Роль теплоизоляции скважин при определении расстояния между устьями в районах распространения многолетнемерзлых грунтов

Об авторах:

Горелик Яков Борисович, доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией тепломассообменных явлений, Институт Криосферы Земли, Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН; eLibrary AuthorID, ORCID, Web of Science ResearcherID, gorelik@ikz.ru

Хабитов Артур Харисович, аспирант, Институт криосферы Земли СО РАН; инженер, Гипротюменнефтегаз (г. Тюмень); eLibrary AuthorID, ORCID, Web of Science ResearcherID, prof.power@yandex.ru

Аннотация:

Предложен метод расчета минимального расстояния между устьями скважин в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. На основе анализа и сравнения результатов расчетов показано, что применение теплоизоляции скважин существенно сокращает расчетное минимальное расстояние между устьями в сравнении с конструкциями без ее использования. При этом экономия в объемах отсыпки кустовых площадок может достигать 30-50%. Еще более значительная экономия может быть достигнута для газовых скважин при снижении минимального расстояния от 40 м (заложенного в Правилах безопасности в 2013 г.) до расчетного значения. Для адекватного определения параметров области протаивания необходимо (в отличие от существующей практики) учитывать совместное тепловое действие скважин в кусте. Этот фактор необходимо принимать во внимание для всех районов распространения многолетнемерзлых грунтов, однако с продвижением на север неточность в расчетах, связанная с исключением его из рассмотрения, возрастает.

Список литературы:

1. Василевский В. В. Повышение эксплуатационной надежности газовых и нефтяных скважин в многолетнемерзлых породах: дис. … канд. техн. наук / В. В. Василевский. М.: ВНИИГАЗ, 2002. 163 с.
2. Горелик Я. Б. Динамика протаивания мерзлых пород в зоне влияния двух скважин / Я. Б. Горелик, А. Б. Шабаров, Ю. С. Сысоев // Криосфера Земли. 2008. Том 12. № 1. С. 59-65.
3. Горелик Я. Б. Инженерно-геокриологические условия Ямбургского газоконденсатного месторождения и динамика состояния кустовых площадок эксплуатационных скважин / Я. Б. Горелик, П. В. Солдатов, А. А. Селезнев // Криосфера Земли. 2015. Том 19. № 1. С. 58-69.
4. Горелик Я. Б. Корректность постановки и решения задач по прогнозу динамики температурных полей в основании сооружений на многолетнемерзлых грунтах / Я. Б. Горелик, Д. С. Паздерин // Криосфера Земли. 2017. Том 21. № 3. С. 49-59. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-3(49-59)
5. Горелик Я. Б. Метод расчета вертикальной нагрузки на крепь скважины при оттаивании вмещающих мерзлых пород / Я. Б. Горелик, П. В. Солдатов // Криосфера Земли. 2018. Том 22. № 2. С. 50-60. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2018-2(50-60)
6. 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. 2016. Том 20. № 4. С. 93-104. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2016-4(93-104)
7. Горелик Я. Б. Тепловое взаимодействие куста добывающих скважин с вечномерзлыми грунтами / Я. Б. Горелик, М. И. Дзик // Известия Академии наук СССР. Энергетика и транспорт. 1990. Том 36. С. 143-152.
8. Горелик Я. Б. Учет совместного теплового действия скважин в кусте при расчете параметров области протаивания мерзлых грунтов / Я. Б. Горелик, С. Н. Романюк, А. Х. Хабитов // Криосфера Земли. 2019. Том 23. № 2. С. 79-87. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2019-2(79-87)
9. Исаченко В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. М.: Энергия, 1969. 424 с.
10. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности. М.: Госгортехнадзор РФ, 2013. 157 с.
11. Самарский А. А. Вычислительная теплопередача / А. А. Самарский, П. Н. Вабищевич. М.: Изд-во УРСС, 2003. 785 с.
12. СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Минрегионразвития, 2008. 140 с.
13. СТО Газпром 16-2005. Регламент по проектированию крепи добывающих скважин и их конструкций с учетом свойств мерзлых пород. М., 2005. 45 с.
14. Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов / Н. А. Цытович. М.: Высшая школа, 1973. 447 с.
15. Hirshberg A. J. Surface-casing strain capacity for North Slope operations / A. J. Hirshberg, M. C. Moyer, R. M. Rickenbach // SPE Drilling Engineering. 1988. Vol. 3. № 3. Pp. 289-295. DOI: 10.2118/16103-PA