 

Рисунок 9 – Факторы, сопутствующие перерастанию газопроявления в открытый фонтан

 

Сценарий развития аварийной ситуации при газопроявлении и открытом фонтанировании представлены в виде дерева событий:

 

Рисунок 10 – Сценарий развития аварийной ситуации

 

Главная опасность, которую необходимо учитывать на этапе проектирования бурения скважин и их строительства, является открытый фонтан.

Можно выделить три группы факторов, приводящих к возникновению открытого фонтана:

Первая группа – факторы, характеризующие состояние оборудования;

Вторая группа – факторы, связанные с неправильными действиями буровой бригады при строительстве скважин;

Третья группа – факторы, связанные с поведением пласта (водопроявлениями).

Система обеспечения безопасности ситуации возникновения открытого фонтана построена такими образом, что последняя возможна только при совместном наступлении всех трех событий, характеризующихся указанными тремя группами факторов.