Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти

Авторы патента:

G01V3/16 - устройства, специально предназначенные для использования вместе с летательным аппаратом ( G01V 3/165-G01V 3/175 имеют преимущество)

G01M3/222 - Испытание устройств на герметичность (исследование проницаемости пористых материалов; обнаружение наличия трещин или разрывов вообще G01N)

G01M3/22 - испытание трубопроводов, кабелей, труб, клапанов, соединений трубопроводов или перемычек

Владельцы патента RU 2654936:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к способам дистанционного мониторинга нефтяного пятна, образовавшегося подо льдом при аварийной утечке нефти из подводного нефтепровода. Сущность: в место (3) утечки нефти из подводного нефтепровода (2) подают магнитный материал в мелкодисперсном состоянии. Вместе с нефтью магнитный материал растекается подо льдом (7), образуя пятно (6) определенной толщины и размеров. О границах распространения нефтяного пятна судят по напряженности магнитного поля, измеряемой магнитометрами над поверхностью льда. При невозможности определения местоположения места утечки нефти из подводного нефтепровода (2) мелкодисперсный магнитный материал подают непосредственно в скважину (1) или в подводный нефтепровод (2) до места утечки (3). Технический результат: определение местоположения и размеров нефтяного пятна подо льдом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Заявляемое изобретение относится к области диагностики площади и объемов распространения нефтяного пятна подо льдом при утечке нефти с подводной скважины или подводного нефтепровода при добыче нефти с месторождений арктического шельфа. Применение технологии при аварийном скапливании нефти подо льдом способствует быстрой оценке площади и объемов нефтяного пятна и своевременному принятию оперативных мероприятий по сбору излившейся нефти.

Возникновение утечки нефти из зоны негерметичности подводного объекта нефтедобычи в районах арктического Севера ведет к неконтролируемому накапливанию нефтяного пятна подо льдом. Визуальное обнаружение таких скоплений нефти при облете шельфа с самолета или вертолета невозможно из-за наличия ледового покрытия толщиной до одного метра и более.

Известны методы контроля движения пластовой воды путем закачки в пласт воды с радиоактивным или химическим индикатором и слежения за появлением индикатора в добывающих скважинах (Никаноров A.M. Методы нефтепромысловых гидрогеологических исследований. М.: Недра, 1977. - С. 131-141). Эти методы маркировки добываемой из залежи нефти неэффективны для условий шельфовой добычи нефти с ледовым покрытием воды, так как для отбора проб необходимо бурение лунок в ледовом покрытии. Необходимо заметить, что при наличии значительного количества лунок диагностика размеров и границ нефтяного пятна производится непосредственно по составу отобранных проб, то есть по количественному содержанию в пробе нефти и воды, и необходимость в подаче в нефть индикатора становится излишней.

Известны способы очистки поверхности воды от нефтяного пятна, согласно которым над нефтяным пятном распыляют дисперсный магнитный материал или магнитный материал в ином виде с последующим сбором смеси магнитного материала и нефти с помощью магнитного поля постоянного магнита или электромагнита (Патент Японии №51-19495, кл. 91 С, опубл. 1976 г.; А.с. СССР №866043, опубл. 23.09.81, бюл. №35). Магнитные свойства полученной смеси нефти и магнитного материала в этих изобретениях используются только для сбора разлившейся над водой нефти. Для определения масштабов утечки нефти в виде нефтяного пятна подо льдом данные технические решения непригодны по двум причинам. Наличие льда не позволяет провести обработку формирующегося нефтяного пятна. Во-вторых, в этих изобретениях отсутствует не визуальная диагностика размеров нефтяного пятна по причине отсутствия такой необходимости.

В условиях добычи нефти из арктического шельфа (наличие ледового покрытия и подводных течений воды) не исключены утечки нефти из подводного оборудования, и раннее обнаружение местоположения и размеров нефтяного пятна становится важной технической и экологической задачей.

Технической задачей изобретения является определение местоположения нефтяного пятна и его размеров подо льдом при шельфовой добыче нефти, образующегося из-за утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи: скважины или нефтепровода.

Указанная техническая задача решается тем, что по известному способу определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающемуся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом в зону утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи подают в постоянном режиме магнитный материал в мелкодисперсном состоянии, а о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами с поверхности ледового покрова, в частности, с вертолета. Аэромагнитная съемка водной акватории под ледовым покровом позволяет судить и о толщине слоя нефтяного пятна по величине напряженности магнитного поля. Рост толщины слоя нефти подо льдом, содержащей во взвешенном состоянии магнитный материал, ведет к росту напряжения магнитного поля, поэтому предложенный способ дает возможность оценки и объема нефтяного пятна.

При невозможности определения точного местоположения зоны утечки нефти из подводного оборудования мелкодисперсный магнитный материал подают непосредственно в скважину или подводный нефтепровод до зоны утечки с тем, чтобы произошла хотя бы частичная маркировка изливающейся из негерметичного оборудования нефти магнитным материалом с последующей диагностикой такой нефти в скоплении нефти под арктическим льдом.

Схема реализации способа изображена на чертеже, в которой обозначены под цифрами: 1 - скважина на шельфе, 2 - подводный нефтепровод, 3 - зона негерметичности подводного оборудования и одновременно точка подачи магнитного материала в истекающую нефть, 4 - точка ввода магнитного материала в нефтедобывающую скважину, 5 - поднимающаяся на поверхность воды аварийно истекающая нефть, 6 - скопление нефти подо льдом, 7 - ледовое покрытие, 8 - вертолет с магнитомером на борту.

Предложенный способ реализуется выполнением следующих работ:

1. При точном обнаружении зоны утечки нефти из подводного оборудования и невозможности ее быстрой ликвидации в истекающую под давлением нефть подают мелкодисперсный магнитный материал в той концентрации, при которой будет обеспечиваться его равномерное распределение в объеме изливающейся нефти и будет исключено выпадение магнитного материала из нефти.

2. В случае невозможности подачи магнитного материала непосредственно в зону ее утечки из подводного оборудования из-за технической причины: высокое давление изливающейся нефти или мгновенное распыление нефти в водной среде, организуют работы по подаче магнитного материала в добываемую нефть непосредственно на устьевой арматуре скважины или на запорной арматуре подводного нефтепровода, находящихся в системе нефтесбора, до зоны утечки нефти.

3. Находясь во взвешенном состоянии в нефтяной среде, магнитный материал распространится вместе со свежими порциями нефти по площади и объему всего нефтяного пятна подо льдом.

4. После начала подачи магнитного материала в истекающий поток нефти начинают периодический облет на вертолете или ином средстве перемещения ледового пространства в зоне скважины или аварийного трубопровода по траектории расширяющейся окружности (по спирали). Во время всего облета производят в постоянном режиме времени измерение магнитной напряженности пространства ниже средства передвижения, то есть в зоне ледового покрытия воды.

При обнаружении в определенном ледовом секторе зоны с повышенным значением магнитной напряженности производят дополнительные облеты этой зоны с измерением искомого параметра.

5. Зону с повышенным значением магнитной напряженности оценивают как область водной поверхности, на которой и сформировалось нефтяное пятно. По границе пятна и примерному объему излившейся нефти разрабатывают план сбора излившейся нефти путем вскрытия ледового покрытия в необходимых местах.

По изобретению поставленная техническая задача успешно решается дистанционно без бурения лунок во льду и отбора проб воды на содержание нефти. Предложенный способ является, на наш взгляд, рациональным и существенным, отвечает критерию новизны. Использование способа на просторах арктического Севера значительно снизит тот потенциальный вред, который существует при добыче нефти в шельфовой зоне материка.

1. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающийся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, отличающийся тем, что для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом в зону утечки нефти из подводного объекта нефтедобычи подают в постоянном режиме магнитный материал в мелкодисперсном состоянии, о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами над поверхностью ледового покрова, в частности, с вертолета.

2. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти по п.1, отличающийся тем, что о толщине слоя нефти подо льдом по площади нефтяного пятна судят по величине напряженности магнитного поля.

3. Способ определения местоположения и размеров нефтяного пятна при аварийной утечке нефти, заключающийся в выделении в нефти устойчивого индикатора и его прослеживании во времени и пространстве, отличающийся тем, что для диагностики размеров и границ нефтяного пятна подо льдом при невозможности определения местоположения зоны утечки нефти из подводного оборудования мелкодисперсный магнитный материал подают непосредственно в скважину или подводный нефтепровод до зоны утечки, о границах распространения нефтяного пятна подо льдом судят по повышению напряженности магнитного поля над нефтяным пятном, которое замеряют магнитомерами над поверхностью ледового покрова, в частности, с вертолета.

Группа изобретений относится к области геофизики, в частности к электроразведочным методам исследований, а именно к методу зондирования становлением поля, осуществляемому с помощью летательных аппаратов.

Способ и система аэроэлектроразведки // 2649658

Изобретение относится к области аэрогеофизических методов и может быть использовано при поиске подводных лодок и полезных ископаемых, а также для изучения геологического строения участков земли и решения других прикладных задач.

Буксируемая по воздуху платформа для летательного аппарата, содержащая средства коррекции положения, и соответствующий узел сцепного устройства // 2646963

Изобретение относится к буксируемым летательным аппаратам. Прицепное устройство (1) для летательного аппарата (Р) включает в себя опорные средства (30), транспортирующие измерительные устройства (31), буксировочную штангу (20), средства (21) для соединения опорных средств (30) с буксировочной штангой (20), средства (40) сцепления для прикрепления прицепного устройства к буксировочному тросу.

Способ поиска подземных вод // 2645849

Изобретение относится к методам поисков месторождений подземных вод и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные, пресные и минерализованные воды.

Системы сбора данных для морской модификации с косой и приемным модулем // 2639728

Изобретение используется для сбора данных и расчета трансформант электромагнитного поля - дифференциально-нормированных параметров DU, P1, Dϕ, Ps, которые могут быть определены, в частности, способом количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации, например метод ДНМЭ в морской модификации.

Устройство для оперативного опробования магнетитовых руд // 2632265

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости магнетитовых руд при оперативном опробовании стенок горных выработок, а также для оценки качества рудной массы в навалах, вагонетках и на самосвалах.

Способ высокоточных электромагнитных зондирований и устройство для его осуществления // 2629705

Группа изобретений относится к геофизическим электроразведочным методам поисково-оценочных исследований с использованием контролируемого источника электромагнитного поля.

Способ определения места утечки жидкости или газа из трубопровода, находящегося в грунте, и устройство для его осуществления // 2628872

Группа изобретений относится к области дистанционного контроля герметичности газонефтесодержащего оборудования и может быть использована для определения места утечки жидкости или газа из магистрального трубопровода, находящегося в траншее под грунтом.

Оценка насыщенности с использованием mcsem данных и стохастического петрофизического моделирования // 2594618

Изобретение относится к разведочной геофизике и преданазначено для оценки насыщенности потенциальных коллекторов углеводородов. Сущность: способ содержит следующие этапы: а) получение mCSEM данных разведки из подповерхностной области, представляющей интерес, b) выполнение инверсии полученных mCSEM данных, c) определение местоположения аномалии в mCSEM данных инверсии, d) вычитание тренда фонового удельного сопротивления из mCSEM данных инверсии из тренда удельного сопротивления mCSEM данных инверсии в аномалии, е) оценку величины поперечного сопротивления, связанного с аномалией, f) оценку распределения средней насыщенности коллектора, соответствующей поперечному сопротивлению, с использованием стохастической петрофизической модели и моделирования методом Монте-Карло, связывающего параметры коллектора с поперечным сопротивлением, и g) интегрирование полученного распределения насыщенности, взвешенного предполагаемым распределением поперечных сопротивлений, чтобы получить окончательную оценку вероятности насыщенности флюидом.

Способ оптимизации траектории полёта подвижного объекта при проведении аэрогеофизической разведки и устройство для его осуществления // 2592042

Изобретение относится к технологии аэрогеофизических исследований и может быть использовано при мониторинге ближайших окрестностей в зоне движения аэрогеофизической платформы.

Способ определения остаточного ресурса трубопровода // 2654154

Изобретение относится к диагностике трубопроводов для оценки их остаточного ресурса. Способ определения остаточного ресурса трубопровода может быть применен для определения остаточного ресурса трубопровода в напорных трубопроводах круглого сечения.

Способ гидравлического испытания и устройство для гидравлического испытания // 2649619

Настоящее изобретение относится к способу гидравлического испытания с использованием воды, выполняемому для проверки качества сварной трубы, например трубы, сваренной при помощи электрической контактной сварки, или спиральной трубы, и бесшовной трубы.

Способ и устройство контроля герметичности днищ топливных баков жидкостных ракет // 2649215

Изобретение относится к области испытаний на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности днищ топливных баков жидкостных ракет. Сущность: изделие (2) размещают в испытательной вакуумной камере, состоящей из монтажного стола (1) и вакуумного колпака (3).

Способ и устройство контроля герметичности капсул с источником ионизирующего излучения // 2649080

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности капсул с источником ионизирующего излучения.

Диагностика промышленных процессов c помощью измерений температуры инфракрасного излучения // 2642931

Группа изобретений относится к диагностике систем управления и контроля в промышленных процессах. Способ проведения диагностики с помощью полевого устройства и идентификации в ответ на это диагностируемого состояния в промышленном процессе, содержит этапы, на которых: измеряют инфракрасные излучения из места в промышленном процессе с помощью матрицы инфракрасных датчиков, содержащей множество инфракрасных датчиков; сравнивают выходной сигнал с первого участка матрицы датчиков с выходным сигналом со второго участка матрицы датчиков; в ответ на сравнение предоставляют выходной сигнал, указывающий диагностируемое состояние, на основе соотношения между выходным сигналом от первого участка матрицы датчиков и выходным сигналом от второго участка матрицы датчиков, определенного на этапе сравнения.

Стенд для испытаний гидромеханических пакеров двустороннего действия // 2638046

Изобретение относится к стенду для испытаний гидромеханических пакеров двустороннего действия. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей стенда.

Способ испытаний на пожаростойкость неметаллических и гибких металлических труб (варианты) и устройство для его реализации (варианты) // 2630547

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их физических свойств, в частности прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий с помощью пневматических или гидравлических средств при высокой температуре, и может быть использовано при проведении испытаний вновь разрабатываемых неметаллических и гибких металлических труб, предназначенных для использования в автоматических установках пожаротушения, в том числе сертификационных испытаниях на пожаростойкость.Способ испытаний неметаллических и гибких металлических труб на пожаростойкость (варианты) и устройство для его реализации (варианты) включает автоматическое поддержание вокруг испытываемой трубы определенной температуры и определенной величины гидравлического или пневматического давления внутри заполненной или незаполненной жидким веществом трубы, непрерывный автоматический контроль за целостным состоянием трубы, а также отключение подачи жидкого или газообразного вещества и отключение нагревателя в случае протечки трубы.

Способ испытания пневмогидравлической системы // 2629697

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть применено в различных видах техники, где используется пневмогидравлическая система. Заявленный способ испытания пневмогидравлической системы включает подачу контрольного газа в пневмогидравлическую систему, контроль испытательного давления в ней и проверку герметичности, при этом после подачи контрольного газа во внутреннюю полость пневмогидравлической системы до закрытых элементов пневмогидравлической арматуры, которые не позволяют перетекание контрольного газа в другие полости пневмогидравлической системы без принудительного открытия элементов пневмогидравлической арматуры, поочередно проверяют функционирование элементов пневмогидравлической арматуры путем их срабатывания, фиксируют перетекание контрольного газа, контролируя наличие испытательного давления контрольного газа в соответствующих полостях пневмогидравлической системы, после чего проводят проверку герметичности заполненных полостей пневмогидравлической системы, после заполнения контрольным газом всей пневмогидравлической системы поочередно сбрасывают контрольный газ из полостей, расположенных за каждым элементом пневмогидравлической арматуры, контролируют испытательное давление на входе в каждый элемент пневмогидравлической арматуры, после чего поочередно производят замер герметичности на выходе каждого элемента пневмогидравлической арматуры, затем сбрасывают контрольный газ из оставшихся заполненных контрольным газом полостей пневмогидравлической системы в последовательности, обеспечивающей несрабатывание элементов пневмогидравлической арматуры, ранее проверенных на функционирование и на герметичность, далее контролируют отсутствие давления контрольного газа во всех полостях пневмогидравлической системы.

Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем // 2624909

Изобретение относится к ядерный технике. Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем заключается в том, что над ТВС в активной зоне устанавливают устройства контроля герметичности тепловыделяющих сборок и под давлением в теплоноситель подают газ, который вместе с растворенными в теплоносителе газообразными продуктами деления затем выводят из реактора к датчикам контроля радиоактивности.

Флуоресцентный индикатор // 2574452

Изобретение относится к водорастворимой жидкой смеси хладагента для замкнутых контуров охлаждения и к ее применению для обнаружения утечек в контуре и/или в качестве антифриза для контуров на водной основе.