Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость научно-методического обоснования эффективности мониторинга недр на территории Ямало-Ненецкого автономного округа обусловлена широко практикующимся подземным захоронением промышленных сточных вод.
Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений связана с образованием промышленных сточных вод (промстоков), которые представляют собой смесь вод, добытых вместе с нефтью и газом, а также техногенных вод, образующихся в результате различных технологических процессов. По мере увеличения добычи углеводородного сырья и впоследствии выработки запасов месторождения наблюдается закономерный рост обводненности добываемой из пласта продукции. Так, например, на Сандибинском месторождении в 2000 году обводненость продукции составляла - 12,4 %, в 2003 - 15,9 %, в 2007 - 38,4 %.
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.
В качестве основного технического решения по утилизации промышленных сточных вод с объектов Сандибинского месторождения в данной работе рассматривается и предлагается вариант подземного захоронения промстоков в поглощающий альб-сеноманский горизонт. В связи с этим появилась необходимость в разработке научно-обоснованного подхода к методу утилизации промстоков в альб-сеноманского горизонта с внедрением эффективных методов мониторинговых наблюдений за состоянием недр Сандибинского лицензионного участка недр. Поэтому предлагаемая работа является весьма важной и актуальной.
Цель диссертационной работы — научно-методическое обоснование эффективности мониторинга недр при захоронении промышленных сточных вод, образующихся при производственной деятельности нефтедобывающих организаций, в альб-сеноманский горизонт и разработка эффективной системы геоинформационных мониторинговых наблюдений за состоянием недр на территории Ямало-Ненецкого автономного округа.
Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:
- обобщение отечественного и зарубежного опыта по захоронению
промышленных стоков в 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 решений по организации мониторинговых наблюдений за
состоянием подземных вод альб-сеноманского горизонта с использованием
геоинформационных систем;
- использование объемной цифровой геологической модели для оценки эффективности проведения мониторинга недр в целом по месторождению. Научная новизна представленной работы:
Предложен и научно обоснован рациональный метод утилизации промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера.
Доказана совместимость подтоварных, пластовых и хоз-бытовых вод Сандибинского месторождения, которая позволяет использовать альб-сеноманский водоносный горизонт и подстилающую часть продуктивного горизонта БНб, 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 обоснована организация эффективного мониторинга за недрами при
захоронении промстоков в альб-сеноманский горизонт с использованием
геоинформационных систем.
5. На основе предложенных решений впервые разработана технология ведения
мониторинга за состоянием недр при захоронении в альб-сеноманский горизонт
промышленных сточных вод в пределах Сандибинского лицензионного
участка, позволяющая снизить затраты на утилизацию промстоков в 1,5 - 2
раза. Проектные решения рекомендованы для внедрения системы контроля за
недрами НГДУ «РИТЭКНадымнефть».
Основные защищаемые положения:
Научное геолого-экологическое обоснование возможности использования альб-сеноманского горизонта при разработке и эксплуатации месторождений на территории ЯНАО в качестве полигона для захоронения промышленных сточных вод.
Геохимическая оценка совместимости пород альб-сеноманского горизонта с закачиваемыми водами и прогнозный расчет площади распространения закачиваемых вод в данном горизонте.
Впервые разработана и предлагается к использованию эффективная система геоинформационньгх мониторинговых наблюдений за состоянием альб-сено-
майского горизонта на участках захоронения промышленных сточных вод в условиях ЯНАО.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследований: Разработанная технология ведения мониторинга за состоянием недр при захоронении промстоков в альб-сеноманский горизонт в пределах Сандибинского лицензионного участка, позволяющая снизить затраты на утилизацию промстоков в 1,5-2 раза, рекомендована для практического использования НГДУ «РИТЭКНадымнефть». Специалистами предприятия дана положительная оценка представленной работы. Предложенная технология ведения мониторинговых наблюдений за состоянием подземных вод альб-сеноманского горизонта уже используется при составлении технологической документации по разработке и эксплуатации Сандибинского нефтяного месторождения, а также учитывалась при составлении программ по улучшению экологической обстановки на месторождениях Крайнего Севера.
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 исследований автора изложены в публикациях журнала «Нефтепромысловое дело», производственных и тематических отчетах НГДУ «РИТЭКНадымнефть». Основные положения работы неоднократно докладывались на окружных научных конференциях в г. Надыме и г. Новый Уренгой. В местной газете «Рабочий Надыма» опубликована статья о бережном отношении к природным богатствам и соблюдению статей Федерального закона РФ «Об охране окружающей среды».
Структура и объём представленной работы:
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и заключения, содержит 131 страницу машинописного текста, включающего 19 таблиц, 4
диаграммы, 3 схемы, 10 рисунков. Список использованной литературы включает 100 наименований (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.
