Мероприятия по охране геологической среды

Согласно требованиям Правил разработки нефтяных и газовых месторождений (М., 1988) при бурении скважин на нефтяных месторождениях должны проводиться мероприятия, обеспечивающие сохранение ГС. Эти мероприятия включают:

- предотвращение открытого фонтанирования, грифонообразования, поглощений промывочной жидкости, обвалов стенок скважин и межпластовых перетоков нефти, воды и газа в процессе проводки, освоения и последую­щей эксплуатации скважин;

- надежную изоляцию в пробуренных скважинах нефтеносных, газоносных и водоносных пластов по всему вскрытому разрезу;

- необходимую герметичность всех технических и обсадных колонн труб, спущенных в скважину, их качественное цементирование;

- предотвращение ухудшения коллекторских свойств продуктивных пластов, сохранение их естественного состояния при вскрытии, креплении и освоении.

Вскрытие пластов с высоким давлением, угрожающим выбросами или открытыми фонтанами, необходимо проводить при установленном на устье сква­жин противовыбросовом оборудовании с применением промывочной жидко­сти в соответствии с техническим проектом на бурение скважин.

В скважинах, проводимых на нижележащие пласты, должны быть осуществлены технические мероприятия по предупреждению ухода промывочной жидкости в верхние пласты. При уходе промывочной жидкости в разрабатыва­емые верхние пласты эксплуатация добывающих скважин, ближайших к буря­щейся, должна быть прекращена до окончания ее бурения или спуска проме­жуточной колонны, перекрывающей эксплуатируемый пласт.

В скважинах, не законченных бурением по техническим причинам (вследствие аварий или низкого качества проводки), в пройденном разрезе которых установлено наличие нефтегазоводоносных пластов, необходимо провести изо­ляционные работы в целях предотвращения межпластовых перетоков нефти, воды и газа.

Мероприятия по охране ГС в процессе разбуривания нефтяных месторождений должны быть направлены на предотвращение загрязнения земли, по­верхностных и подземных вод буровыми растворами, химреагентами, нефте­продуктами, минерализованными водами. Эти мероприятия включают:

- планировку и обвалку буровых площадок, емкостей с нефтепродуктами и химреагентами, использование для хранения буровых растворов и шлама разборных железобетонных емкостей или земляных амбаров с обязатель­ной гидроизоляцией их стенок и днища;

- многократное использование бурового раствора, нейтрализацию, сброс в поглощающие горизонты или вывоз его и шлама в специально отведенные места;

- рациональное использование и обязательную рекультивацию земель после бурения скважин.

Промышленная разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений допускается только при условии, что добываемый вместе с нефтью газ использу­ется в хозяйстве или в целях временного хранения закачивается в специальные подземные хранилища, в разрабатываемые или подлежащие разработке нефтя­ные пласты.

В процессе промышленной разработки нефтяных месторождений должны быть обеспечены сбор и использование добываемых вместе с нефтью газа, конденсата и сопутствующих ценных компонентов в водах в объемах, предусмот­ренных технологическим проектным документом. Проект обустройства нефтя­ного месторождения под промышленную разработку может быть принят к утверждению только в том случае, если в нем решены вопросы сбора и рацио­нального использования нефтяного газа.

Освоение и эксплуатация добывающих и нагнетательных скважин должны производиться при соответствующем оборудовании устья скважины, которое предотвращает возможность выброса и открытого фонтанирования нефти и газа, потерь нагнетаемой воды.

Не допускается эксплуатация дефектных добывающих и нагнетательных скважин (с нарушенной герметичностью эксплуатационных колонн, отсутствием цементного камня за колонной, пропусками фланцевых соединений и т. д.).

Мероприятия по повышению производительности нефтяных скважин пу­тем воздействия на призабойную зону пласта должны осуществляться с обеспечением сохранности колонны обсадных труб и цементного кольца выше и ниже продуктивного горизонта.

Если до обработки призабойной зоны не происходили вынос породы и разрушение пласта, а после обработки началось интенсивное поступление поро­ды пласта в скважину, необходимо прекратить или ограничить отбор нефти из скважины и начать технические мероприятия по ограничению доступа породы пласта в ствол скважины.

Освоение скважин после бурения, а также после подземного и капитально­го ремонта должно производиться при оборудовании устья скважины герметизирующим устройством, предотвращающим разлив жидкости, открытое фон­танирование.

При обводнении эксплуатационных (добывающих) скважин, помимо конт­роля за обводненностью их продукции, необходимо провести специальные геофизические и гидрогеологические исследования для определения места при­тока воды в скважину через колонну, источника обводнения и глубины его залегания.

Если в процессе разработки месторождения появились признаки подзем­ных утечек или межпластовых перетоков нефти, газа и воды, которые могут привести к безвозвратным потерям нефти и газа в недрах, то нефтегазодобывающие предприятия обязаны установить и ликвидировать причину неуправляе­мого движения пластовых флюидов.

Мероприятия по охране ОС при разработке нефтяных месторождений дол­жны быть направлены на предотвращение загрязнения земли, поверхностных и подземных вод, воздушного бассейна нефтепродуктами (жидкими и газообразными), промысловыми сточными водами, химреагентами, а также на раци­ональное использование земель и пресных вод. Эти мероприятия включают:

- полную утилизацию промысловой сточной воды ее закачкой в продуктивные или поглощающие пласты;

- при необходимости - обработку закачиваемой в продуктивные пласты воды, которую следует проводить антисептиками с целью предотвращения ее заражения сульфатвосстанавливающими бактериями, приводящими к образованию сероводорода в нефти и воде;

- использование герметизированной системы сбора, промыслового транспорта и подготовку продукции скважин;

- полную утилизацию ПНГ, использование замкнутых систем газоснабжения при газлифтной эксплуатации скважин;

- быструю ликвидацию аварийных разливов нефти, строительство нефтеловушек на реках, в местах ливневых стоков;

- создание сети контрольных пунктов для наблюдения за составами поверхностных и подземных вод;

- исключение попадания на землю, в поверхностные и подземные воды питьевого водоснабжения ПАВ, кислот, щелочей, полимерных растворов и дру­гих химреагентов, используемых как для повышения нефтеотдачи, так и для других целей;

- применение антикоррозионных покрытий, ингибиторов для борьбы с солеотложениями и коррозией нефтепромыслового оборудования;

- организацию регулярного контроля за состоянием скважин и нефтепромыслового оборудования.

Несмотря на принимаемые меры, достаточно острой проблемой является утилизация и захоронение буровых сточных вод (БСВ). Буровой раствор чаще всего готовится на воде из поверхностных источников. Сточные воды характеризуются кислой реакцией среды и значительной величиной соленасыщения. В соответствии с результатами биотестирования БСВ после установок обезво­живания оказывают острое токсическое действие на гидробионтов, поэтому их сброс недопустим после нейтрализации отходов бурения как в водоемы, так и на рельеф местности. На одном из северных месторождений газа эта про­блема решается путем проведения следующих мероприятий.

Пластовые воды, метанольные воды после осушки газа, хозяйственно-бытовые стоки после очистных сооружений могут сжигаться на горизонтальной факельной установке ГФУ-5, предназначенной для термического обезврежи­вания промышленных стоков. Установка разработана и производится ООО "ТюменьНИИгипрогаз". Применение установки для сжигания промстоков позво­ляет значительно сократить затраты на их захоронение по широко применяемой технологии закачки сточных вод в поглощающие скважины.

С учетом термического разложения буровых сточных вод проведена оценка воздействия образующихся при этом веществ. Перечень выбрасываемых веществ принимается согласно результатам химического анализа с учетом транс­формации ЗВ при реакции горения. Расчетным методом определяется уровень загрязнения атмосферы вредными веществами, выбрасываемыми при терми­ческом обезвреживании БСВ. В результате проведенных работ признано, что способ термического обезвреживания БСВ является наиболее рациональным, а основная масса выбросов при обезвреживании сточных вод связана с сопут­ствующим сжиганием газа.

Экономический анализ деятельности по обращению с отходами бурения на месторождении проводился для следующих вариантов:

1) буровой шлам и буровой раствор вывозятся на полигон отходов бурения (используются стандартные средства очистки бурового раствора - стандартная комплектация буровой установки);

2) буровой шлам и буровой раствор вывозятся на полигон отходов бурения (используются установки по обезвоживанию отходов бурения);

3) буровой шлам вывозится на полигон отходов, БСВ термически обезвреживаются (используются установки по обезвоживанию отходов бурения).

Размер платежей за размещение отходов по рассмотренным вариантам с уче­том затрат на строительство и эксплуатацию полигона отходов бурения сравнивался с затратами на их переработку методом отверждения по технологии фирмы "Свако" (основным отверждающим компонентом является цемент) с последующим использованием отвержденных отходов в отсыпках дорог и ку­стовых оснований. На основании проведенных расчетов сделан вывод о целе­сообразности переработки отходов бурения отверждением и их размещения в отсыпки площадок и дорог.

Так, например, для обеспечения мероприятий по охране ГС в условиях Предуральского прогиба рекомендована следующая конструкция скважин.

1. Шахтное направление диаметром от 426 до 508 мм спускается на глуби­ну 10-30 м с цементированием до устья с целью предохранения устья скважины от поступления грунтовых вод и устранения последующей деформации, а также обвязки скважины циркуляционной системой.

2. Направление диаметром 324 мм спускается на глубину 70-100 м для перекрытия неустойчивой верхней части разреза, выполненной четвертичными отложениями. Затрубное пространство цементируют с подъемом цемента до устья.

3. Кондуктор диаметром 245-295 мм спускается до глубины 500-550 м с целью изоляции пресных подземных вод от нижележащих напорных минерализованных вод. Стенки цементируют с подъемом цементного раствора до ус­тья скважины. Кондуктор оснащается установкой противовыбросного обору­дования.

4. Эксплуатационную колонну диаметром 168-216 мм спускают в кровлю продуктивного пласта для проведения испытаний и последующей эксплуатации, а также для установки противовыбросного оборудования при бурении наклонных и горизонтальных стволов в продуктивном пласте. Цементаж про­изводится с подъемом цементного раствора до устья. При бурении скважины на турнейскую залежь эксплуатационную колонну спускают до кровли этого яруса, а низ ствола оставляют открытым.

5. Хвостовик диаметром 102 мм устанавливают для крепления наклонно-направленного или горизонтального стволов в пределах продуктивного пласта и 80 м выше него.

В кровле и подошве продуктивных пластов иногда устанавливают взрыв­ные пакеры, которые за счет взрыва, производимого в начале ОЗЦ, позволяют надежно изолировать их от выше- и нижележащих водоносных пластов.