Обоснование гидродинамических условий захоронения жидких отходов при добыче и подземном хранении газа

,

где - объемный пластовый коэффициент стоков, безразмерная величина;

- эффективная толщина пласта, м;

- средняя пористость пласта, доли единицы;

- коэффициент вытеснения пластовой воды промстоками, доли единицы.

Принимая во внимание особую экологическую опасность распространения по пласту закачиваемых в составе промстоков примесей углеводородов, автор предлагает радиус зоны распространения углеводородов рассчитывать отдельно по формуле, аналогичной приведенной.

Пятая глава посвящена практическому применению результатов диссертационной работы на полигоне захоронения промстоков Касимовского ПХГ.

Создание специализированных полигонов на действующих газовых месторождениях с учетом комплекса природоохранных мероприятий, благодаря совокупности получаемых при этом преимуществ, позволяет выйти на совершенно новую форму экономических рычагов влияния на культуру природопользования.

Касимовское подземное хранилище газа является первым полигоном, где утилизация промстоков в пласт-приемник производится на объекте хранения, а не добычи. Естественно, что процесс утилизации здесь имеет ряд особенностей.

В существующей технологической схеме утилизации сточных вод не был учтен комплекс природоохранных мероприятий, поэтому для этой схемы была характерна повышенная техногенная нагрузка на окружающую среду.

При утилизации сточных вод различного генезиса на Касимовском ПХГ возможен вариант совместной закачки их в пласт-приемник.

Экспериментальные исследования автора с использованием натурных материалов показали, что в условиях Касимовского газохранилища на полигоне захоронения промстоков при опреснении последних можно ожидать значительного снижения приемистости нагнетательных скважин вследствие набухаемости глинистых минералов породы пласта-приемника (в 5 раз).

Автор в качестве практического примера научно обоснованных технико-технологических решений проблем подземного захоронения промышленных стоков на предприятиях газодобывающей промышленности приводит технологическую схему утилизации сточных вод, разработанную для Касимовского ПХГ (в связи с пуском в эксплуатацию IV очереди) лабораторией гидрогеологии, геохимии и геоэкологии ООО «ВНИИГАЗ» при прямом участии диссертанта с использованием результатов предварительных промысловых и лабораторных исследований диссертационной работы.

На рисунке 4 пунктиром показаны разработанные новые элементы технологической схемы утилизации сточных вод I-III и IV очередей Касимовского ПХГ, прошедшей экологическую экспертизу в ГУПР и ООС МПР России по Рязанской области и утвержденной ООО «Мострансгаз» для реализации на Касимовском ПХГ.

Разработанная на основании промысловых и экспериментальных исследований цикличности работы Касимовского ПХГ научно обоснованная технологическая схема утилизации сточных вод с учетом комплекса природоохранных мероприятий и соблюдением экологических требований позволит при закачке промстоков в пласт-приемник в существующих границах горного отвода сократить эксплуатационные затраты на капитальный ремонт нагнетательных скважин, снизить техногенную нагрузку на окружающую среду.

В шестой главе дается прогноз реализации результатов работы в газовой отрасли.

Полигон захоронения промстоков представляет собой достаточно сложный и дорогостоящий объект, тем более на месторождениях или ПХГ с большими объемами годовой добычи (отбора) газа. Особенно это относится к системе нагнетательных (и, возможно, контрольно-наблюдательных) скважин.

Рисунок 4 Касимовское ПХГ. Принципиальная технологическая схема утилизации сточных вод по плану модернизации производства

Создание полигона без должного научного обоснования чревато многими рисками, в первую очередь связанными с возможным выходом из строя нагнетательных скважин.

Выполненные и описанные выше исследования показали, что указанные опасения достаточно обоснованы, нагнетательные скважины могут потерять приемистость вследствие поступления в пласт-приемник опресненных или содержащих углеводородные примеси промстоков. В то же время в некоторых случаях возможно хотя бы частичное восстановление приемистости - это также следует из результатов диссертационной работы.

При проектировании нового полигона возможна ситуация, когда выбор потенциальных пластов-приемников промстоков ограничен. В этом случае целесообразно располагать результатами предварительных исследований о соответствии объема пласта ожидаемому накопленному объему промстоков за весь период функционирования полигона. Предложенные автором расчетные формулы дают возможность и в отсутствие информации о распределении ФЭС пласта делать предварительные оценки размеров зоны в пластовых условиях, которая может быть занята промстоками.

Следует отметить, что на ряде полигонов отечественной газодобывающей отрасли промышленности некоторые из результатов диссертации уже нашли применение. При обосновании технических решений на вновь проектируемых полигонах целесообразно учитывать весь комплекс полученных в диссертации результатов.

Основные выводы диссертационной работы

Могут быть сведены к следующим положениям:

1. Разработана методика экспериментальных исследований гидродинамических условий захоронения в водоносном пласте-приемнике жидких отходов при добыче и подземном хранении газа.

2. Обоснован выбор физических параметров, характеризующих качественно и количественно водоносный пласт как приемник различных по составу жидких отходов (промстоков) производства предприятий газодобывающей отрасли, а также алгоритм определения величин этих параметров.

3. Сделана оценка масштабов снижения приемистости пластов-приемников полигонов Касимовского ПХГ и Заполярного месторождения, содержащих глинистые и аморфные включения (в 5 - 21 раз) при закачке опресненных жидкостей и (в 3 - 4 раза) жидкостей с примесями углеводородов.

4. Обоснованы рекомендации по поддержанию приемистости нагнетательных скважин путем нагнетания высокоминерализованной пластовой воды.

5. Предложена формула расчета размеров зоны распространения в пласте закачиваемых промстоков, в том числе углеводородной их составляющей по охвату объекта.

6. Предложена и внедрена на полигоне Касимовского ПХГ усовершенствованная технологическая схема утилизации промышленных стоков.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Основные положения диссертации нашли отражение в следующих печатных работах, опубликованных автором лично или в соавторстве.

1. Кирьяшкин В.М., Соколов А.Ф., Ильченко В.П., Коган А.И. Геоэкологический контроль подземных вод на хранилищах газа. ОАО «Газпром» «Прогноз газоносности России и сопредельных стран», М., 2000 г. - с. 221 - 227.

2. Кирьяшкин В.М., Соколов А.Ф., Ильченко П. В. Особенности гидрогеологического обоснования полигона для закачки промышленных стоков на Касимовском подземном хранилище газа. ОАО «Газпром», Проблемы оценки риска загрязненных поверхностных и подземных вод в структуре ТЭК, М., 2001 г. - с. 115 - 128.

3. Соколов А.Ф., Кирьяшкин В.М., Арутюнов С.В., Ильченко П.В. Устройство для индикации уровня жидкости в скважине. Патент на изобретение № 2175387. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации. М., 27 октября 2001 г.

4. Соколов А.Ф. Закачка промстоков в водоносный пласт: обоснование методики экспериментальных исследований. Сб. научных трудов. «Экология и промышленная безопасность». М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003, - с.203 - 220.

5. Кирьяшкин В.М., Соколов А.Ф. Некоторые вопросы природной и техногенной защищенности питьевых вод на Увязовском подземном хранилище газа. Сб. научных трудов «Экология и промышленная безопасность». М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003, - с. 260 - 273.

6. Соколов А.Ф., Левшенко Т.В. Исследование влияния захоронения сточных вод на подземную геологическую среду. Доклад на 3-ий международный конгресс по управлению отходами ВэйстТэк. Материалы конгресса. М, 3 - 6 июня 2003 г. - с. 156 - 157.

7. Соколов А.Ф. Методы экспериментальных исследований при контроле ареала захоронения промстоков на подземных хранилищах газа. Научно-технический журнал «Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе». М., № 6, 2003, - с. 25 - 33.

8. Николаев В.А., Соколов А.Ф. Особенности распространения в водоносном пласте-приемнике закачиваемых промышленных стоков. Сборник научных трудов СеверНИПИгаза. Ухта, 2005, - с. 153 - 168.

9. Ваньков В.П., Мизин А.В., Николаев В.А., Рассохин С.Г., Соколов А.Ф., Троицкий В.М. Томографические исследования распределения флюидов в пласте при разработке месторождений углеводородов и захоронении промышленных стоков. Сборник научных трудов СеверНИПИгаза. Ухта, 2005, - с.169 - 178.

Размещено на Allbest.ru