Использование современных геодезических технологий при разработке нефтяных месторождений НГДУ «Елховнефть»
|
Введение
1 СПУТНИКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТРАССОПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ 6
1.1. История и будущее ГНСС 6
1.2. Методика проведения и ошибки спутниковых геодезических измерений.14
1.3. Создание спутниковых геодезических сетей для маркшейдерских работ.24
1.4. Обзор современного спутникового и трассопоискового геодезического
оборудования 30
2. МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НА СОКОЛКИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
2.1. Общие сведения о Соколкинском месторождении 45
2.2. Технологический раздел 47
2.2.1. Маркшейдерское обеспечение строительства скважин на Соколкинском
нефтяном месторождении «Елховнефть» 47
2.2.2. Система инженерных коммуникаций 48
2.3. Использование современных геодезических технологий в
маркшейдерском деле 50
2.3.1. Вынос в натуру устьев скважины 50
2.3.2. Поиск, съемка и вынос в натуру трасс подземных коммуникаций 52
2.3.2.1. Прибор поиска. Определение подземных коммуникаций 54
2.3.2.2. Порядок производства работ по определению местоположения
подземных коммуникаций 56
2.3.2.3. Планово-высотная съемка подземных коммуникаций 58
2.3.2.4. Составление схемы 59
Заключение 61
Литература 65
Приложение А 69
Приложение Б 71
Приложение В 73
Приложение Г 74
Приложение Д
1 СПУТНИКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТРАССОПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ 6
1.1. История и будущее ГНСС 6
1.2. Методика проведения и ошибки спутниковых геодезических измерений.14
1.3. Создание спутниковых геодезических сетей для маркшейдерских работ.24
1.4. Обзор современного спутникового и трассопоискового геодезического
оборудования 30
2. МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НА СОКОЛКИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
2.1. Общие сведения о Соколкинском месторождении 45
2.2. Технологический раздел 47
2.2.1. Маркшейдерское обеспечение строительства скважин на Соколкинском
нефтяном месторождении «Елховнефть» 47
2.2.2. Система инженерных коммуникаций 48
2.3. Использование современных геодезических технологий в
маркшейдерском деле 50
2.3.1. Вынос в натуру устьев скважины 50
2.3.2. Поиск, съемка и вынос в натуру трасс подземных коммуникаций 52
2.3.2.1. Прибор поиска. Определение подземных коммуникаций 54
2.3.2.2. Порядок производства работ по определению местоположения
подземных коммуникаций 56
2.3.2.3. Планово-высотная съемка подземных коммуникаций 58
2.3.2.4. Составление схемы 59
Заключение 61
Литература 65
Приложение А 69
Приложение Б 71
Приложение В 73
Приложение Г 74
Приложение Д
Возможности современных геодезических технологий совершили настоящую революцию в нефтяном деле. Высокая точность и скорость определения координат в единой системе, в любое время и при любой погоде, отсутствие требования прямой видимости между объектами привели к широкому внедрению спутниковой аппаратуры в нефтяной промышленности.
Слова GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, BEIDOU известны многим из новостей, журналов или Интернета. Всем этим системам можно дать общее название — Global Navigation Satellites Systems(GNSS) - Глобальные Навигационные Спутниковые Системы (ГНСС). И они уже нашли свое применение у нефтяников Татарстана.
Также сегодня комплекты трассопоискового оборудования являются неотъемлемым компонентом технической эксплуатации подземных линейно- кабельных сооружений. Особенно важным является использование такого комплекта при разработке нефтяного месторождения на участках, где строящиеся коммуникации пересекаются с существующими газо- и нефтепроводами. Прорыв таких подземных коммуникаций может привести к самым тяжелым последствиям, а также влечет за собой наложение административного штрафа, чего можно избежать при использовании трассопоисковых устройств, которые бы предупреждали о наличии подземных коммуникаций на пути прокладываемого кабеля [1].
Цель данной работы - рассмотреть использование геодезических технологий, а именно, спутниковое и трассопоисковое оборудование, применительно к Соколкинскому нефтяному месторождению, которое разрабатывает нефтегазодобывающее управление «Елховнефть» ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина, при строительстве скважин, нефтепромысловых коммуникаций и сооружений.
В соответствие с целью работы поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть использование ГНСС оборудования при переносе устья скважины в натуру.
2. Рассмотреть использование трассопоискового и ГНСС оборудования при поиске и съемке подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ на примере ДНС (Дожимная Насосная Станция).
3. Выполнить камеральную обработку полученных данных в программе Credo Топоплан.
4. Произвести обзор современного трассопоискового и спутникового геодезического оборудования для использования в будущем в нефтяной промышленности.
Работы в НГДУ «Елховнефть», связанные с геодезическим оборудованием, производятся отделом топографо-геодезических и маркшейдерских работ. Маркшейдерско-геодезические данные, получаемые в результате съемочных и разбивочных работ, важны в процессе разработки и обустройстве месторождений. Это следует из того что маркшейдеры принимают участие во всех этапах освоения нефтегазовых месторождений:
- поиск и разведка месторождений нефти и газа;
- проектирование, обустройство и разработка месторождений;
- разработка месторождений нефти и газа.
В данной выпускной квалификационной работе описано как с помощью ГНСС оборудования вынести в натуру положение устье скважины. Кроме того, в работе рассмотрено, как осуществляется поиск и съемка подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ трассопоисковым и спутниковым оборудованием.
Также в работе приведена геолого-физическая характеристика месторождения, рассмотрены технологические основы нефтяных месторождений, описана технология производства маркшейдерских работ при строительстве скважин. Уделено внимание технологии производства маркшейдерских работ по созданию планово-высотного съемочного
Слова GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, BEIDOU известны многим из новостей, журналов или Интернета. Всем этим системам можно дать общее название — Global Navigation Satellites Systems(GNSS) - Глобальные Навигационные Спутниковые Системы (ГНСС). И они уже нашли свое применение у нефтяников Татарстана.
Также сегодня комплекты трассопоискового оборудования являются неотъемлемым компонентом технической эксплуатации подземных линейно- кабельных сооружений. Особенно важным является использование такого комплекта при разработке нефтяного месторождения на участках, где строящиеся коммуникации пересекаются с существующими газо- и нефтепроводами. Прорыв таких подземных коммуникаций может привести к самым тяжелым последствиям, а также влечет за собой наложение административного штрафа, чего можно избежать при использовании трассопоисковых устройств, которые бы предупреждали о наличии подземных коммуникаций на пути прокладываемого кабеля [1].
Цель данной работы - рассмотреть использование геодезических технологий, а именно, спутниковое и трассопоисковое оборудование, применительно к Соколкинскому нефтяному месторождению, которое разрабатывает нефтегазодобывающее управление «Елховнефть» ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина, при строительстве скважин, нефтепромысловых коммуникаций и сооружений.
В соответствие с целью работы поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть использование ГНСС оборудования при переносе устья скважины в натуру.
2. Рассмотреть использование трассопоискового и ГНСС оборудования при поиске и съемке подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ на примере ДНС (Дожимная Насосная Станция).
3. Выполнить камеральную обработку полученных данных в программе Credo Топоплан.
4. Произвести обзор современного трассопоискового и спутникового геодезического оборудования для использования в будущем в нефтяной промышленности.
Работы в НГДУ «Елховнефть», связанные с геодезическим оборудованием, производятся отделом топографо-геодезических и маркшейдерских работ. Маркшейдерско-геодезические данные, получаемые в результате съемочных и разбивочных работ, важны в процессе разработки и обустройстве месторождений. Это следует из того что маркшейдеры принимают участие во всех этапах освоения нефтегазовых месторождений:
- поиск и разведка месторождений нефти и газа;
- проектирование, обустройство и разработка месторождений;
- разработка месторождений нефти и газа.
В данной выпускной квалификационной работе описано как с помощью ГНСС оборудования вынести в натуру положение устье скважины. Кроме того, в работе рассмотрено, как осуществляется поиск и съемка подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ трассопоисковым и спутниковым оборудованием.
Также в работе приведена геолого-физическая характеристика месторождения, рассмотрены технологические основы нефтяных месторождений, описана технология производства маркшейдерских работ при строительстве скважин. Уделено внимание технологии производства маркшейдерских работ по созданию планово-высотного съемочного
Целью данной работы являлось рассмотрение использования геодезических технологий, а именно, спутниковое и трассопоисковое оборудование, применительно к Соколкинскому нефтяному месторождению. Данное месторождение разрабатывает нефтегазодобывающее управление «Елховнефть» ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина, при строительстве скважин, нефтепромысловых коммуникаций и сооружений.
В соответствие с целью работы были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть использование ГНСС оборудования при переносе устья скважины в натуру.
2. Рассмотреть использование трассопоискового и ГНСС оборудования при поиске и съемке подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ на примере ДНС (Дожимная Насосная Станция).
3. Выполнить камеральную обработку полученных данных в программе Credo DAT и Credo Топоплан.
4. Произвести обзор современного трассопоискового и спутникового геодезического оборудования для использования в будущем в нефтяной промышленности.
В 1 главе приведена история спутниковых систем. Расписаны методики и ошибки проведения спутниковых геодезических работ. Кроме того, приведены этапы по созданию спутниковых геодезических сетей. А также произведен краткий обзор современного спутникового и геодезического оборудования.
В геологической части данной работы приведена геолого-физическая характеристика Соколкинского нефтяного месторождения.
В технологическом разделе описано маркшейдерское обеспечение строительства скважин на Соколкинском нефтяном месторождение.
Во 2 главе подробно рассмотрен вопрос организации поиска, съемки и выноса в натуру трасс подземных коммуникаций и вынос в натуру устьев скважин при разработке нефтяных месторождений с применением существующих геодезических приборов.
За время производственной практики с помощью ГНСС приемника Trimble R8 III GNSS постоянно выполняла вынос в натуру устье скважин, поиск и съемку трасс подземных коммуникаций трассоискателем C.A.T.3+.
Рассмотрев применение геодезических технологий на примере спутникового и трассопоискового оборудования при разработке нефтяных месторождений НГДУ «Елховнефть», мы пришли к следующим выводам.
Во-первых, ГНСС измерения при разработке нефтяных месторождений обладают рядом следующих преимуществ по сравнению с традиционным методом:
1. Вынос точки в натуру геодезическим спутниковым приемником занимает 20 минут, а тахеометром при таких же условиях можно вынести за 1,5-2 часа, т.е. автоматизированность измерений повышает производительность труда и минимизирует ошибки.
2. Благодаря снижению влияния атмосферы увеличивается точность измерения, что приводит к сверхточному определению всех трех координат объекта;
3. Расстояние между базовым и передвижным приемником может быть гораздо больше, чем при работе с электронным тахеометром;
4. Не требуется прямая видимость между базовым и подвижным приемниками как при работе с электронным тахеометром. Таким образом, появляется возможность проводить геодезические измерения без зрительного контакта между пунктами.
5. Исчезла необходимость создания съемочного обоснования на данной территории, так как базовый приемник устанавливается на геодезическом пункте с известными координатами.
6. ГНСС приемник является динамичным, что позволяет беспрепятственно выполнять съемку, необходимо лишь следить за возможной потерей сигнала со спутников из-за каких-либо препятствий. В большинстве же случаев территория вокруг основного участка работ является открытой для сигналов спутников.
7. Важным фактом является, что проведение измерений не зависит от погодных условий и времени суток.
Во-вторых, безопасность в нефтяном деле имеет первостепенное значение. Именно поэтому перед началом проведения земляных работ основной задачей маркшейдера считается предоставить информацию о подземных коммуникациях, которая является важным вкладом в безопасность. Для решения этой задачи используются так называемые трассопоисковые комплекты, позволяющие сканировать местность.
Использование трассоискателя поможет избежать не только повреждений подземных коммуникаций и их продолжительного и дорогостоящего ремонта, но и поможет значительно сэкономить время, силы и средства. Ведь, прокалывание проложенного кабеля питания или разрыв трубопровода является причиной серьезных и драматических последствий. Во время исполнительной съемки подземных коммуникаций трассоискатели оказались просто незаменимы. Ведь обычные методы съемки (без использования трассоискателей) предусматривают рытье шурфов с последующими инструментальными промерами подземного объекта. Такие работы весьма трудоемки, особенно в условиях заводских территорий или города, когда они часто сопряжены со вскрытием дорожного покрытия и для рытья шурфов потребуется целая бригада. А если работать с трассоискателем, то в принципе достаточно одного человека [37].
В дальнейшем на основе новейших достижений науки и техники придут геодезические приборы, не только превосходящие во много раз по точности и производительности традиционные, но и позволяющие решать задачи, которые ранее не могли быть выполнены с такой точностью и скоростью. В основу работы большинства из этих приборов будут заложены ранее используемые принципы измерений. Так, уже сегодня, возрастающая потребность в геодезических приборах, с одной стороны, и развитие электроники, компьютерных технологий, с другой, позволяют создавать не только новые модели уже известных приборов, но и разрабатывать принципиально новые инструменты и технологии. Таким инструментом является система высокоточного подземного 3D картографирования - SPAR 300. Это комбинированный прибор, представляющий из себя трассоискатель, установленный на одной вешке с ГНСС приемником. Spar 300 непрерывно регистрирует в контроллер Trimble TSC3 или Tablet глубину залегания коммуникации, направление тока и смещение, вместе со статистикой СКО.
Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что использование таких современных геодезических технологий как спутниковое и трассопоисковое оборудование при разработке нефтяных месторождений позволяет сделать процессы измерений быстрыми, универсальными и экономично эффективными. Несмотря на все выше перечисленное, недостатком современных геодезических средств измерений является их высокая стоимость, по сравнению с традиционными, и сложность при эксплуатации. Но благодаря тому, что их использование значительно увеличивает производительность и качество труда, данные приборы быстро окупаются. Наиболее перспективным является совместное использование традиционных и современных технологий в зависимости от реальных условий и требуемой задачи.
В соответствие с целью работы были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть использование ГНСС оборудования при переносе устья скважины в натуру.
2. Рассмотреть использование трассопоискового и ГНСС оборудования при поиске и съемке подземных коммуникаций для проектно-изыскательных работ на примере ДНС (Дожимная Насосная Станция).
3. Выполнить камеральную обработку полученных данных в программе Credo DAT и Credo Топоплан.
4. Произвести обзор современного трассопоискового и спутникового геодезического оборудования для использования в будущем в нефтяной промышленности.
В 1 главе приведена история спутниковых систем. Расписаны методики и ошибки проведения спутниковых геодезических работ. Кроме того, приведены этапы по созданию спутниковых геодезических сетей. А также произведен краткий обзор современного спутникового и геодезического оборудования.
В геологической части данной работы приведена геолого-физическая характеристика Соколкинского нефтяного месторождения.
В технологическом разделе описано маркшейдерское обеспечение строительства скважин на Соколкинском нефтяном месторождение.
Во 2 главе подробно рассмотрен вопрос организации поиска, съемки и выноса в натуру трасс подземных коммуникаций и вынос в натуру устьев скважин при разработке нефтяных месторождений с применением существующих геодезических приборов.
За время производственной практики с помощью ГНСС приемника Trimble R8 III GNSS постоянно выполняла вынос в натуру устье скважин, поиск и съемку трасс подземных коммуникаций трассоискателем C.A.T.3+.
Рассмотрев применение геодезических технологий на примере спутникового и трассопоискового оборудования при разработке нефтяных месторождений НГДУ «Елховнефть», мы пришли к следующим выводам.
Во-первых, ГНСС измерения при разработке нефтяных месторождений обладают рядом следующих преимуществ по сравнению с традиционным методом:
1. Вынос точки в натуру геодезическим спутниковым приемником занимает 20 минут, а тахеометром при таких же условиях можно вынести за 1,5-2 часа, т.е. автоматизированность измерений повышает производительность труда и минимизирует ошибки.
2. Благодаря снижению влияния атмосферы увеличивается точность измерения, что приводит к сверхточному определению всех трех координат объекта;
3. Расстояние между базовым и передвижным приемником может быть гораздо больше, чем при работе с электронным тахеометром;
4. Не требуется прямая видимость между базовым и подвижным приемниками как при работе с электронным тахеометром. Таким образом, появляется возможность проводить геодезические измерения без зрительного контакта между пунктами.
5. Исчезла необходимость создания съемочного обоснования на данной территории, так как базовый приемник устанавливается на геодезическом пункте с известными координатами.
6. ГНСС приемник является динамичным, что позволяет беспрепятственно выполнять съемку, необходимо лишь следить за возможной потерей сигнала со спутников из-за каких-либо препятствий. В большинстве же случаев территория вокруг основного участка работ является открытой для сигналов спутников.
7. Важным фактом является, что проведение измерений не зависит от погодных условий и времени суток.
Во-вторых, безопасность в нефтяном деле имеет первостепенное значение. Именно поэтому перед началом проведения земляных работ основной задачей маркшейдера считается предоставить информацию о подземных коммуникациях, которая является важным вкладом в безопасность. Для решения этой задачи используются так называемые трассопоисковые комплекты, позволяющие сканировать местность.
Использование трассоискателя поможет избежать не только повреждений подземных коммуникаций и их продолжительного и дорогостоящего ремонта, но и поможет значительно сэкономить время, силы и средства. Ведь, прокалывание проложенного кабеля питания или разрыв трубопровода является причиной серьезных и драматических последствий. Во время исполнительной съемки подземных коммуникаций трассоискатели оказались просто незаменимы. Ведь обычные методы съемки (без использования трассоискателей) предусматривают рытье шурфов с последующими инструментальными промерами подземного объекта. Такие работы весьма трудоемки, особенно в условиях заводских территорий или города, когда они часто сопряжены со вскрытием дорожного покрытия и для рытья шурфов потребуется целая бригада. А если работать с трассоискателем, то в принципе достаточно одного человека [37].
В дальнейшем на основе новейших достижений науки и техники придут геодезические приборы, не только превосходящие во много раз по точности и производительности традиционные, но и позволяющие решать задачи, которые ранее не могли быть выполнены с такой точностью и скоростью. В основу работы большинства из этих приборов будут заложены ранее используемые принципы измерений. Так, уже сегодня, возрастающая потребность в геодезических приборах, с одной стороны, и развитие электроники, компьютерных технологий, с другой, позволяют создавать не только новые модели уже известных приборов, но и разрабатывать принципиально новые инструменты и технологии. Таким инструментом является система высокоточного подземного 3D картографирования - SPAR 300. Это комбинированный прибор, представляющий из себя трассоискатель, установленный на одной вешке с ГНСС приемником. Spar 300 непрерывно регистрирует в контроллер Trimble TSC3 или Tablet глубину залегания коммуникации, направление тока и смещение, вместе со статистикой СКО.
Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что использование таких современных геодезических технологий как спутниковое и трассопоисковое оборудование при разработке нефтяных месторождений позволяет сделать процессы измерений быстрыми, универсальными и экономично эффективными. Несмотря на все выше перечисленное, недостатком современных геодезических средств измерений является их высокая стоимость, по сравнению с традиционными, и сложность при эксплуатации. Но благодаря тому, что их использование значительно увеличивает производительность и качество труда, данные приборы быстро окупаются. Наиболее перспективным является совместное использование традиционных и современных технологий в зависимости от реальных условий и требуемой задачи.