Прогностическое моделирование растепления грунтов вечной мерзлоты на объектах нефтегазовой отрасли

Назначение

Разработка мероприятий, направленных на обеспечение безаварийной эксплуатации объектов нефтегазового промысла в условиях растепления грунтов вечной мерзлоты вследствие воздействия техногенных процессов (тепловыделения от зданий и сооружений, бурения скважин, добычи и транспорта нефти с относительно высокой температурой и т.д.)

Краткое описание

Значительная часть крупных нефтегазовых месторождений, обеспечивающих до 70–80 % добычи нефти в России, разрабатывается и эксплуатируется в условиях распространения вечной мерзлоты. Техногенные процессы на объектах нефтегазового промысла оказывают тепловое воздействие на грунт, вызывая интенсивное таяние льда. В таком состоянии ледяные породы теряют свои прочностные свойства, что приводит к проседанию фундаментов оснований зданий и сооружений, деформации и разрушению нефтегазопроводов и скважин. Вследствие этого на месторождениях достаточно часто происходят аварийные ситуации, приводящие к экономическим и экологическим последствиям. Например, только на территории Западной Сибири ежегодно расходуется около 60 млрд. рублей для устранения последствий таких аварий. Исследование динамики распространения ореолов оттаивания мерзлых грунтов позволит заблаговременно предпринимать меры, обеспечивающие безаварийную эксплуатацию объектов нефтегазового промысла.

Область применения

Разработанный прогностический комплекс и сформулированные рекомендации могут использоваться для прогноза и предупреждения техногенных аварий на этапах проектирования и эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли, расположенных в условиях вечной мерзлоты, а также для планирования эффективных мероприятий, препятствующих интенсивному таянию льда.

Конкурентные преимущества

В рамках нового подхода к описанию процессов теплового взаимодействия объектов нефтегазового промысла с вечной мерзлотой разработан программный комплекс, позволяющий оперативно и достоверно прогнозировать динамику распространения ореолов оттаивания грунтов, а также оценивать эффективность мероприятий, направленных на предотвращение аварийных ситуаций вследствие растепления мерзлых грунтов.

Текущая стадия

Составлен перечень рекомендаций по организации производства на объектах нефтегазовой отрасли, расположенных в условиях вечной мерзлоты, препятствующие интенсивному растеплению грунтов. Разработанные математические модели и программный комплекс используются специалистами ОАО «ТомскНИПИнефть» при оценке рисков возникновения аварийных ситуаций и технико-экономическом обосновании мероприятий, направленных на снижение интенсивности таяния вечной мерзлоты. Основные результаты выполненных исследований опубликованы в 5 отраслевых рецензируемых изданиях.

Основные публикации

• – Половников В.Ю., Цыганкова Ю.С. Радиус растепления многолетнемерзлых пород при эксплуатации нефтяных скважин в Восточной Сибири // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2014. № 1. С. 38-43.