Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость разработки геоэкологической системы контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод обусловлена широко практикующимся подземным захоронением промышленных сточных вод на территории Ямало-Ненецкого автономного округа.
Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений связана с образованием буровых отходов и промышленных сточных вод (промстоков). Промстоки - представляют собой смесь вод, добытых вместе с нефтью и газом, а также техногенных вод, образующихся в результате различных технологических процессов. Так, например, из ежегодно образующихся 90 млн. тонн только промышленных токсичных отходов, так или иначе, используется только 37,8%, а обезвреживается полностью всего 7,2%. Остальные отходы поступают в окружающую среду.
Ежегодное образование и накопление сточных вод от технологических процессов и хозяйственно-бытовой деятельности добывающих предприятий подтолкнуло исследователей России и зарубежья с различных позиций геологии, гидрогеологии, геохимии, гидродинамики, геофизики рассматривать и изучать геологические условия и возможности глубинных недр для захоронения в них промышленных сточных вод, как один из вариантов утилизации промышленных отходов.
За рубежом захоронение промстоков в глубокие геологические горизонты получило широкое применение ещё в 1930-1940 годах. В Ямало-Ненецком автономном округе актуальность данной проблемы появилась к 1979 году.
Проблемой захоронения жидких промышленных отходов (ЖПО) в глубоких водоносных горизонтах занимались: А.Я. Гаев, А.А. Карцев, В.А. Грабовников, В.М. Гольдберг, Б.П. Акулинчев, В.П. Дьяконов, А.С. Белицкий, О.М. Севастьянов, В.П. Ильченко, А.Ф. Соколов, В.М. Кирьяшкин, Ю.В. Терновой и другие.
Задача обоснования выбора поглощающего горизонта и методов контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод особенно важна не только для регионов Крайнего Севера, где крайне хрупкие природные геоэкологические условия и отсутствие развитой инфраструктуры, но и для обустроенных районов страны, в которых производится подземное захоронение отходов.
В связи с широко внедряющимся способом подземного захоронения отходов особое внимание необходимо уделять контролю за их размещением в геологических недрах. Поэтому разработка геоэкологической системы контроля состояния недр при подземном захоронении с использованием новых технологий является особенно значимой в нефтегазовой отрасли. Это и определяет актуальность темы диссертации.
Цель диссертационной работы – разработать геоэкологическую систему контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера, позволяющую снизить затраты при захоронении промстоков в 1,5 – 2 раза.
В качестве объекта исследования в данной работе выбран полигон захоронения промстоков на Сандибинском нефтяном месторождении, расположенный в Ямало-Ненецком автономном округе.
Основные задачи для достижения поставленной цели:
- обобщение отечественного и зарубежного опыта подземного захоронения в геологические недра;
- анализ геологических и лито-физических особенностей Западно-Сибирской геосинеклизы и артезианского мегабассейна с точки зрения возможности захоронения промстоков в водоносный альб-сеноманский горизонт (на примере Сандибинского нефтяного месторождения);
- обоснование геолого-геохимических критериев альб-сеноманского горизонта для применения его в качестве полигона для захоронения промстоков в пласт;
- оценка воздействия подземного захоронения промышленных сточных вод на окружающую и геологическую среды;
- обоснование экономической целесообразности закачки промстоков в недра;
- разработка геоэкологической системы контроля состояния недр с использованием геоинформационных технологий на участке захоронения промышленных сточных вод (на примере Сандибинского месторождения).
Научная новизна представленной работы:
1. Научно обоснован рациональный метод утилизации промышленных сточных вод для Сандибинского нефтяного месторождения.
2. Доказана совместимость подтоварных, пластовых и хоз-бытовых вод Сандибинского месторождения. Это позволяет использовать альб-сеноманский водоносный горизонт и подстилающую часть продуктивного горизонта БН6, как объекты для захоронения промстоков.
3. Впервые выполнен для данного месторождения прогнозный расчет площади распространения «загрязненного пятна» в альб-сеноманском горизонте от закачки промстоков.
4. Научно обоснованы методы и система ведения контроля состояния недр при захоронении промстоков в альб-сеноманский горизонт с использованием геоинформационных технологий.
5. Впервые для Сандибинского нефтяного месторождения разработана эффективная геоэкологическая система контроля (мониторинг) состояния недр при захоронении промышленных сточных вод, позволяющая снизить затраты на утилизацию промстоков в 1,5 – 2 раза.
Основные защищаемые положения:
-
Геолого-экологическое обоснование возможности использования альб-сеноманского горизонта при разработке Сандибинского нефтяного месторождения в качестве полигона для захоронения промышленных сточных вод, как наиболее геологически и экологически защищенный горизонт.
2. Совместимость пород и вод альб-сеноманского горизонта с закачиваемыми водами не приводит к преобразованиям геохимического облика пластовых вод.
3. Разработанная геоэкологическая система контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод на основе существующих скважин позволяет свести к минимуму загрязнения недр.
Практическая ценность: В процессе работы над диссертацией автор принимал участие в обработке и обобщении геолого-геофизического материала, изучении (анализе) гидрогеологических условий подземного захоронения промышленных сточных вод на нефтегазовых комплексах ЯНАО, разработке системы мероприятий, позволяющей систематизировать получаемые данные с нефтепромыслов на основе геоинформационных технологий. Для практического использования разработанная система контроля рекомендована НГДУ «РИТЭКНадымнефть». Специалистами предприятия дана положительная оценка представленной работы. На сегодняшний день предложенные методы и разработанная геоэкологическая система контроля состояния недр применяется при составлении технологической документации Сандибинского месторождения.
Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы могут быть использованы:
- при проектировании, строительстве и эксплуатации систем подземного захоронения сточных вод в условиях ЯНАО;
-при лицензировании пользования недрами в части захоронения сточных вод в поглощающие водоносные горизонты.
Апробация работы: Результаты проведенных исследований неоднократно докладывались на окружных научных конференциях «Обеспечение экологической безопасности окружающей среды при разработке месторождений Крайнего Севера» (Надым 2004, Новый Уренгой 2005 гг). Основные положения работы обсуждались на научно-технических советах организации ООО «Газфлот» (г. Москва, 2010г). По теме диссертации опубликованы 2 работы в журнале «Нефтепромысловое дело» и подготовлены несколько глав научных отчетов.
Структура и объём представленной работы:
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 147 страниц машинописного текста, включающего 23 таблицы, 3 схемы, 15 рисунков. Список использованной литературы включает 101 наименование (с указанием зарубежных источников).
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю профессору В.В. Поспелову, профессору В.Г. Аковецкому, профессору О.А. Шнип, кандидату геолого-минералогических наук Б.П. Акулинчеву, за ценные советы и предложения при написании работы.
Исследования проводились в тесном содружестве с соответствующими службами заинтересованных подразделений предприятия, сотрудниками Управления по технологическому, экологическому и атомному надзору по ЯНАО.
В ходе работ автор пользовался материалами и консультациями специалистов ОАО «РИТЭК» и НГДУ «РИТЭКНадымнефть», которым выражает свою признательность за помощь в получении необходимой информации.
