CC BY
43
УДК621.039:502.3 Доц. Б.1 Хархалк1, канд. техн. наук;
студ. В.В. Бондаренко2 - НЛТУ Украти; доц. I-Р.Р. Хархалк3, канд. техн. наук - ДУ1КТ
УТИЛ1ЗАЦ1Я ВУГЛЕВОДНЕВИХ ГАЗ1В Л1КВ1ДОВАНИХ НАФТОВИХ СВЕРДЛОВИН - МЕТОД ОТРИМАННЯ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ПАЛИВА ТА ЗНИЖЕННЯ ЗАГАЗОВАНОСТ1ДОВК1ЛЛЯ
Запропоновано альтернативний метод зниження загазованосп, одним з джерел яко!' е лiквiдованi свердловини, шляхом застосування на них мокрого газгольдера та подано рекомендацп щодо максимально можливого зниження загазованосп на тери-торп м. Борислава.
Ключов1 слова: екологiя, енерпя, очистка, загазованiсть.
Doc. B.I. Harhalis; stud. V.V. Bondarenko - NUFWT of Ukraine;
doc. I-R.R. Harhalis - SUICT
Salvaging the hydrocarbon gases of liquidated oil wellf as method of reception of alternative fuel and reductions surrounding territories from gas pollution
The alternative method of gas pollution decrease (one of the sources of which is abandoned wells) has been proposed by using the wet gas-holder, and here has been given the recommendations of the way how to decrease gas pollution in t. Boryslav.
Keywords: ecology, energy, purification, gas pollution.
Незважаючи на те, що Укра'на мае своi родовища нафти i газу, вона перебувае в енергетичнш залежност вщ Роси (про це, зокрема, свщчить ук-рашсько-росшський газовий конфлжт на початку 2006 р.). Газовий компро-мю, досягнутий нещодавно Киевом i Москвою, не призвiв до завершення газового конфлшту i не зняв проблеми енергозабезпечення Укра'ни, виршення яко!' е основним гарантом економiчноi незалежносл держави. Радикальним способом виршення ще!' проблеми е економiя енергоресурЫв та впроваджен-ня i розвиток енергоощадних технологш.
Украiнi е звiдки взяти енергоносп, щоб бути економiчно незалежною. Одним з кроюв на цьому шляху е уташзащя вуглеводневих газiв лжвщова-них свердловин, зокрема у мю^ Бориславi. Нафтовi поклади мiста Борислава розробляються понад 100 рокiв. З часом внаслщок вiдбору нафти понижува-лись пластовi тиски та заглиблювались гiрськi виробiтки, а мiграцiя вугле-воднiв на поверхню припинялась. На територи родовища виник населений пункт - Борислав.
М1сто Борислав стало типовим прикладом нерацюнального викорис-тання природних ресуршв попереднiми поколiннями та, як наслщок, погiр-шення стану довкшля. Впродовж останнiх рокiв у фронтальнш частинi Бо-риславських нафтових покладiв помiчено вiдновлення газопроявiв, що мають як природний, з прничо-геолопчно'' точки зору, так i техногенний характер [1,2].
1 кафедра екологп, 79053, м. Льв1в, а/с 433, т. 72-57-92.
2 кафедра екологп, 79005, м. Льв1в, вул. О. Кобилянсько!, 1, т. 72-57-92.
3 кафедра шформацшних технологш Державного ушверситету шформацшно-комушкацшних технолог1й (ДУ1КТ), 03110, м. Ки!в, вул. Солом'янська, 7, т. 248-85-97.
Науковий вкчшк, 2006, вип. 16.1
Джерелами м^рацп вуглеводневих газiв е дiючi та закинутi гiрничi виробiтки (шурфи-колодяз^ свердловини), а також тектонiчнi порушення (трiщини, роз-ломи, зони дроблення), якими вщбуваються перетоки нафти та газу на повер-хню земль Насамперед, вуглеводневими газами забруднювалися грунти мю-та, потiм - атмосфера. Дослщжуючи проблему забруднення вуглеводневими газами грунпв мiста Борислава, потрiбно наголосити на еколопчних аспектах, що випливають з не!. По-перше, це безпека проживання мешканщв (вуг-леводнева сумш газу може створювати вибухонебезпечш осередки свого нагромадження, а основна кшьюсть джерел надходження цих газiв знахо-диться пiд житловою та господарською забудовою мiста). По-друге, це ваго-мий внесок до глобального забруднення атмосфери другим за чисельшстю складником групи парникових газiв - метаном, що е основою вуглеводнево! сумшь По-трете - це втрата природного ресурсу (енергоноЫя).
Те, що варто уташзувати вуглеводневi гази, шдтверджуеться так. По-чатково нафта видобувалась за допомогою ям, шурфiв-колодязiв, як зi зни-женням притоку нафти заглиблювались, а пiсля вичерпання запаЫв нафти були закинутi (у Бориславському нафтовому райош нараховувалось понад 20000 закинутих шурфiв-колодязiв). У подальшому розроблення нафтових покладiв здiйснювалась за допомогою свердловин, 60 % яких по^м було лж-вiдовано [3]. До 1940 р. експлуатащя бшьшосп свердловин, що розроблялися на той час двадцятьма рiзними компанiями, через низький деб^ припинилась без проведення робгг з лжвщаци. Оскiльки документащя по них сьогоднi вщ-сутня, то по Бориславському нафтовому району неможливо вщнайти близько 570 таких свердловин. Ситуащя ускладнюеться тим, що щ свердловини про-бурювались ударним методом з багатоколонною конструкцiею (п'ять i бiльше колон) без цементування мiжколонних просторiв. За 100 роюв колони фiзич-но застарiли, у свердловинах з'явились мiжколоннi перетоки та почався вихщ вуглеводнiв на поверхню. Газометричними дослщженнями виявлено 210 ано-малiй з високою (бiльше 1 %) i 135 аномалiй з вибухонебезпечною (бшьше 36 %) концентращею вуглеводнiв на плошд 356,2 тис. м [3].
Т свердловини, що зараз експлуатуються, в основному тдключеш до вакуумного трубопроводу для збору газiв. Можна було б запропонувати до-даткове тдключення до вакуумного трубопроводу i лжвщованих свердловин, але дорожнеча та складшсть техшчно! реалiзацil цього проекту приму-шуе шукати альтернативнi шляхи виходу з ще! ситуаци. Тому метою проведено! роботи було не тшьки привернення уваги до проблеми загазованост мюта Борислава, оскшьки безпека проживання мешканцiв на сьогодш е найважливiшою, а й пропозищя способу утилiзацil вуглеводневих газiв лшвь дованих свердловин iз застосуванням шженерних методiв захисту довкiлля, що забезпечуватимуть збiр газово! сумiшi та подальше И використання.
Коло 30 % територи Бориславсько! глибинно! складки посщае суцшь-на забудова м. Борислава (70 % територи забудовано, в основному, шдивщу-альними будинками). Понад 50 % загазовано! територи знаходиться у центральны частит мюта, яка вщповщае фронтальнiй смузi Бориславсько! гли-бинно! складки. На решт територi! мiста i площi Бориславського родовища,
яка становить 1936 га, е тiльки OKpeMi дiлянки аномалiй, що виникли через негерметичшсть свердловин та розгалуження мережi нафтогазопроводiв.
Проблемо загазованостi мiста Борислава почали займатися ще з 1970-х роюв. Виконано значний обсяг науково-дослщних i практичних робiт, що дало змогу до можливого мшмуму зменшити рiвень загазованостi територiï Бо-риславського нафтогазового й озокеритового родовищ. У 1978 р. Дрогобиць-кий комплексний вщдш iнституту УкрНГ1 розробив проект герметизаци свердловин. Для зменшення ступеня загазованостi поверхневого галечникового шару проектом запроектована лiквiдацiя нафтогазопроявiв у свердловинах, що вийшли з дшчого фонду. У 1977, 1981, 1994, 2002 рр. було розроблено техно-робочi проекти [4, 5] з герметизаци i лжвщаци загазованост в ддачих i лiквiдованих свердловинах Бориславського родовища. Станом на 01.01.2005 р. на територи прничих вiдводiв Бориславських нафтового та озокеритового родовищ виявлено та герметизовано 262 шурфи-колодяз^ як роз-ташованi переважно у центральны частинi мiста. У 2004 р. проведено герме-тизацiю наступних шурфiв-колодязiв: 302 по вул. 1васюка; 303 - по вул. Наф-това; 304 - по вул. Д. Галицького; 305 - по вул. Шевченка; 306, 307, 308 i 309 - по вул. Потж, 310 - по вул. Нафтовш, 311 - по вул. 1васюка (район свердловини 515), 312 - по вул. Гуцульськш, 313 - по вул. Нафтовш. Герметиза-щю шурфiв-колодязiв виконували зпдно з техно-робочим проектом "Лжвща-щя виявлених шурфiв-колодязiвм, затвердженого в 1998 р. [7]. Основним документом щодо лжвщаци загазованостi стала Програма невщкладних заходiв i запобiгання загостренню екологiчноï та соцiальноï ситуацiï в м. Бориславi на 2001-2005 роки [6]. У нш увага придшяеться таким заходам зменшення над-ходження вуглеводневих газiв, як: герметизацiя виявлених шурфiв-колодязiв, ремонт i технологiчне обслуговування дегазацшних свердловин та шурфiв-ко-лоддав, бурiння дегазацiйних свердловин.
Знаючи, що запорукою правильностi вирiшення будь-якоï науково1' проблеми е виявлення i лжвщащя причин ïï виникнення, насамперед, ми провели систематизащю причин утворення загазованост та шляхiв мiграцiï вуг-леводнiв (класифiкацiйна схема зображена на рис.). Внаслщок виявлення i систематизаци причин утворення загазовностi було встановлено, що оскшьки природнi процеси м^раци вуглеводневих газiв контролювати практично не-можливо, розробку методiв утилiзацiï вуглеводневих газiв необхiдно прово-дити тшьки для газiв техногенного походження.
На сьогодш для зниження швидкостi м^раци вуглеводневих газiв на поверхню застосовують такi методи: бурiння дегазацiйних свердловин; гер-метизацiя гирл i стовбурiв свердловин, вiдновлення лiквiдованих свердловин; герметизащя шурфiв-колодязiв. Але практика показала, що через ряд причин (утворення шщаних корюв i замулювання привибiйних зон дегазацшних свердловин, наявшсть нафти та емульси в бiльшостi дегазацiйних свердловин) призводить до позаколонних перетоюв флющв i невиконання такими свердловинами свое!" прямо!" функцiï, через що зменшення загазованост нав-колишнього середовища не е стабшьним. Герметизацiя гирл i стовбурiв свердловин також не е оптимальним способом, хоча такий вид робгг е одним з
•е-
о
SS
в
H rt и s о ü о -1
и
к
о а
К)
о о
Ю
Рис. 1. Причини утворення meaweaiiocmi та umnxie мираци вуглеводтв
найбiльш ефективних заходiв з лiквiдацiï загазованостi територи за умови шдключення затрубного простору до вакуумного газопроводу. У 19942004 роках бшя багатьох ддачих i лiквiдованих свердловин мали мюце значнi нафтогазопроявлення i витоки нафти та газу на поверхню земль Пiд час гер-метизацiï таких свердловин бшя гирл встановлено мюткосл, iз яких нафта перiодично вщкачуеться, а газ через свiчу випускаеться в атмосферу. Станом на 01.01.2001 р. до вакуумних газопроводiв шдключено 290 свердловин i не
* * 3
шдключено 182 свердловини з деб^ом газу коло 20,0 тис. м на добу.
Щодо шурфiв-колодязiв, то основний метод поводження - виявлення ix мюця знаходження i лжвщащя. Можливi методи лжвщаци - це вiдкриття та обстеження стовбура; вщкачування нафти; опускання фшьтра дiаметром 100 м до забою та засипання гравiем стовбура в фшьтрованш частинi; герметизацiя верxньоï частини стовбуру; встановлення мюткосп для вщбору нафти; обв'язу-вання фiльтра з мютюстю для вiдведення нафти; за необхщносл: бурiння дега-зацiйниx свердловин або шдключення вакууму для вщведення та уташзаци газу. До та шсля проведення робiт з герметизаци навколо шурфiв-колодязiв ви-конали газогрунтову зйомку, якi пiдтвердили. що загазованють територи бiля бiльшостi обладнаних шурфiв-колодязiв лiквiдована, а, отже, цей метод дос-татньою мiрою ефективний i додаткових доопрацювань не потребуе.
Щодо л^щованих свердловин, то через складшсть пiдключення ïx до вакуумного трубопроводу запропоновано як альтернативний метод використо-вувати мокрий газгольдер, основною перевагою якого е легюсть збору та по-дальшого використання утилiзованого газу. Саме на принцип збору, збершан-ня та подальшого розподiлу грунтуеться робота газгольдерiв, як використову-ють як для побутових потреб (забезпечення населених пункпв газом), так й у промисловость Газгольдери являють собою стацюнарш стальнi споруди мю-ткiстю до 100 тис. м3, це цилшдричний резервуар зi сферичним днищем або резервуар сферично1' форми [8]. Враховуючи техтчт характеристики рiзнови-дiв газгольдерiв та показники 1'х безпечностi в експлуатаци, ми пропонуемо ви-користовувати мокрий газгольдер змшного об'ему при низькому тиску, водний резервуар якого буде слугувати гщрозатвором, що зменшить можливiсть про-никнення вуглеводнево1' сумiшi газу поза апаратом в атмосферу.
Типовi проекти стальних мокрих газгольдерiв з водним басейном пе-редбачають можливiсть застосування 1'х i будiвництво в районах з розрахун-ковою температурою до мшус 39°С; сшговим навантаженням до 100 кгс/м2; швидюсним напором вiтру до 70 кгс/м2; сейсмiчнiстю не вище 7 балiв [9]. Мiсто Борислав не суперечить даним вимогам i тому можна рекомендувати для збору i подальшо! уташзаци вуглеводневих газiв, що продовжують видь лятися iз лжвщованих свердловин, застосування мокрих газгольдерiв.
Конструктивно мокрий газгольдер являе собою нерухомий стальний на-повнений водою резервуар, в якому розташований рухомий цилшдр (дзвiн) з гер-метичним покриттям сферичноï форми. Через дно водного басейну пiд дзвiн ви-ходять двi труби: одна - для нагштання, друга - для спуску газу. Пщ час напов-нення газгольдера газом дзвiн пiднiмаеться, тд час вiдбору - опускаеться. Вода слугуе гiдравлiчним ущ1льненням, що перешкоджае виходу газу з-пiд дзвону.
На лжвщованих свердловинах пропонуеться трубу для нагштання шд'еднати до гирла лшвщовано! свердловини за допомогою фланцiв, а для
Науковий вкник, 2006, вип. 16.1
покрашено! герметизаци застосувати сальники. Трубу для спуску газу реко-мендуеться тд'еднати до компресора з метою подальшого використання вловленого газу. Власне компресор буде створювати необхiдний тиск для на-повнення балонiв вуглеводневим газом. Можливим варiантом для вiдбору газу е застосування балошв. Газовi балони, заповненi газом, можуть використо-вуватись у котельнях мiста Борислава для опалювання житлових будинкiв.
Використання у котельнях вуглеводнево! сумiшi газу вже проводиться, але це газ, який надходить вщ ддачих свердловин, що пiдключенi до вакуумного трубопроводу. Тому ця пропозищя може бути, з нашо! точки зору, легко впроваджена.
Таким чином, впровадження мокрого газгольдера не тшьки зменшить надходження вуглеводневих газiв до атмосфери, а й дасть змогу використо-вувати газову сум1ш для побутових потреб населення на опалення. А це, своею чергою, е одним з кроюв до сталого розвитку мюта, що дае змогу в по-дальшому використовувати вуглеводневi гази як альтернативне паливо, еко-номлячи при цьому природний газ.
Л^ература
1. Бориславское нефтяное месторождение - пример разгрузки глубинных флюидных систем по тектоническим нарушениям/ А. А. Аксенов, М.В. Багдасарова, Е.М. Довжок// Пластовые давления в нефтегазоносных провинциях: Науч. тр. ин-та разраб. горючих ископаемых. - М.: ИРГИ. - 1982. - С. 234-238.
2. Мырка Я.М., Бойко Г.Е., Мизик Р.С. Причины естественной загазованности Борис-лавского нефтяного месторождения// Геотехнологические проблемы топливно-энергетических ресурсов Украины. - К.: Наук. думка, 1985. - 346 с.
3. Балакиров Ю.А., Мырка Я.М. Предупреждение и ликвидация загазованности территорий нефтегазопромыслов. - К.: Тэхника, 1992. - 93 с.
4. Герметизащя дшчих i лшвщованих свердловин Бориславського родовища, на яких виявлеш нафтогазопроявлення. Техно-робочий проект, УкрНГ1, 1994.
5. Техно-робочий проект "Герметизащя дшчих та недшчих свердловин, лшвщащя свердловинних перетоюв Бориславського та Схщницького родовищ", Бориславська лаборато-рiя нафтопромислових дослiджень iн-ту УкрНГ1, 2002 р.
6. Програма невщкладних заходiв iз запобiгання загостренню еколопчно! i сощально! ситуаци в м. Бориславi на 2001-2005 рр. Затверджена розпорядженням Кабiнетом Мiнiстрiв Укра!ни вiд 29 листопада 2001 р., № 544-р.
7. Практика буршня i експлуатаци свердловин з горизонтальними стовбурами. Авто-ри К.О. Оганов, Я.В. Кунцяк, Я. С Гаврилов, Ю.В. Дубленич, I.I. Наритник. УкрНП. - Кшв, 2002 р.
8. Элияшевский И.В. Технология добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1985. - 303 с.
9. Справочник по охране труда и технике безопасности в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Новые и пересмотренные правила, нормативы и инструкции. - М.: Химия, 1976. - 456 с.
УДК331.225 Доц. О.1. Ященко, канд. екон. наук;
маЯстрант С. В. Чиж - Львгвська КА
СИСТЕМА ПРЕМ1ЮВАННЯ ЯК ВАЖЛИВИЙ ЕЛЕМЕНТ СТИМУЛЮВАННЯ ПРАЦ1 ПЕРСОНАЛУ П1ДПРИСМСТВ
Розглянуто роль премшвання у системi стимулювання пращ, визначено види премш та принципи премшвання. Розглянуто методичш тдходи до побудови систе-ми премiювання, описано основш показники та умови, за якими здшснюеться премь ювання, а також наведено основш елементи премшвання.
