Підвищення екологічної безпеки нафтових родовищ на кінцевій стадії розробки

summary

У вступі обґрунтовано доцільність та актуальність дослідженої проблеми, сформульовано мету роботи та суть виконаних досліджень.

У першому розділі роботи приведений стан досліджень екологічної небезпеки у районах розробки нафтових родовищ. Вплив нафти та нафтопродуктів від різних джерел на довкілля досліджувався та описувався у багатьох роботах, а саме: Л.Г.Телегіна, Б.І.Кіма, П.П.Бородавкіна,  Я.М.Семчука, Р.М.Говдяка, І.М.Лозоновської, А.М.Васильєва, М.Є.Журавля, Б.С.Рачевского,  Л.Ф.Петряшина,  Г.Є.Панова,  Ю.І.Піковського,  М.П. Солнцева, В.А.Мироненка, Г.І.Рудька та інших.

Проблема сольового забруднення пластовими водами грунтових вод виникла у межах Північно-Долинського нафтогазоконденсатного родовища, де застосовують систему для підтримки пластового тиску. Пластові води вигодської, поляницької, бистрицької та середньоменілітової світ родовища представляють собою мінералізовані води з мінералізацією 40.21 г/дм³ до розсолів з мінералізацією до 157 г/дм³. Нашими дослідженнями встановлено, що у межах родовища у навколишніх селах Яворів та Гузіїв пройшло значне сольове забруднення підземних вод (до 6,5 г/дм³), що призвело до неможливості їх використання для питного та господарського споживання.

Ступінь впливу нафтових родовищ на довкілля визначається техногенними та природними факторами. В якості синтезованої характеристики техногенної дії використано такий показник, як стадія розробки. У даній роботі розглянуті три стадії розробки нафтових родовищ, що характеризуються різними видами впливів на довкілля.

На початковій стадії проводиться промислове освоєння родовища, а саме розбурюються свердловини основного фонду та формуються інфраструктури. У районах масового буріння свердловин створюється загроза екологічного стресу, що призводить до порушення природної екологічної рівноваги, падіння ресурсно-біогенного потенціалу біосфери, деградації компонентів природного середовища (різке зменшення запасів риби, забруднення ґрунтів та водяних об’єктів тощо).

На середній стадії розробки родовища підтримується стабільний рівень видобутку нафти. В даному випадку ступінь забруднення довкілля визначається об’ємами видобутку нафти і технологією розробки родовища. На цій стадії відбувається зростання обводненості свердловин та здійснюється їх перехід від фонтанного видобутку на механізований, проектується система заводнення. До кінця стадії видобувається 40-70% запасів нафти. Оскільки експлуатаційні, нагнітальні та інші свердловини є капітальними спорудами, які розраховані на довготривалий термін експлуатації, то необхідно вжити заходів із захисту від корозійної дії середовища основного елемента свердловини – експлуатаційної колони.

Кінцева стадія розробки родовища характеризується значним зниженням видобутку нафти. Спостерігається прогресуюче обводнення продукції, переважаюча частина свердловин переводиться на механізований спосіб експлуатації.

Проблема забруднення довкілля пов’язана на даній стадії з системою підтримки пластового тиску (ППТ) та захоронення попутних промислових вод (ППВ). Для всіх цих об’єктів характерно наявність сітки водоводів, багаточисельних нагнітальних свердловин, насосних станцій, установок для підготовки води і інших споруд, які є джерелом  періодичних та випадкових витоків промислових вод та нафтопродуктів, які впливають на довкілля.

При експлуатації родовищ можливі технологічні аварії на водоводах, нагнітальних свердловинах і інших об’єктах, що зв’язані з процесами видобутку, траснпорту та закачування пластових вод. Масштаби та інтенсивність впливу мінералізованих вод на природний стан екосистем більш значний, ніж вплив нафти та нафтопродуктів. Закачування попутних вод у продуктивні горизонти з часом супроводжується зношуванням свердловин, очисних споруд та комунікацій, а тому, поруч з традиційним видом забруднення підземних вод нафтопродуктами, все більшу гостроту набуває забруднення їх промисловими розсолами і навіть деякими мікрокомпонентами.

У другому розділі дисертації розглянуті методи моделювання фільтрації та міграції забруднень у водоносних пластах. Відмітимо, що методи розрахунку фільтрації ґрунтуються на розв’язку диференційних рівнянь підземної гідродинаміки або теорії фільтрації і що задачі про фільтрацію рідин і міграцію речовин у пластах є дуже складними. Це пояснюється головним чином складністю геологічних та гідрогеологічних умов та недостатньою вивченістю процесів фільтрації. Звичайно, для одержання певної фільтраційної задачі реальну природну обстановку доводиться істотно схематизувати. Створено просторову математичну модель фільтрації для розробки алгоритму знаходження забруднень по площі водоносного горизонту.

При розробці алгоритму знаходження розподілу забруднень у водоносному горизонті використано диференційне рівняння, що має такий вигляд: