Оптимизация технико-технологических решений по теплозащите и креплению скважин месторождений Крайнего Севера*

Optimization of technical and technological solutions for thermal protection and fastening of wells in the fields of the Far North

S.A. KOROTKOV, O.V. SPIRINA
«SibGeoProekt» LLC,
Tyumen, 625000, Russian Federation

Известно, что оптимизация строительства эксплуатационных скважин на месторождениях Крайнего Севера со сложными геокриологическими условиями и их последующей безаварийной эффективной эксплуатацией заключается в определении и рациональном обосновании безопасного расстояния между устьями скважин по результатам программных расчетов радиусов (ореолов) растепления мерзлых грунтов вокруг работающих скважин и на основе анализа современного опыта освоения рассматриваемых месторождений и требований нормативных документов федерального и отраслевого уровней, корпоративных регламентов и указаний.

Для выбора безопасного расстояния между устьями эксплуатационных скважин на кустовой площадке необходима разработка оптимальных технико-технологических решений (ТТР) как по теплозащите конструкции скважины в интервале залегания многолетнемерзлых пород (ММП), так и по креплению всей скважины. В связи с этим авторами статьи проведены сбор и анализ промысловых материалов, оценка проектных и фактических решений крепления и теплозащиты скважин на примере одного из известных осваиваемых месторождений Западной Сибири, анализ осложнений, возникающих во время эксплуатации скважин при растеплении ММП. По результатам проведенных теплофизических расчетов предложен вариант оптимизации теплозащиты и крепления скважин.

It is known that the optimization of the construction of production wells in the fields of the Far North with complex geocryological conditions and their subsequent trouble-free effective operation consists in determining and rationalizing the safe distance between the wellheads based on the results of program calculations of radii (halos) of thawing of frozen soils around working wells and based on the analysis of modern experience in the development of the fields in question and the requirements of regulatory documents of federal and industry levels, corporate regulations and guidelines.
To choose a safe distance between the mouths of production wells at the bush site, it is necessary to develop optimal technical and technological solutions both for thermal protection of the well structure in the interval of occurrence of permafrost rocks and for fixing the entire well. In this regard, the authors of the article collected and analyzed field materials, evaluated design and actual solutions for fixing and thermal protection of wells on the example of one of the well-known developed fields in Western Siberia, analyzed complications arising during the operation of wells during the thawing of frozen rocks, and based on the results of thermophysical calculations, a variant of optimizing thermal protection and fastening of wells was proposed.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Литература

1. Коротков С.А. О растеплении мерзлых пород приустьевой части добывающих скважин Крайнего Севера и методе расчета и оценки его прогноза / С.А. Коротков, В.П. Овчинников, А.Г. Пермитин. – Текст: непосредственный // Бурение и нефть. – 2020. – № 11. – С. 46–50.
2. Горелик Я.Б. О нарушении продольной устойчивости крепи эксплуатационных скважин при сохранении боковой опоры на оттаивающие мерзлые породы / Я.Б. Горелик, П.В. Солдатов // Криосфера Земли. Новосибирск: Академическое издательство «Гео». 2016. Т. 20. № 4. – С. 93–104. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2016-4.
3. Напряженно-деформированное состояние крепи скважин в криолитозоне: уч. пос. для ВУЗов / В.Г. Кузнецов, В.П. Овчинников, А.А. Фролов, В.И. Кучерюк, В.Ф. Сорокин, С.И. Иванов. М.: Недра, 2003. – 154 с.
4. Гриценко А.И. Руководство по расчету темпов протаивания и обратного промерзания пород при выборе конструкции скважин в криолитозоне / А.И. Гриценко, В.А. Истомин, Б.В. Дегтярев, Н.Р. Колушев. – Руководство. – Москва: ВНИИГАЗ. – 1981. – 83 с.
5. ФНиП «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», приняты Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору № 534 от 15.12.2020. Москва: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности». 2020. – 523с.
6. СП 231.1311500.2015. Обустройство нефтяных и газовых месторождений. Требования пожарной безопасности. Утвержден приказом Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) от 17 июня 2015 г. № 302. Введен в действие 01.07.2015 г.
7. 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: ООО «ТюменНИИгипрогаз», 2004. – 26 с.
8. СТО Газпром 2-3.2-036-2005. Методические указания по учету геокриологических условий при выборе конструкций эксплуатационных скважин. Москва: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. – 62 с.
9. Свидетельство ФИПС о государственной регистрации № 2015619562. Программа для ЭВМ «ОРЕОЛ» / С.А. Коротков, А.Г. Пермитин. Опубл. 08.09.2015.
10. Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин [Текст]: РД 39-00147001-767-2000.– М.: Недра, 2000.
11. РД 00158758-213-2000. Технологический регламент по креплению скважин на месторождениях Севера Тюменской области. - Тюмень: ООО «ТюменНИИгипрогаз», 2001. – 146 с.
12. РД 00158758-207-99. Методика выбора конструкции скважин в зоне мерзлых пород. - Тюмень: ООО «ТюменНИИгипрогаз», 1999.

References

1. Korotkov, S.A. On the thawing of frozen rocks of the estuary part of the producing wells of the Far North and the method of calculating and evaluating its forecast / S.A. Korotkov, V.P. Ovchinnikov, A.G. Permitin.– Text : direct // Drilling and oil. – 2020. – No. 11. – pp.46–50.
2. Gorelik Ya.B. On the violation of the longitudinal stability of the support of production wells while maintaining lateral support on thawing frozen rocks / Ya.B. Gorelik, P.V. Soldatov // Cryosphere of the Earth. Novosibirsk: Academic publishing house "Geo". 2016. Vol. 20. No. 4. pp.93–104. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2016-4.
3. The intense deformed condition of a timbering of wells in the kriolitozena: manual for HIGHER EDUCATION INSTITUTIONS / V.G. Kuznetsov, V.P. Ovchinnikov, A.A. Frolov, V.I. Kucheryuk, V.F. Sorokin, S.I. Ivanov. M.: Nedra, 2003. Р. 154.
4. Gritsenko, A.I. Guide to calculating the rate of thawing and reverse freezing of rocks when choosing the design of wells in the cryolithozone / A.I. Gritsenko, V.A. Istomin, B.V. Degtyarev, N.R. Kolushev. – Guide. – Moscow: VNIIGAZ. – 1981. Р. 83.
5. FNiP "Safety Rules in the Oil and Gas Industry", adopted by the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision No. 534 of 15.12.2020. Moscow: CJSC "Scientific and Technical Center for Industrial Safety Research". 2020. – 523 p.
6. SP 231.1311500.2015. Development of oil and gas fields. Fire safety requirements. Approved by order No. 302 of the Ministry of civil defense, emergencies and disaster relief of the Russian Federation (EMERCOM of Russia) dated June 17, 2015. Entered into force on 01.07.2015.
7. STO Gazprom RD 2.1-142-2005. Method for calculating acceptable parameters of well structures, their operating temperature, and technical solutions for ensuring the stability and integrity of the wellhead and casing. Tyumen: LLC «TyumenNIIgiprogaz», 2004. Р. 26.
8. STO Gazprom 2-3.2-036-2005. Guidelines for taking into account geocryological conditions when selecting structures for production wells. Moscow: VNIIGAZ, 2005. Р. 62.
9. Certificate of FIPS on the state registration No. 2015619562. Computer program «OREOL» / S.A. Korotkov, A.G. Permitin. From 09.08.2015.
10. Instructions for fixing oil and gas wells [Text]: RD 39-00147001-767-2000. – Moscow: Nedra, 2000.
11. RD 00158758-213-2000. Technological regulations for fixing wells in the fields of the North of the Tyumen region. – Tyumen: LLC TyumenNIIgiprogaz, 2001 – 146 p.
12. RD 00158758-207-99. Methodology for selecting the design of wells in the frozen rock zone. – Tyumen: LLC TyumenNIIgiprogaz, 1999.