Доклад

Введение 3
1. Понятие и сущность фонтанной эксплуатации и способы его
применения 4
2. Осложнения в работе фонтанных скважин, открытое фонтанирование
и пульсациеия в фонтанных скважинах 7
3. Причины аварий при фонтанном способе эксплуатации 9
4. Влияние на окружающую среду аварий при фонтанном способе
эксплуатации 10
Заключение 14
Список использованных источников 15

Введение

Борьба с пожарами на нефтяных и газовых месторождениях, часто
находящихся в труднодоступных регионах, требует привлечения огромных
материально-технических ресурсов и может длиться неделями.
Так, например, тушение пожара на газонефтяном месторождении в
течение нескольких дней обходится не в одну сотню тысяч, а то и не один
миллион долларов. При этом зачастую имеют место потери не только
специальной пожарной техники, но и обрываются жизни людей. Вред,
нанесенный окружающей среде в зоне пожара и прилегающих районах,
точно ценить практически невозможно.
Пожары на открыто фонтанирующих газонефтяных скважинах
являются одними из наиболее сложных видов промышленных аварий и
наносят огромный вред экономике и окружающей среде.
Целью работы является изучение аварий при фонтанном способе
эксплуатации и их влияние на окружающую среду.
Задачи работы:
1. Рассмотреть понятие и сущность фонтанной эксплуатации и
способы его применения.
2. Изучить возможные осложнения в работе фонтанных скважин,
открытое фонтанирование и пульсациеия в фонтанных скважинах.
3. Изучить причины аварий при фонтанном способе эксплуатации.
4. Изучить влияние на окружающую среду аварий при фонтанном
способе эксплуатации.

1. Понятие и сущность фонтанной эксплуатации и способы его

применения

Фонтанная эксплуатация - это способ эксплуатации нефтяных,
артезианских и газоконденсатных скважин, при котором полезное
ископаемое под действием пластовой энергии изливается на поверхность.
Фонтанный способ эксплуатации скважин применяться, когда энергия
пласта достаточна для подъема флюида от забоя к поверхности.
Фонтанный способ эксплуатации считается наиболее выгодным,
потому что не требует специального оборудования. В связи с этим,
важнейшей задачей является обеспечение длительного фонтанирования
скважины при рациональном расходовании пластовой энергии.
Фонтанирование скважины может происходить за счет:
 гидростатического давления пласта;
 растворенного в нефти газа;
 энергии имеющейся газовой шапки;
 энергия искусственного нагнетания в пласт жидкости или газа.
Работу скважины регулируют за счет изменения ее дебита
специальными штуцерами, установленными на устье скважины. Штуцеры
бывают регулируемые и нерегулируемые. Первые представляют собой
дроссель (игольчатый вентиль), вторые - втулки или диски с отверстиями
диаметром 3-15 мм. Детали, взаимодействующие с потоком пластовой
жидкости, выполняются из износостойких материалов.
При подъёме нефти и конденсата пластовая энергия складывается из
энергии, зависящей от величины гидростатического напора, определяемого
забойным давлением, и энергии газа, выделяемого из нефти и конденсата по
мере падения давления при движении вверх по скважине потока продукции.
Скважины, в которых ожидается фонтанирование, перед освоением
оборудуют колонной фонтанных труб (для рационального использования
энергии расширяющегося газа). Диаметр труб выбирается в зависимости от

ожидаемого дебита, давления, глубины скважины, условий эксплуатации и
диаметра обсадных колонн. После спуска в скважину колонны фонтанных
труб на устье устанавливается фонтанная арматура и производится обвязка
устьевого оборудования. Длительное и бесперебойное фонтанирование
скважин в процессе освоения и эксплуатации обеспечивается правильно
выбранным режимом её работы. Режим Фонтанная эксплуатация изменяют
созданием противодавления в фонтанной ёлке.
После того как скважина пробурена и освоена, необходимо начать
добывать из нее нефть. Хотя нужно отметить, что не из всех даже
эксплуатационных скважин добывается нефть. Существуют так называемые
нагнетательные скважины. В них наоборот закачивается, только не нефть, а
вода. Это необходимо для эксплуатации месторождения в целом. Об этом мы
поговорим попозже.
Нефть находится под землей под таким давлением, что при прокладке к
ней пути в виде скважины она устремляется на поверхность. Как правило,
фонтанируют скважины только в начале своего жизненного цикла, т.е. сразу
после бурения. Через некоторое время давление в пласте снижается и фонтан
иссякает. Конечно, если бы на этом прекращалась эксплуатация скважины, то
под землей оставалось бы более 80% нефти.
В процессе освоения скважины в нее опускается колонна насосно-
компрессорных труб (НКТ). Если скважина эксплуатируется фонтанным
способом, то на поверхности устанавливают специальное оборудование -
фонтанную арматуру (рисунок 1).

Рисунок 1. Арматура фонтанная крестовая для однорядного подъемника:
1 - манометры; 2 - трехходовой кран; 3 - буфер, 4 и 9 - задвижки; 5 -
крестовик елки; 6 - переводная катушка; 7 - переводная втулка; 8 - крестовик
трубной головки: 10 - штуцеры; 11 - фланец колонны; 12 - буфер

Это оборудование необходимо для управления скважиной. С помощью
фонтанной арматуры можно регулировать добычу нефти - уменьшать или
совсем остановить.
После того, когда давление в скважине уменьшится, и скважина начнет
давать совсем мало нефти, как посчитают специалисты, ее переведут на
другой способ эксплуатации. При добыче газа фонтанный способ является
основным.

2. Осложнения в работе фонтанных скважин, открытое фонтанирование

и пульсациеия в фонтанных скважинах

Среди многообразия осложнений можно выделить наиболее часто
встречающиеся и наиболее опасные по своим последствиям:
 открытое фонтанирование скважины в результате нарушений
герметичности устьевой арматуры,
 пульсация при фонтанировании, которая может привести к
аварии,
 скопление пластовой воды на забое скважины, в результате чего
скважина может прекратить фонтанирование,
 образование смолопарафинистых отложений на внутренней
поверхности насосно-компрессорных труб и в выкидных линиях скважин,
 образование песчаных пробок на забое и в НКТ при добыче
нефти из продуктивных пластов, из которых вместе с нефтью выходит песок,
 отложение солей на забое скважин и в насосно-компрессорных
трубах.
Самым опасным при фонтанной эксплуатации осложнением является
открытое нерегулируемое фонтанирование. Очень часто при открытом
фонтанировании происходят огромные продолжительные пожары,
приводящие к преждевременному истощению месторождений. Они наносят
огромный вред окружающей среде.
Кроме осложнений и непредвиденных обстоятельств, при вскрытии
продуктивного пласта и освоении скважин большую негативную роль играют
нарушения в фонтанной арматуре из-за неплотностей соединений или их
нарушения вследствие вибрации арматуры, а также возможные разрывы,
возникающие в результате разъедания песком или взвесями, выходящими на
поверхность вместе с нефтью. Все эти нарушения могут стать причиной
тяжелых аварий. Для их предупреждения фонтанная арматура должна
опрессовываться на двукратное давление от ожидаемого рабочего давления.

При этом должны опрессовываться все отдельные элементы в стационарных
условиях и арматура в сборе на скважине.
Для предупреждения открытого фонтанирования применяют различной
конструкции отсекатели, которые спускаются в скважину на определенную
глубину или под башмак.
Пульсации в работе фонтанной скважины являются
нежелательными, т.к. вызывают нерациональный расход энергии, снижают
коэффициент полезного действия (КПД) подъема продукции, а зачастую
приводят к прекращению фонтанирования, т.к. скважина начинает работать в
периодическом режиме.
Для предотвращения пульсации фонтанных скважин применяются на
нижнем конце колонны фонтанных труб специальные рабочие отверстия или
клапаны.
Пульсация вызывает преждевременное прекращение фонтанирования в
результате кратковременного увеличения плотности столба жидкости в НКТ,
его дегазации и увеличения давления на забое. Большой объем межтрубного
пространства способствует накоплению в нем большого объема газа,
который периодически прорывается через башмак НКТ до полной продувки
фонтанных труб. Давление на забое понижается. После этого скважина
длительное время работает на накопление жидкости.
С пульсацией в фонтанных скважинах борются следующим
образом:
 спускают насосно-компрессорные трубы до интервала, где
давление ниже давления насыщения;
 периодически сбрасывают газ из затрубного пространства;
 устанавливают пакер в скважине у башмака НКТ, что позволяет
направлять свободный газ в НКТ и одновременно повысить эффективность
работы газожидкостного подъемника. Пакер - элемент конструкции
скважины, служащий для разделения (гидроизоляции) пластов, а также
служит для дробления пластов;

 устанавливают концевой клапан с малыми отверстиями, который
открывается после оттеснения жидкости и создает перепад давления 0,1-0,15
МПа, в результате чего газ через концевой клапан прорывается в НКТ;
 устанавливают в нижней части НКТ башмачную воронку.

3. Причины аварий при фонтанном способе эксплуатации

При фонтанном, газлифтном (эрлифтном) способах добычи нефти
аварии часто возникают вследствие прихвата НКТ или пакеров.
Наиболее частые прихваты происходят в песочных скважинах при
нарушении технологического режима эксплуатации и периодических
нефтегазопроявлениях.
В фонтанных и газлифтных скважинах с сильным пескопроявлением
для предупреждения прихватов и аварий используют двухрядную колонну
труб, что позволяет осуществлять периодическую подкачку жидкости через
башмак первого ряда и тем самым не допускать образований песчаной
пробки. Для исключения возможных прихватов второго ряда НКТ
необходимо периодически их расхаживать
Для предупреждения отложения солей внутри НКТ и на забое
используют промывку растворителями.
Как уже упоминалось выше, открытое фонтанирование. Для
устранения используют отсекатели (бывают ручные и автоматические),
бурение наклонного ствола в сторону фонтанирующей скважины и подрыв
фонтанирующей скважины.
Отложение парафина. Для устранения и предупреждения:
применение скребков, переодическое извлечение запарафиненной НКТ и
очистка на поверхности, применение автоматических скребков, прогрев труб
путем закачки пара или горячей нефти в затруб, трубы с покрытием из
стекла, эмали и эпоксидных смол, применение растворителей парафинов,
применение химических добавок, предотвращающих налипание парафина.

Коррозия оборудования. При наличии сероводорода, углекислого
газа, коррозионная активность среды резко повышается и подземное
оборудование, а также трубы быстро подвергаются коррозионному
разрушению. Сильное разъедание подъемных труб коррозионной средой
вызывает их обрыв и падение в скважину. Во избежание аварий и
осложнений, вызванных коррозионным разъеданием труб, необходимо в
скважины периодически закачивать ингибиторы коррозии или применять
трубы из коррозионностойких материалов.

4. Влияние на окружающую среду аварий при фонтанном способе

эксплуатации

Борьба с загрязнением морей и озер нефтью, нефтепродуктами, а также
пластовыми водами, нередко содержащими сероводород, поверхностно-
активные вещества, является неотъемлемой частью проблемы охраны
окружающей среды.
Нефть и нефтепродукты, попадая на поверхность воды, покрывают
большие пространства тонкой пленкой, которая существенно ухудшает
кислородный обмен водной среды с воздушным бассейном, это, в свою
очередь, ведет к угнетанию жизнедеятельности биологических объектов
водной среды.
При концентрации нефтяных загрязнений выше 800 мг/м3 происходит
подавление жизнедеятельности фитопланктона, который является основой
воспроизводства кислорода в воде. Некоторые рыбы могут
приспосабливаться к среде, содержащей нефть. Попавшая в их организм
нефть изменяет состав крови и углеводородный обмен, в результате чего
мясо рыб приобретает специфический запах и привкус.
Еще более опасные загрязнители вод--поверхностно-активные
вещества, используемые при бурении скважин, и добыче нефти. Попадая в
воду ПАВ вспенивают поверхность, чем уменьшается биохимический обмен

в среде. Кроме того, ПАВ непосредственно воздействуя на растения и рыб,
вызывает их гибель. Для предупреждения загрязнения водоемов нефтью,
сопутствующими водами, а также технологическими жидкостями
необходимо обеспечить полную герметизацию нефтегазосбора от скважины
до нефтесборного пункта. При проведении ремонтных работ закачка
жидкостей в скважины (при глушении скважины, промывке песчаной
пробки) должна осуществляться по схеме круговой замкнутой циркуляции
без сброса отходящих вод в море.
В процессе освоения и разработки морских нефтяных и газовых
месторождений в акватории Каспийского моря отработан комплекс
мероприятий, обеспечивающих охрану окружающей среды, основные из
которых сводятся к следующему.
До начала освоения скважин, пробуренных со стационарных платформ
или приэстакадных площадок, к площадкам подводятся продуктопроводы,
соединенные с нефтесборными пунктами.
Отработанный буровой раствор из осваиваемой скважины собирается в
емкости и используется для бурения последующих скважин куста.
Загрязненная нефтью, кислотой или ПАВ вода откачивается по
трубопроводам в нефтесборные пункты.
Систематически контролируется состояние герметичности колонных
головок фонтанной арматуры, фланцевых и резьбовых соединений обвязки
арматуры и трубопроводов. При обнаружении неисправностей повреждения
должны быстро устраняется. Устье скважины оборудуется поддоном для
сбора разливающихся жидкостей.
При разведении фланцевых соединений с разливом нефти необходимо
использовать ручные поддоны, а собранную жидкость сливать в резервуар
для сбора сточных вод, которые по мере наполнения резервуара
откачиваются в нефтесборочный пункт. При очистке НКТ от парафина,
асфальтосмолистых отложений и солей отходы собирают в контейнеры, а
затем вывозят на берег для захоронения. Если на приэстакадной площадке

или индивидуальной платформе имеются сосуды, работающие под
давлением, то отводы от предохранительных клапанов должны выводится на
факел и в емкость для сбора сточных вод. Переливные отводы резервуаров
для сбора нефти также соединяются с емкостью для сбора сточных вод.
Вопросы окружающей среды имеют не меньшую, чем для морей,
актуальность применительно к болотистым территориям особенно тундровой
зоны. Биологический покров и воздушная среда этих районов особенно
чувствительны к внешнему воздействию и загрязнению нефтью,
нефтепродуктами и прочими химическими препаратами. Слабая активность
биологических объектов не способствует быстрому восстановлению
экологического равновесия.
Кроме защиты окружающей среды в этих условиях от загрязнений
нефтью, сточными водами и химреагентами весьма актуальна защита от
теплового загрязнения и нарушений внешнего тундрового покрова
транспортной техникой.
Тепловое загрязнение, обусловленное сбором теплых вод или
транспортом нефти и газа по трубопроводам, может приводить к
растаиванию вечномерзлых грунтов с разрушением верхнего растительного
покрова и образованием болот или оврагов. Несоблюдение мер по охране
окружающей среды может создать дополнительные трудности в освоении
этих и без того весьма сложных для разработки месторождений нефти и газа
регионов.
Разлив нефти действует на окружающую среду губительно. Компании,
которые допустили аварию, компенсируют ущерб добровольно. Но
восстанавливая природу, не собирают всю нефть (100%), деревья не сажают.
Нефтепродукты на суше цементируются и напоминают асфальт.
Последствия от разливов нефти ощущаются 10-15 лет. Маслянистая
жидкость, разлитая из трубопроводов, загрязняет прибрежные зоны. В
пораженных районах гибнут птицы, рыбы, млекопитающие. Природная среда
становится непригодной для жизни животных.

Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее
уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Внешнее загрязнение
нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз.
Гибель является результатом воздействия холодной воды. Разливы нефти от
средних до крупных вызывают обычно гибель 5 тысяч птиц. Очень
чувствительны к воздействию нефти яйца птиц. Небольшое количество
некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период
инкубации.
Если авария произошла неподалеку от города или иного населенного
пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что
нефть/нефтепродукты образуют опасные «коктейли» с иными
загрязнителями человеческого происхождения.
Разливы нефти приводят к гибели морских млекопитающих. Морские
выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские котики
(которые выделяются наличием меха) погибают наиболее часто.
Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность
удерживать тепло и воду. Нефть, влияя на жировой слой тюлений и
китообразных, усиливает расход тепла. Кроме того, нефть может вызвать
раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к
плаванию.
Заключение

В заключении хочется отметь, что в нашей стране 70% скважин
эксплуатируются штанговыми насосами, менее 20% безштанговыми, 10 %
фонтанным способом. На эффективность применения того или иного способа
эксплуатации и соответствующего оборудования влияет большое число
факторов: глубина скважины, дебит её, диаметр колонн, геометрические
особенности ствола, климатические условия, навыки персонала, общий
технический уровень и организация производства.
Но наиболее удобным и выгодным способом эксплуатации скважин
является фонтанная эксплуатация. При этом способе эксплуатации подъем
газожидкостной смеси от забоя на поверхность происходит под действием
природной энергии. При фонтанной эксплуатации подъем газонефтяной
смеси осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб, которые
спускают в скважину перед освоением. На устье монтируют фонтанную
арматуру (соединение различных тройников, крестовин и запорных
устройств), предназначенную для подвешивания колонны.
Хоть и фонтанный способ является самым удобным, но он является
наиболее опасным по своим последствиям на объектах нефтегазодобычи.
На мой взгляд основной причиной является низкий уровень
профессиональной подготовки, а также неумение правильно и вовремя
определить свое поведение в экстремальной ситуации.

Список использованных источников

1. Асфандриянов, Х.А. Нефтегазопроявления и открытые фонтаны
при эксплуатации скважин / Х.А. Андриянов, Р.А. Максутов. - М.:
Академика, 2019. - 231 с.
2. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для
студентов / С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф. Козьяков и др. - М.: Высшая
школа, 2021. - С. 135-167.
3. Губанов, В.М. Чрезвычайные ситуации социального характера и
защита от них: учебное пособие / В.М. Губанов Л.А. Михайлов, В.П.
Соломин. - М.: Дрофа, 2019. - С. 48-91.
4. Цветков, В.А. Возможный характер аварий, катастроф,
стихийных бедствий, правила поведения и действия населения в
чрезвычайных ситуациях: методические указания / В.А. Цветков. - СПб.:
Логос, 2020. - 70 с.
5. Молчанов, А.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы / А.Г.
Молчанов, В.Л. Чичеров. - М.: ИНФА-М, 2019. - С. 218-254.