Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЛИКВИДАЦИИ МОРСКОЙ ПОИСКОВОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к освоению морских лицензионных участков, в частности к строительству и ликвидации морских поисковых и разведочных скважин.

Известен способ строительства нефтяных и газовых скважин, включающий проведение инженерно-геологических изысканий на площадке предстоящего бурения скважины, транспортировку и монтаж в заданной точке бурового станка, бурение, крепление, испытание и ликвидацию скважины, предусматривающую установку цементных мостов, оборудование устья скважины заглушкой, устанавливаемой на кондукторе, возведение бетонной тумбы с репером и металлической табличкой с указанием номера скважины, месторождения (площади), предприятия-недропользователя, даты ее ликвидации (см. РД 08-492-02. Инструкция о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудовании их устьев и стволов).

Недостатком известного способа является то, что он может быть реализован только на суше и не применим при строительстве морских скважин.

Известен способ строительства морских нефтяных и газовых скважин, включающий проведение инженерно-геологических изысканий на площадке предстоящего бурения скважины, транспортировку и постановку в заданной точке морской мобильной буровой установки, бурение, крепление, испытание и ликвидацию скважины, предусматривающую в последней (наименьшей) обсадной колонне, связанной с устьем скважины, установление цементного моста высотой не менее 50 м с расположением кровли цементного моста на уровне дна моря, снятие и транспортировку морской мобильной буровой установки на новую точку бурения, обследование дна на отсутствие навигационных опасностей и видеосъемку устья скважины и морского дна, предоставление акта обследования в соответствующую гидрографическую службу (см. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности морских объектов нефтегазового комплекса». Утверждено приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 18.03.2014 г., №105).

Недостатком известного способа является обнажение периферийной части оголовка цементного моста под воздействием подводных течений и последующее его обрушение, приводящее к снижению изоляции ликвидированной скважины. Как показали водолазные обследования, на устьях ликвидированных скважин зафиксированы распад цементного материала и обнажение оголовков под воздействием морской среды. При этом снижается промышленная и экологическая безопасность ликвидированной скважины и возрастает риск загрязнения морской среды.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение промышленной и экологической безопасности, долговечности и надежности ликвидации морских поисковых и разведочных скважин, повышение биопродуктивности морских экосистем при одновременной утилизации крупных бетонных строительных отходов.

Для достижения указанного технического результата в известном способе строительства морских нефтяных и газовых скважин, включающем проведение инженерно-геологических изысканий на площадке предстоящего бурения скважины, транспортировку и постановку в заданной точке морской мобильной буровой установки, бурение, крепление, испытание и ликвидацию скважины, предусматривающую в последней (наименьшей) обсадной колонне, связанной с устьем скважины, установление цементного моста высотой не менее 50 м, снятие и транспортировку морской мобильной буровой установки на новую точку бурения, обследование дна на отсутствие навигационных опасностей и видеосъемку устья скважины и морского дна, согласно изобретению кровлю цементного моста располагают на 3-5 м ниже уровня дна моря, цементный оголовок ликвидированной скважины оснащают дополнительной защитой, в качестве которой используют крупногабаритные бетонные строительные отходы, образующие на дне моря искусственный риф, в радиусе, превышающем цементный оголовок на 50%, но не менее чем в радиусе плюс 10 м, при этом высота бетонной защиты составляет от 0,2 до 0,5 м. В процессе ликвидации скважины экологически безопасно утилизируются крупногабаритные бетонные строительные отходы.

Способ осуществляют следующими действиями в порядке изложения:

- выполняют инженерно-геологические изыскания на площадке предстоящего бурения морской поисковой скважины;

- транспортируют и устанавливают в заданной точке морскую мобильную буровую установку;

- осуществляют бурение, крепление, испытание скважины;

- ликвидируют поисковую скважину с установлением в последней (наименьшей) обсадной колонне, связанной с устьем скважины, цементного моста высотой не менее 50 м с расположением кровли цементного моста на 3-5 м ниже уровня дна моря;

- снимают и транспортируют морскую мобильную буровую установку на новую точку бурения,

- оголовок цементного моста ликвидированной скважины оснащают дополнительной защитой, в качестве которой используют крупногабаритные бетонные строительные отходы, образующие на дне моря искусственный риф, в радиусе, превышающем цементный оголовок на 50%, но не менее чем в радиусе 10 м, при этом высота бетонной защиты составляет от 0,2 до 0,5 м;

- обследуют дно на отсутствие навигационных опасностей и производят видеосъемку устья скважины и морского дна в радиусе плюс 15 м;

- предоставляют акт обследования в соответствующую гидрографическую службу.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана самоподъемная плавучая буровая установка, установленная на точке бурения, на фиг. 2 - конструкция ликвидируемой морской поисковой скважины, на фиг. 3 - оголовок цементного моста ликвидированной морской поисковой скважины, оснащенный дополнительной защитой.

Пример конкретного выполнения

В Северном Каспии на лицензионном участке при глубине моря 15 м на площадке, выбранной для предстоящего бурения поисковой скважины, выполняют инженерно-геологические изыскания согласно требованиям СП 47.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 11-02-96), включающие:

- промер и изучение поверхности дна (рельефа, расположения имеющихся сооружений, подводных коммуникаций);

- изучение геологического строения грунтовой толщи и выявление «геологических опасностей» - компонентов геологической среды, неблагоприятных или опасных для самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ) и бурения поисковой скважины (скоплений газа, залежей «слабых» грунтов, тектонических нарушений и др.);

- исследование состава и свойств грунтов в номенклатуре и объемах, обеспечивающих разработку проекта постановки СПБУ и определение величины заглубления направляющей водоотделяющей колонны поисковой скважины.

Район планируемых изысканий располагается в северной мелководной части Каспийского моря. Большая часть приурочена к замерзающей части акватории, в пределах которой продолжительность периода, благоприятного для выполнения изыскательских работ и поискового бурения, составляет около семи месяцев - с апреля по ноябрь.

Акватория Северного Каспия является уникальной в экологическом отношении. В этой части моря сосредоточены богатейшие запасы биоресурсов и располагаются особо охраняемые природные территории.

В результате изысканий (фиг.1) выявляют особенности рельефа дна 1 моря и геологического строения верхней части осадочной толщи, получают данные о составе и физико-механических свойствах слагающих ее грунтов, выполняют сейсмостратиграфическое расчленение разреза, определяют компоненты геологической среды, неблагоприятные (опасные) для постановки самоподъемной плавучей буровой установки 2 и гидротехнического строительства («геологические опасности»).

Определяют инженерно-геологические элементы, рассчитывают глубину пенетрации опор 3 самоподъемной плавучей буровой установки 2.

Транспортно-буксирными судами на точку бурения доставляют и устанавливают самоподъемную плавучую буровую установку 2 на дно моря 1 с разгрузкой на выдвижные опоры 3.

В соответствии с проектной документацией осуществляют бурение, крепление и испытание поисковой скважины глубиной 3300 м.

Особенностью бурения поисковой скважины является то, что независимо от результатов бурения (положительные или отрицательные геологические результаты) она должна быть ликвидирована, как выполнившая поставленную перед ней задачу. Это обусловлено тем, эксплуатация поисковых скважин для промышленной разработки морских месторождений нерентабельна и их использование не предусмотрено проектом разработки месторождений, а также тем, что самоподъемная плавучая буровая установка 2 выполнена без ледовой защиты и не имеет возможности осуществить прием и временное хранение добытой нефти.

Проектом предусмотрено, что после достижения проектной глубины 3300 м в скважину 4 спускается и цементируется полностью (в интервале от 2822 до 3300 м) потайная колонна (хвостовик) диаметром 177,8 мм с последующим проведением работ по перфорации и испытанию перспективных горизонтов на продуктивность. После испытания всех перспективных горизонтов скважина ликвидируется, как выполнившая свое назначение.

В соответствии с Правилами безопасности морских объектов нефтегазового комплекса, утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 18.03.2014 г., №105, п. 320 перед началом работ по установке цементных мостов скважину заполняют жидкостью (буровой раствор) плотностью, позволяющей создать на забое давление на 15%, превышающее пластовое (при отсутствии поглощения).

Высоту цементных мостов и места их установки в скважине определяют в соответствии с требованиями РД 08-492-02, Правил безопасности морских объектов нефтегазового комплекса, утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 18.03.2014 г., №105.

Для перекрытия интервалов перфорации устанавливают ликвидационные цементные мосты:

- цементный мост 5 в интервале 3022-3300 м с целью перекрытия слабо продуктивных отложений верхней юры, не имеющих промышленного значения;

- цементный мост 6 в интервале 1747-1817 м во исполнение требования РД 08-492-02 (п. 2.2.2.3) о необходимости установки цементного моста в интервале башмака последней спущенной обсадной колонны 7 с перекрытием башмака 8 не менее чем на 50 метров;

- цементный мост 9 высотой 50 м от дна 1 моря 39-89 м с оголовком 10 цементного моста.

В процессе испытания скважины соблюдают принцип последовательности проведения работ по перфорации и испытанию каждого объекта снизу вверх с обязательной установкой изоляционно-ликвидационных цементных мостов.

В оборудование устья ликвидируемой скважины входит обрезка всех обсадных труб, начиная с эксплуатационной обсадной колонны 7 (диаметром 244,5 мм) и заканчивая водоотделяющей колонной 11. Обрезку труб осуществляют без отворота незацементированной части обсадной колонны 7 диаметром 244,5 мм труборезкой с твердосплавными резцами (на чертежах не показана) на глубину 3-5 м ниже уровня дна 1 моря с последующим извлечением обрезанных труб труболовкой (на чертежах не показана) соответствующего размера. После обрезки всех труб и их подъема устанавливается последний мост 9 в интервале (дно моря) 37-87 м, в приустьевой воронке 12 от поднятых обсадных труб.

Последний ликвидационный мост 9 устанавливают в два этапа. Первый этап установка ликвидационного моста в интервале 47-87 м до начала обрезки обсадных колонн на уровне головы 13 и второй этап после подъема частей обрезанных колонн в интервале дно моря - 47 м.

После завершения работ по оборудованию устья скважины, снятия буровой платформы с точки бурения, затвердевания цементного оголовка 10 ликвидированной поисковой скважины на ее поверхность и смежную территорию морского дна укладывают с помощью лебедки транспортно-буксирного судна (на чертежах не показана) бетонные отходы 14, например крупногабаритные стеновые строительные панели после демонтажа зданий, фундаментные блоки и другие аналогичные конструкции, доставленные с суши транспортно-буксирными судами (на чертежах не показаны), которые образуют искусственный риф, в радиусе, превышающем цементный оголовок 10 на 50%, но не менее чем в радиусе 10 м, при этом высота бетонной защиты составляет от 0,2 до 5 м.

Производят водолазное обследование дна моря вокруг устья ликвидированной поисковой скважины 4 на предмет отсутствия навигационных подводных опасностей. Сведения о фактическом положении устья скважины 4 в географических координатах с использованием спутниковой навигации, высоте цементного оголовка 10 ликвидированной скважины 4, дополнительно защищенной крупногабаритными бетонными строительными отходами 14, над уровнем дна 1 моря и акт обследования дна моря вокруг устья ликвидированной скважины передают в гидрографическую службу Каспийской флотилии.

Создание искусственных рифов является одним из путей повышения биопродуктивности морских экосистем. Их установка способствует обогащению флоры и фауны, нагулу рыбы, в том числе молоди ценных промысловых рыб, полученной от искусственного разведения и выпущенной в море, созданию искусственных нерестилищ, а также интенсификации процессов естественной очистки морской воды организмами-фильтраторами от загрязнения.

Дно в северной части Каспийского моря имеет однообразный рельеф и внешне напоминает песчаную пустыню или полупустыню. Биологическая продуктивность таких биотопов ограничена. Применение искусственных рифов позволяет значительно увеличить биомассу макрофитов, сесильной и седиментарной фауны, ракообразных, повысить биомассу меропланктона и тем самым заметно улучшить кормность вод для промысловых рыб. На рифовых поверхностях развиваются бактерии, водоросли и другие организмы. Они также служат нерестовым субстратом для бычков, являющихся кормом для ряда ценных промысловых рыб, и убежищем для многих беспозвоночных, образующих сообщества перифитона. Сукцессия гидробионтов на рифе достаточно быстро увеличивает биомассу органического вещества, регенерация которого даст необходимые для фотосинтеза минеральные соли и биогены. Значительно увеличивается скорость биологических процессов, что достигается путем формирования активных поверхностей в толще воды, где температура и насыщение кислородом значительно выше, чем в придонном горизонте. Это особенно актуально для Северного Каспия с присущими ему зонами гипоксии.

Организмы-обрастатели на стадии меропланктона имеют многих консументов, в частности личинок и молоди рыб. Значительная биомасса меропланктона в сочетании с его высокой скоростью оборота и перманентностью поступления в окружающее искусственный риф пространство позволяет прокормить значительное количество молоди рыб. Это весьма важно в связи с фактом инвазии в Каспий гребневика Mnemiopsis и его негативного воздействия на кормовой планктон.

В результате установки искусственных рифов в районах моря, где наблюдается дефицит субстрата, в течение вегетационного периода формируется локальная сбалансированная экосистема со всеми характерными биотическими и трофическими связями, что в итоге значительно повышает как рыбохозяйственный, так и экологический потенциал биоты моря.

В зоне установки искусственных рифов заметно усиливается развитие микрофлоры и главное - ее нефтеокисляющей компоненты. Данные конструкции повышают скорость и объемы биодеградации нефтяных углеводородов, обеспечивая интенсивность самоочищающей способности моря в зоне размещения буровой платформы и обеспечивают повышение биологической продуктивности данной акватории.

Дополнительное усиление защиты оголовка 10 цементного моста 9 ликвидированной поисковой скважины 4 от внешнего морского воздействия с одновременной утилизацией крупногабаритных бетонных строительных отходов 14 повышают промышленную и экологическую безопасность освоения морских месторождений при одновременном формировании локальной сбалансированной экосистемы с характерными трофическими и биотическими связями, повышающей экологический потенциал акватории, создании оптимальных условий для организмов-обрастателей, интенсифицирующих процессы самоочищения воды Северного Каспия от нефтяного загрязнения.