Охрана недр при разработке нефтяных и газовых месторождений.

Выполнение требований охраны и рационального использования недр при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ достигается применением совершенных методик проектирования и проведения всех видов работ на всех стадиях поисково-разведочного процесса. На этапе региональных работ выбор направления (и рационального комплекса исследований) должен проводиться на основе научно обоснованной геологической модели изучаемого региона. На стадии выявления и подготовки к поисковому бурению основное внимание необходимо обращать на комплексирование различных методов (структурное бурение, сейсморазведка и др.), проводить поиски ловушек различного типа (как структурных, так и неантиклинальных).

На стадии поискового бурения полнота и рациональное изучение недр достигается вскрытием разреза осадочных пород на полную мощность или технически доступную глубину и изучением всех перспективных нефтегазоносных комплексов. С тем, чтобы избежать пропуска залежей в изучаемом разрезе, главным принципом проведения поисковых работ должен быть «принцип негативной оценки перспектив нефтегазоносности» — т.е. всякий объект должен считаться перспективным, если отсутствуют доказательства его непродуктивности.

В процессе разведочных работ некомплексное проведение исследований и низкое качество интерпретации приводит к пропуску нефтегазоносных горизонтов, неправильному определению фильтрационно-емкостных параметров продуктивных пластов и положения ВНК, ГВК, ГНК. Это является причиной неправильной оценки народнохозяйственного значения залежи и больших потерь углеводородов в недрах. Поэтому разведка должна обеспечивать полноту изучения параметров, необходимых для подсчета запасов и составления технологической схемы или проекта опытно-промышленной эксплуатации.

Одной из проблем охраны недр является освоение не только сырья (нефти и природного горючего газа), но и попутных и рассеянных компонентов (этан, пропан, бутан, гелий, сера — в газах, тяжелые металлы — в нефти), и особенно в водах нефтяных месторождений. Общее количество минерализованных вод и рассолов, добываемых попутно с нефтью, составляет по Российской Федерации около 60 млн м³/год. Эти воды содержат литий, цезий, рубидий, стронций, магний, калийные соли, щелочи и др. По величине запасов промышленно-ценных компонентов попутные воды могут конкурировать с традиционными рудными источниками их добычи (например для лития). Утилизация полезной продукции из попутных вод месторождений наряду с очисткой менее минерализованных вод до уровня ПДК (предельно допустимых концентраций) будут способствовать сохранению окружающей среды.

Основным видом работ при поисках и разведке месторождений нефти и газа является бурение глубоких скважин, которое оказывает мощное технологическое воздействие как на недра, так и на окружающую природу и приводит к возникновению целого комплекса геоэкологических проблем.

Не допускается строительство скважин вблизи населенных пунктов, школ, детских учреждений, необходимо применять все меры по охране водоемов, лесных насаждений, сельскохозяйственных угодий, культурных ценностей. В зависимости от типа бурящейся скважины на период ее бурения производится отвод земельного участка, согласно техническим нормам, размером от 0,016 до 0,035 км².

Загрязнителями окружающей среды при бурении скважин являются многочисленные химические реагенты, применяемые для приготовления буровых растворов. Разработаны и внедряются буровые растворы с менее токсичными компонентами, нефть и нефтепродукты, используемые в качестве реагентов для обработки растворов, заменяются кремнийорганическими соединениями.

При бурении поисковых и разведочных скважин происходит нарушение целостности массива горных пород, которое влечет за собой нарушение естественной разобщенности нефтегазоносных и водоносных горизонтов и пластов, а также возможность связи их с атмосферой. В результате такого взаимодействия в водоносные пласты могут попасть углеводороды, а нефтегазоносные пласты могут подвергнуться нежелательному и неконтролируемому обводнению. Межпластовые перетоки могут привести к загрязнению и нанести вред залежам других полезных ископаемых, присутствующих в разрезе месторождения нефти и газа (например калийных солей, пресных или целебных минеральных вод и др.).

К загрязнению поверхности и большим потерям приводит открытое фонтанирование скважин. Особую опасность оно представляет в случае наличия в нефти или газах сероводорода. Весьма опасными являются грифоны, образующиеся в результате прорыва газа по трещинам. Ликвидация последствий открытого фонтанирования — весьма сложная техническая задача. Необходимо не только прекратить фонтанирование воды и газа через усгье, но и исключить возможные перетоки флюидов в открытом стволе или за колонной. Переливающие водой скважины приводят не только к потерям пластовых вод, которые как правило содержат целый комплекс полезных компонентов и часто являются целебными, но и к порче почв и угодий.

При разведке залежей с аномально низкими пластовыми давлениями (как естественными, так и искусственно созданными в результате интенсивной эксплуатации) необходимо применение облегченных растворов с тем, чтобы избежать поглощений бурового раствора. Залежи с аномально высокими пластовыми давлениями должны вскрываться с применением утяжеленных растворов, а устье должно быть оборудовано противовыбросовым устройством, а репрессия на пласт должна быть минимально возможной. Геофизические исследования в перспективных интервалах необходимо проводить в минимальные сроки (не позже, чем через 5 суток после вскрытия), интервал исследования при этом не должен превышать 200 м. Не допускается разрыв во времени между вскрытием продуктивного пласта в колонне и его испытанием, так как это приводит к кольматации (загрязнению) интервала опробования и искажению представлений об истинной продуктивности пласта.

Значительный ущерб может нанести интенсивная эксплуатация поисковых и разведочных скважин на газонефтяных и газоконденсатных месторождениях. На газонефтяных месторождениях снижение давления газовой шапки приводит к потерям при разработке нефтяной оторочки. На газоконденсатных залежах снижение давления ниже давления насыщения (давление конденсации) приводит к выпадению в жидкую фазу и потере тяжелых углеводородов.

Поисково-разведочное бурение должно производиться в строгом соответствии с геолого-техническим нарядом (ГТН), который составляется для каждой скважины до начала ее бурения и является основным документом, которым руководствуются во время работы. В ГТН приводятся интервалы глубин, в которых возможны осложнения в процессе бурения (обвалы ствола скважины, нефтегазопроявления, открытое фонтанирование, грифонообразование и др.) и меры по их предотвращению.

Геолого-техническим нарядом определяется конструкция скважины, которая позволила бы надежно изолировать друг от друга нефте-, газо- и водонасыщенные горизонты, обеспечила бы' герметичность колонны и высокое качество их цементирования.

Поисковые и разведочные скважины, если необходимо приостановить работы по их строительству или исследованию, могут временно консервироваться. К консервации скважин прибегают в том случае, когда из-за невозможности подъехать к буровой или из-за нарушения устья скважины невозможно продолжать бурение, или при получении промышленного притока для ожидания обустройства и ввода в опытную эксплуатацию. Во избежание аварий и осложнений после расконсервации такие скважины необходимо надлежащим образом обработать и оборудовать. Ствол скважины, которую собираются вводить в эксплуатацию после расконсервации, заливают глинистым раствором, который может быть обработан поверхностно-активными веществами, а верхняя часть ствола (до 30 м) заполняется нефтью.

По завершении работ скважины ликвидируются. Ликвидации подлежат следующие категории скважин. Первая — опорные, поисковые, параметрические, разведочные, выполнившие свое назначение и оказавшиеся после бурения непродуктивными. Вторая группа — эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные, пробуренные в неблагоприятных геологических условиях. В третью группу входят скважины, которые не могут использоваться по техническим причинам из-за низкого качества проводки или аварий в процессе бурения. К четвертой группе относятся эксплуатационные скважины, дальнейшее использование которых невозможно или нецелесообразно вследствие полного обводнения или падения дебита ниже предельно рентабельного.

Ликвидация скважин проводится с соблюдением всех норм и требований по охране недр. При ликвидации скважин в интервалах со слабопродуктивными или непродуктивными пластами устанавливают цементные мосты. Высота цементного моста должна быть равна мощности пласта плюс 20 м выше кровли и ниже подошвы пласта. Над кровлей верхнего пласта цементный мост устанавливается на высоту не менее 50 м.

Ствол скважины заливается качественным глинистым раствором, плотность которого позволяет создать на забое давление, превышающее пластовое. При отсутствии в разрезе газовых и газоконденсатных залежей и горизонтов с высоконапорными минерализованными водами разрешается извлечение обсадных колонн.

Для предотвращения загрязнения земель в районе бурящейся скважины нефтью, мазутом, буровым раствором и шламом сооружаются отстойники и амбары и проводится обваловка территории буровой скважины. После завершения строительства скважины все земли, занятые под буровую, и подъездные пути к ней должны быть восстановлены. Накопленные при опробовании нефть и воду закачивают обратно в скважину, грязевые приемники и земляные амбары засыпают, территорию буровой очищают от металлических, бетонных и деревянных предметов и выравнивают, а затем по акту передают соответствующим местным организациям.

Объемы и методика работ по охране окружающей среды при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ контролируются природно-климатическими условиями. На территории Российской Федерации выделены три типа ландшафтно-климатических зон — аридная, гумидная и криогенная.

Криолитозона — зона развития мерзлых пород занимает обширные зоны на севере Тимано-Печорской, Западно-Сибирской и Восточно-Сибирской нефтегазоносных провинций.

Аридная зона развита лишь на крайнем юго-востоке Европейской части Российской Федерации, в основном в пределах Прикаспийской нефтегазоносной провинции.

Гумидная зона развита на значительной площади территорий Северокавказско-Мангышлакской, Западно-Сибирской, Тимано-Печорской, Волго-Уральской нефтегазоносных провинций.

Особое внимание следует уделять охране природы при ведении поисково-разведочных работ в криолитозоне. Окружающая среда в зоне развития мерзлых пород наиболее уязвима к проведению таких видов работ, как бурение и испытание скважин, сейсморазведка, строительство и эксплуатация дорог и нефте- и газопроводов. Естественная геоэкологическая обстановка трудно восстанавливается, возможна активизация криогенных геологических процессов (термокарст, пучение, заболачивание), физическая деградация верхних горизонтов много лет немерзлых пород. Для сохранения много лет немерзлых грунтов в зонах работы буровых установок необходимы специальные фундаменты, предусматривающие искусственное охлаждение и сохранение естественного холода в их нижней части, что позволяет предотвратить растаивание мерзлого грунта в основании буровой установки в течение всего периода бурения.

При работах в тундровой зоне основными причинами нарушения почвенного покрова являются вынужденное частичное использование гусеничной техники в бесснежный период и отсутствие специальной транспортной техники с низким давлением на грунт. Ввиду того, что используемая техника приводит к разрушению почвенного покрова тундры, здесь необходим транспорт высокой проходимости на большеобъемных шинах с минимальным давлением на грунт, который практически не вызывает нарушений почвенно-растительного слоя и предохраняет мерзлоту от развития нежелательных криогенных процессов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

Тема 1.

1. Что понимают под коллектором нефти и газа?

2. Охарактеризуйте виды коллекторов и их особенности.

3. Перечислите и охарактеризуйте основные коллекторские и физические свойства пород-коллекторов.

4. Что понимают под пористостью горных пород, какими показателями она характеризуется и понимается?

5. Каким законом пользуются при определении проницаемости горных пород?

6. Нарисуйте и объясните зависимость фазовых проницаемостей горных пород от их насыщенности.

7. Назовите основные теплофизические характеристики горных пород и насыщающих жидкостей.

8. Каковы особенности коллекторских свойств карбонатных горных пород?

Тема 2.

1. Охарактеризуйте элементарный, групповой и фракционный составы нефти.

2. Как компоненты нефти влияют на процесс нефтедобычи?

3. Как определяют плотность нефти?

4. Какими показателями характеризуют вязкость нефти и как они связаны между собой?

5. Какие компоненты входят в состав природных и нефтяных газов?

6. Что понимают под термином "газовый конденсат"?

7. Запишите закон состояния реального газа и объясните порядок определения входящего в него коэффициента сверхсжимаемости.

8. Нарисуйте и объясните диаграммы фазовых состояний чистого газа и многокомпонентной системы.

Тема 3

1. Как определяют пластовое давление и температуру?

2. Какие специальные показатели введены для характеристики Свойств нефти в пластовых условиях?

3. Охарактеризуйте конструкцию проточного пробоотборника.

4. Объясните как определяются основные свойства пластовой нефти на установке типа АСМ.

5. Какими основными свойствами характеризуются пластовые воды?

6. Какими поверхностными явлениями сопровождается движение жидкостей и газов в пористых средах?

7. Как записывается уравнение притока жидкости в скважину?

8. Охарактеризуйте виды гидродинамического несовершенства скважин.

Тема 4.

1. Перечислите источники пластовой энергии.

2. На что расходуется пластовая энергия?

3. Охарактеризуйте режимы работы нефтяных залежей.

4. Охарактеризуйте режимы работы газовых залежей.

5. Дайте характеристику режимов вытеснения и режимов истощения работы нефтяных залежей.

6. Охарактеризуйте понятие "нефтеотдача пласта".

7. Каково значение коэффициента нефтеотдачи для различных режимов работы нефтяной и газовой залежи?

8. Охарактеризуйте механизм вытеснения нефти из пласта.

Тема 5.

1. Сформулируйте понятие системы разработки.

2. Назовите основные предпосылки для выделения объектов самостоятельной разработки.

3. Охарактеризуйте основные принципы рациональной системы разработки.

4. Назовите основные геологические данные, необходимые для составления проекта разработки.

5. Назовите основные периоды разработки нефтяного и газового месторождения.

6. В чем состоят особенности разработки газовых и газоконденсатных месторождений?

7. Как проводится процесс регулирования, контроля и анализа процесса разработки месторождения?

8. Что включает в себя проект разработки месторождения?

Тема 6.

1. Какие методы применяются для исследования скважин и пластов?

2. Назовите параметры, определяемые при исследовании скважин.

3. Как проводится исследование скважин на установившихся режимах?

4. Сформулируйте понятие коэффициента продуктивности.

5. Какие причины приводят к необходимости ограничения дебита?

6. Охарактеризуйте смысл проведения термодинамических исследований и гидропрослушивания пластов.

7. Как проводится исследование скважин методом восстановления забойного давления?

8. Назовите основную аппаратуру, используемую при исследовании скважин.

Тема 7.

1. Какое значение имеет поддержание пластового давления?

2. Охарактеризуйте основные виды заводнения пластов.

3. Как определить количество нагнетаемой воды и количество нагнетательных скважин при заводнении пластов?

4. Какие методы повышения нефтеотдачи относят к гидродинамическим?

5. Назовите основные физико-химические методы повышения нефтеотдачи.

6. Какие факторы определяют повышение нефтеотдачи при внутрипластовом горении?

7. Какие требования предъявляются к закачиваемой в пласт воде?

8. Охарактеризуйте основные газовые методы повышения нефтеотдачи.

9. В чем состоит сущность вибросейсмического воздействия на пласты?

10. Каковы критерии подбора объектов воздействия для применения методов повышения нефтеотдачи?

11. Каковы потенциальные возможности методов повышения нефтеотдачи пластов?

Тема 8.

1. Охарактеризуйте основные задачи по охране недр.

2. Назовите основные загрязняющие вещества, действующие на окружающую среду.

3. Назовите основные мероприятия по охране недр при разработке нефтяных и газовых месторождений.

4. Каковы особенности мероприятий по охране окружающей среды при разработке месторождений в условиях северных территорий?

Список литературы

1. Акульшин А.И., Бойко В.С., Зарубин А.Ю., Дорошенко В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин, М., Недра, 1989.

2. Алексеев П.Д., Гридин В. И., Бараз В.И., Николаев Б.А. Охрана окружающей среды в нефтяной промышленности, М., Нефтяник, 1994.

3. Абдуллин Ф.С. Добыча нефти и газа, М., Недра, 1983.

4. Байков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений, М., Недра, 1981.

5. Бойко В.С. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений, М. не6дра, 1990.

6. Бузиков С.Н. Умрихин И.Д., Гидродинамические методы исследования скважин и пластов, М., Недра, 1983.

7. Василевский В.Н., Петров А.И. Техника и технология определения параметров скважин и пластов, М. , Недра,1989.

8. Габриэлянц Г.А. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений, М., Недра, 2000.

9. Гавура В.Е., Исайчев В.В., Курбанов А.К., Лапидус В.З., Лещенко В.Е., Шовкринский Г.Ю. Современные методы и системы разработки газонефтяных залежей, М., ВНИИОЭНГ, 1994.

10.Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного пласта, М., Недра, 1971.

11. Гиматудинов Ш.К., Борисов Ю.П., Рлзенберг М.Д. и др. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 1983.

12. Гиматудинов Ш.К., Борисов Ю.П., Розенберг М.Д. и др. Справочное руководствопо проектированию разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 1983.

13. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1986.

14. Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1989.

15. Коратаев Ю.П., Ширковский А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. - М.: Недра, 1984.

16. Лысенко В.Д. Проектирование разработки нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1987.

17. Лысенко В.Д. Разработка нефтяных месторождений. Теория и практика, М., Недра, 1996.

18. Лысенко В.Д. Инновационная разработка нефтяных месторожлений, М., Недра. 2000.

19. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов, М., Недра, 1985.

20. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти, М., Недра, 1983.

Содержание

• ⇐ Назад
• 36
• 37
• 38
• 39
• 40
• 41
• 42
• 43
• 44
• 45
• 46
• 47
• 48
• 49
• 5051