Оператор по добыче нефти и газа

     Оператор  по добыче нефти и  газа.

                                                                                                             4-й разряд

Характеристика  работ. Ведение технологического процесса при всех способах добычи нефти, газа, газового конденсата; закачки и отбора газа и обеспечение бесперебойной работы скважин, установок комплексной подготовки газа, групповых замерных установок, дожимных насосных и компрессорных станций, станций подземного хранения газа и другого нефтепромыслового оборудования и установок. Участие в работах по освоению скважин, выводу их на заданный режим; опрессовка трубопроводов, технологического оборудования под руководством оператора более высокой квалификации. Монтаж, демонтаж, техническое обслуживание и ремонт наземного промыслового оборудования, установок, механизмов и коммуникаций. Проведение профилактических работ против гидратообразований, отложений парафина, смол, солей и расчет реагентов для проведения этих работ. Измерение величин различных технологических параметров с помощью контрольно-измерительных приборов. Снятие и передача параметров работы скважины, контроль за работой средств автоматики и телемеханики. Участие в работах по исследованию скважин.

      Должен  знать: основные данные о нефтяном и газовом месторождении, режиме залежей; физико-химические свойства нефти, газа и газового конденсата; технологический режим обслуживаемых скважин; устройство и принцип работы установок комплексной подготовки газа, групповых замерных установок, систем сбора и транспортировки нефти, газа и газового конденсата, закачки и отбора газа, обслуживаемых контрольно-измерительных приборов, аппаратуры, средств автоматики и телемеханики ; техническую характеристику и правила эксплуатации наземного промыслового оборудования, установок, трубопроводов; общее понятие о методах интенсификации добычи нефти и газа, исследования скважин, разработке нефтяных и газовых месторождений, подземном и капитальном ремонтах скважин; основы техники и технологии бурения и освоения нефтяных и газовых скважин; правила эксплуатации промыслового электрооборудования и работы на электротехнических установках .

Нефть и газ представляют собой сложную природную смесь  углеводородов различного строения с примесями неуглеродных компонентов. Смеси углеводородов, которые как в пластовых так и в поверхностных условиях находятся в жидком состоянии называют нефтью.

Свойства нефти  изменяются в процессе ее добычи –  при движении по пласту, в скважине, системах сбора и подготовки, при  контакте с другими жидкостями и  газами. 

Свойства  нефти: плотность, вязкость, газосодержание (газовый фактор), давление насыщения нефти газом, сжимаемость нефти и ее усадка, поверхностное натяжение, объемный  коэффициент, температура вспышки, температура кристаллизации парафина и т.д.

Природные нефтяные газы – смеси предельных углеводородов, главная составляющая которых метан. В виде примесей в природном газе присутствуют азот, углекислый газ, сероводород, меркаптаны, гелий, аргон и пары ртути.

        Физические свойства природного  газа зависят от его состава,  но в целом близки к свойствам  метана как основного компонента  смеси. 

Пластовые воды имеются в большинстве нефтегазовых месторождениях и являются обычным  спутником нефти. Помимо пластов, в  которых вода залегает вместе с нефтью, встречаются и чисто водоносные пласты.

Основные  физические показатели пластовых вод: плотность, соленость, минерализация, вязкость, температура, электропроводность, сжимаемость, радиоактивность, растворимость  воды в нефти и газов в воде.

   Горными породами называются плотные и рыхлые агрегаты, слагающие земную кору и состоящие из однородных или различных минералов и обломков других пород.

Различают следующие  виды горных пород:

  1. Магматические (изверженные) породы-породы, образовавшиеся при застывании магмы в толще земной коры (граниты) или вулканических  лав на поверхности (базальты).
  2. Осадочные породы- породы, образованные путем осаждения минеральных и органических веществ и последующего их уплотнения.                                          Преобладают глинистые, песчаные и карбонатные породы.
  3. Метаморфические породы – породы, образовавшиеся из осадочных и магматических в результате их физических, химических изменений под действием  высоких давлений, температур и химических воздействий.                                         К ним относятся глинистые сланцы, слюдяные сланцы, гнейсы, кварциты.
 

    Пласты, обладающие системой пор (пустот), трещин, каверн и  по которым могут перемещаться жидкости и газы, называют пластами-коллекторами (пески, песчаники, трещиноватые и кавернозные известняки).

    Наиболее важными  для пород-коллекторов являются те свойства, которые определяют их емкость  и способность отдавать и пропускать через себя содержащихся в них нефть и газ (пористость и проницаемость.)

    Пористость- отношение суммарного объема всех пор образца породы к объему самого образца.

    Различают абсолютную, эффективную, динамическую пористость.

    Проницаемость- это способность породы пропускать через систему сообщающихся между собой пор жидкости и газы или их смеси при наличии перепада давления.

    Для количественной оценки пользуются коэффициентом проницаемости. 

Скопление нефти  газа в ловушке одного или нескольких гидродинамически связанных пластов- коллекторов называется залежью.

Пласты- коллектора состоят из проницаемых горных пород, которые переслаиваются с непроницаемыми горными породами, верхняя граница- кровля, нижняя граница – подошва.

     Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями, а складки направленные выпуклостью вниз - синклиналями.

Самая высокая  точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом.

       Газ, нефть и вода располагаются  внутри ловушки под воздействием  гравитационного фактора в зависимости  от величины их плотностей.

       Граница между нефтью и водой  называется  водо- нефтяным контактом (ВНК), между газом и нефтью- газо- нефтяным контактом ГНК.

       Залежи бывают по геологическому  строению:

1) пластовые

2) сводовые

3) литологически- экранированные

                                  по насыщающему их флюиду:

  1. нефтяные
  2. нефтегазовые
  3. газовые
  4. газоконденсатные

      Совокупность залежей нефти и  газа в разрезе отложений на  одной и той же площади называется  месторождением.

В пластовых  условиях жидкость и газ, насыщающие поровое пространство коллекторов, как и сами коллекторы, находятся  под давлением, которое называется пластовым.

Температура нефти  или газа в пластовых условиях называется пластовой температурой.

Она возрастает с  увеличением глубины скважины. Повышение  температуры пласта на 1оС в метрах от устья скважины ( по вертикали) называется геотермической ступенью. Изменение температуры на каждые 100 м углубления в недра называется геотермическим градиентом.

       Источниками энергии, обеспечивающей движение жидкостей и газов в продуктивных пластах, является собственная пластовая энергия системы и энергия , подаваемая извне, главным образом путем нагнетания в пласты под высоким давлением жидкостей и газов.

       Под режимом работы нефтяных залежей понимают характер проявления движущих сил в залежи, обеспечивающих продвижение нефти в пластах к забоям эксплуатационных скважин.

Показателем эффективности  разработки залежи является коэффициент нефтеотдачи- отношение количества извлеченной из залежи нефти к общим запасам ее в пласте.   

В зависимости от вида энергии, под влиянием которой  нефть и газ вытесняются из пласта, различают следующие виды режимов эксплуатации нефтяных месторождений:

1. Водонапорный режим

2. Газонапорный режим

3. Режим растворенного  газа

4. Упругий режим

5. Гравитационный  режим

6.Смешанные режимы

Водонапорный  режим – движение нефти в пласте к скважинам происходит под воздействием напора краевой (контурной) воды, которая в процессе разработки залежей стремится продвинуться в зону пониженного давления – к забоям скважины.

Газонапорный  режим – движение нефти в пласте происходит за счет напора расширяющегося газа, сосредоточенного в сводовой части залежи (газовой шапки).

Режим растворенного газа. При эксплуатации залежей в режиме растворенного газа, когда пластовое давление становится меньше давления насыщения, то происходит выделение пузырьков газа из нефти, которые распределяются равномерно по всему поровому пространству, и расширяясь вытесняют нефть из пласта.

Упругий режим – за счет упругого расширения горных пород и находящихся в них жидкостей.

Гравитационный  режим- нефть движется по пласту к забоям скважин под действием силы тяжести.

Смешанный режим – режим работы залежи, когда при ее эксплуатации заметно одновременное действие двух или нескольких различных источников энергии.

Под разработкой нефтяных месторождений понимают управление движением нефти в залежах к нефтедобывающим скважинам путем надлежащего размещения и последовательного ввода всего заданного фонда нефтедобывающих и водогазонагнетательных скважин с целью поддержания намеченных режимов их работы при равномерном и экономном расходовании пластовой энергии.

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, имеющая при малом поперечном сечении весьма значительную длину и предназначенная для извлечения полезных ископаемых на поверхность.

Начало скважины (на поверхности) называют устьем, ее конец- забоем. Все полое пространство от устья до забоя называется стволом.

            Скважины могут быть вертикальными или наклонно-направленными. В отдельных случаях бурят горизонтальные скважины.

            По назначению скважины делятся:

1) поисковые - для поисков новых залежей

2) разведочные - для изучения геологического строения и свойств продуктивных                       пластов с целью получения информации, необходимой для установления площадных размеров залежей и подсчетов запасов в них полезных ископаемых, а также для проектирования систем разработки

3) добывающие (эксплуатационные) – для извлечения из недр нефти и газа.

4) нагнетательные – для закачки в недра воды, воздуха или газа со специальными целями (поддержание пластового давления)

5) наблюдательные и контрольные – для наблюдения за ходом разработки залежи (для контроля Рпл, положения ВНК, ГНК) при помощи различных приборов, спускаемых в скважину                                                                                                                                       

6) специальные:

                         а) оценочные – для оценки нефтенасыщенности пластов, уточнения

                                                   положения контуров нефтеносности  и т.д.

                         б) водозаборные – для водоснабжения буровых установок и систем

                                                        нагнетания воды в продуктивные  пласты

                         в) поглощающие – для сброса сточных вод в глубоко залегающие пласты,

                                                         чтобы не загрязнять поверхностные  водоемы

                         г) зажигательные – для образования очагов подземного горения нефти при

                                                          использовании тепловых методов разработки 

Способы бурения: механическое, термическое, физико-химическое, элетроискровое. Широкое применение: механический способ бурения: ударный, ударно-вращательный, вращательный.

        Вращательное бурение. Скважина высверливается непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струей бурового раствора.

      В зависимости от местонахождения  двигателя вращательное бурение  разделяют на: роторное – двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое колонной буровых труб; и бурение с забойным двигателем (турбиной) (гидравлическое или при помощи электрического бура) – двигатель переносится к забою скважины и устанавливается над долотом.

      Процесс бурения состоит из следующих  операций:

  • спуско- подъемных работ (опускание буровых труб с долотом в скважину до забоя и подъем буровых труб с отработанным долотом из скважины);
  • работы долота на забое (разрушение породы долотом).

    Эти операции периодически прерываются для спуска обсадных труб в скважину, чтобы 

предохранять стенки скважины от обвалов и разобщить  нефтяные и водяные горизонты.

      Пробурив  с поверхности земли скважину, на глубину 30-600 м, в нее спускают кондуктор, служащий для перекрытия слабых (неустойчивых) пород или  верхних притоков воды  и для  создания вертикального направления  ствола скважины при дальнейшем бурении. После спуска кондуктора проводят цементирование (тампонаж), т.е. закачивают цементный  раствор через обсадные трубы  в кольцевое пространство между  ними и стенками скважины. Цементный  раствор, поднимаясь вверх, заполняет  затрубное пространство. После затвердения цементного раствора бурение возобновляется.

      В скважину спускают долото, диаметр  которого меньше диаметра предыдущей обсадной

колонны. Затем в  пробуренную до проектной глубины  скважину опускают колонну обсадных труб (эксплуатирующих колонну) и  цементируют ее.

      Если  при бурении под эксплуатационную колонну возникают большие осложнения, то после кондуктора спускают одну или две промежуточные (технические) колонны. 

     Полный  цикл строительства скважины:

  1. Подготовительные работы – устройство подъездного пути, планировка площади, устройство фундаментов и т.п.
  2. ВМР – строительство или перетаскивание вышки, монтажно–бурового оборудования, установка его на фундаменте.
  3. Подготовительные работы и бурение скважины.
  4. Бурение скважины – проходка и крепление.
  5. Испытание скважины на приток нефти (освоение).
  6. Демонтаж бурового оборудования.

         Буровая установка  – сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры,

металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных  на поверхности.

        В комплект буровой установки  входят:

  • вышка для подвешивания талевой системы и размещения буровых труб, оборудование для СПО, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации СПО, КИПиА. В комплект буровой установки входят также металлические основания, на которые монтируется оборудование.

         Различные  условия и цели бурения при  наличии большого разнообразия  глубин и 

конструкций скважин  не могут быть удовлетворены одним  типоразмером буровой установки, поэтому  предусмотрены разные буровые установки. 

    Требования  при приемке скважин  из бурения:

  1. Необходимо убедиться в наличии  правильности оформления актов на опрессовку эксплуатационной колонны, головки, фонтанной арматуры, коллекторов от скважин до ГЗУ, спуска шаблона согласно плану освоение скважины, промывку на воду и нефть.
  2. Совместно с представителем УБР осмотреть оборудование устья скважины, обращая внимание на соответствие установленных колонной головки и фонтанной арматуры указанным в акте. Перечислить в акте все имеющиеся в наличии задвижки, шпильки, а для фонтанных и нагнетательных скважин указать наличие и состояние лубрикатора, площадки, лестницы. А также:
  3. Площадка куста в радиусе 25 м от устья скважины должна быть очищена от оборудования, металлолома, замазученности и так, чтобы верхняя кромка муфты кондуктора была на уровне земли.
  4. Фонтанная арматура должна быть установлена в одной плоскости.
  5. При приемке механизированных скважин убедиться в наличии и работоспособности не только наземного, но и подземного оборудования,
  6. При приемке нагнетательной скважины в отработку на нефть она должна быть обвязана как  по нефти, так и по воде, на фланце водяного коллектора должна быть установлена заглушка.
  7. Шламовые амбары должны быть обвалованы и ограждены.
  8. В течение двух суток необходимо подписать акт приема скважины.

Не подписывать  акт приема скважины и передать свои замечания начальнику цеха, если в  течение двух суток замечания  не будут устранены.

Оператор по добыче нефти и газа