Геоэкологическая система контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат геолого-минералогических наук Сизикова, Галина Геннадьевна

• Сизикова, Галина Геннадьевна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Сизикова, Галина Геннадьевна

Введение.

Глава 1. Методы контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод на нефтегазовых промысловых объектах

1.1 Актуальность современных методов контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод.

1.2 Отечественный и зарубежный опыт захоронения отходов в геологические недра.

1.3 Разработка геоэкологической системы контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод на нефтегазовых промыслах Крайнего Севера (на примере Сандибинского нефтяного месторождения).

Глава 2. Особенности геолого-гидрогеологического строения территории Сандибинского месторождения и геолого-экологическое обоснование возможности утилизации промышленных сточных вод в альб-сеноманском горизонте

2.1 Общие сведения о месторождении.

2.2 Физико-географический очерк.

2.3 Краткие сведения о тектонике.

2.4 Стратиграфия и нефтегазоносность осадочного чехла.

2.5 Особенности геолого-гидрогеологических условий района работ.

2.6 Геолого-структурные предпосылки и геолого-экологическое обоснование лито-физических возможностей захоронения промышленных сточных вод в альб-сеноманский горизонт.

Глава 3. Организация геоэкологической системы контроля (мониторинга) недр при захоронении промышленных сточных вод в альб-сеноманский горизонт

3.1 Характеристика полигона захоронения и технология очистки и утилизации закачиваемых стоков.

3.2 Гидрохимическая характеристика и оценка совместимости промстоков с пластовой водой и породой альб-сеноманского горизонта.

3.3 Прогнозирование образования неорганических солей и аварийных ситуаций на объекте захоронения.

Глава 4. Технология контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера

4.1 Прогнозный расчет площади распространения закачиваемых вод в альб-сеноманском горизонте при использовании методов контроля.

4.2 Комлексирование методов контроля состояния недр с целью предупреждения негативных последствий при захоронении промстоков.

4.3 Использование геоинформационных технологий при системе контроля захоронения промстоков.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоэкологическая система контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера»

Необходимость разработки геоэкологической системы контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод обусловлена широко практикующимся подземным захоронением промышленных сточных вод на территории Ямало-Ненецкого автономного округа.

Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО) является крупнейшим в мире нефтегазоносным регионом, здесь добывается около 70% нефти и газа России. В округе открыто около 300 нефтяных и газовых месторождений, разработка и эксплуатация которых связана с образованием буровых отходов и промышленных сточных вод.

Буровые отходы - вещества, образующиеся в результате работы бурового оборудования, очистка и повторное использование которых экономически невыгодно или технически нецелесообразно [1, 2]. Промышленные сточные воды представляют собой смесь вод, добытых вместе с нефтью и газом, техногенных вод, образующихся в результате различных технологических процессов и бытовых сточных вод, образующихся в процессе хозяйственной деятельности предприятия. Промстоки содержат нефть и нефтепродукты, механические примеси, органические вещества, фенолы, СПАВ, ионы металлов, сульфаты, хлориды, разнообразные компоненты буровых растворов.

По мере увеличения добычи углеводородного сырья наблюдается закономерный рост объемов отходов. Утилизация отходов представляет одну из самых серьезных эколого-экономических задач. В настоящий момент в России накоплено 80 млрд. тонн отходов. Традиционно используемые методы складирования (накопления) отходов на поверхности в резервуарных парках или их очистка (переработка) уже не удовлетворяют требованиям дня. При складировании (накоплении) необходимы значительные площади для строительства резервуарных парков, либо специальные амбары для бурового шлама и сточных вод. В дальнейшем необходимо оформление договоров с организациями на вывоз и переработку отходов, а также рекультивация территорий. Всё это требует значительных финансовых средств. Например, из ежегодно образующихся 90 млн. тонн только промышленных токсичных отходов, так или иначе, используется только 37,8%, а обезвреживается полностью всего 7,2%. Остальные отходы поступают в окружающую среду [3].

До недавнего времени часть нефтегазодобывающих компаний с целью утилизации промышленных сточных вод со своих объектов обезвреживали стоки путем сжигания на специальных установках, но даже при самой совершенной технологии очистки в стоках оставались токсичные компоненты.

Сжигание промышленных сточных вод - экологически небезущербно для окружающей среды, так как сопровождается образованием кислоты, выкристал-лизацией солей растворенных в пластовой воде, выбрасываемых в атмосферу и затем осаждающихся на поверхности земли. При этом также происходит выжигание кислорода, содержание которого в атмосфере Севера и так понижено.

Другая часть нефтегазодобывающих компаний рассматривала вариант захоронения отходов в глубокозалегающие водоносные горизонты.

В Ямало-Ненецком автономном округе захоронение промышленных сточных вод с нефтегазовых комплексов проектными институтами предложено осуществлять по двум направлениям — через систему поддержания пластового давления в нефтедобыче или созданием специализированных полигонов захоронения в нефтегазовой отрасли.

Наиболее продолжительное время захоронение промышленных сточных вод производится с 1979 года на Уренгойском и с 1982 - на Вынгапуровском месторождениях. В последние годы началась закачка на Ямсовейском, Заполярном, Приобском, Губкинском, Ямбургском, Бованенковском месторождениях.

Проблемой захоронения жидких промышленных отходов (ЖПО) в глубокие водоносные горизонты занимались: А .Я. Гаев, A.A. Карцев, В. А. Грабовни-ков, В.М. Гольдберг, Б.П. Акулинчев, В.П. Дьяконов, A.C. Белицкий,

О.М.Севастьянов, В.П. Ильченко, А.Ф. Соколов, В.М. Кирьяшкин, Ю.В. Терновой и др.

Подземное захоронение жидких отходов производства (промстоков) является, как известно, важным и действенным природоохранным мероприятием, так как направлено на удаление таких отходов из среды непосредственного обитания человека и предотвращение неизбежного загрязнения поверхностной гидросферы и подземных вод зоны активного водообмена [4]. При должном геолого-гидрогеологическом и геоэкологическом обосновании, соблюдении соответствующих условий и требований этот метод сам по себе безопасен. Но это вовсе не означает, что реализация этого самостоятельного вида недропользования является несложной общедоступной процедурой. Захоронение должно проводиться под жестким комплексным контролем.

Основное внимание при захоронении промышленных отходов необходимо уделять разработке и обоснованию методов контроля состояния недр. Следует заранее прогнозировать динамику приемистости поглощающей скважины, выявлять конкретные источники развития негативных процессов, влияющие на окружающую и геологическую среды, разрабатывать мероприятия, позволяющие снижать затраты при захоронении промстоков в недра.

Задача обоснования выбора поглощающего горизонта и методов контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод особенно важна не только для регионов Крайнего Севера, где крайне хрупкие природные геоэкологические условия и отсутствие развитой инфраструктуры, но и для обустроенных районов страны, в которых производится подземное захоронение отходов.

В связи с широко внедряющимся способом подземного захоронения отходов особое внимание необходимо уделить контролю за их размещением в геологических недрах. Поэтому разработка геоэкологической системы контроля состояния недр при подземном захоронении с использованием новых технологий является особенно значимой в нефтегазовой отрасли. Это и определяет актуальность темы диссертации.

Цель работы - разработать геоэкологическую систему контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод в условиях Крайнего Севера, позволяющую снизить затраты при захоронении промстоков в 1,5-2 раза.

В качестве объекта исследования в данной работе выбран полигон захоронения промстоков на Сандибинском нефтяном месторождении, расположенный в Ямало-Ненецком автономном округе.

Основные задачи для достижения поставленной цели:

- обобщение отечественного и зарубежного опыта подземного захоронения в геологические 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 геоэкологической системы контроля состояния недр с использованием геоинформационных технологий на участке захоронения промышленных сточных вод (на примере Сандибинского месторождения).

Новизна представленной работы заключается в следующем: 1. Научно обоснован рациональный метод утилизации промышленных сточных вод для Сандибинского нефтяного месторождения.

2. Доказана совместимость подтоварных, пластовых и хоз-бытовых вод Санди-бинского месторождения. Это 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 обоснованы методы и система ведения контроля состояния недр при захоронении промстоков в альб-сеноманский горизонт с использованием геоинформационных технологий.

5. Впервые для Сандибинского нефтяного месторождения разработана эффективная геоэкологическая система контроля (мониторинг) состояния недр при захоронении промышленных сточных вод, позволяющая снизить затраты на утилизацию промстоков в 1,5-2 раза.

Основными защищаемыми положениями являются:

1. Геолого-экологическое обоснование возможности использования альб-сеноманского горизонта при разработке Сандибинского нефтяного месторождения в качестве полигона для захоронения промышленных сточных вод, как наиболее геологически и экологически защищенный горизонт.

2. Совместимость пород и вод альб-сеноманского горизонта с закачиваемыми водами не приводит к преобразованиям геохимического облика пластовых вод.

3. Разработанная геоэкологическая система контроля состояния недр при захоронении промышленных сточных вод на основе существующих скважин позволяет свети к минимуму загрязнения недр.

Практическая ценность.

В процессе работы над диссертацией автор принимал участие в обработке и обобщении геолого-геофизического материала, изучении (анализе) гидрогеологических условий подземного захоронения промышленных сточных вод на нефтегазовых комплексах ЯНАО, разработке системы мероприятий, позволяющей систематизировать получаемые данные с нефтепромыслов на основе геоинформационных технологий. Для практического использования разработанная система контроля рекомендована НГДУ «РИТЭКНадымнефть». Специалистами предприятия дана положительная оценка представленной работы. На сегодняшний день предложенные методы и разработанная геоэкологическая система контроля состояния недр применяется при составлении технологической документации Сандибинского нефтяного месторождения.

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 проведенных исследований неоднократно докладывались на окружных научных конференциях «Обеспечение экологической безопасности окружающей среды при разработке месторождений Крайнего Севера» (Надым 2004, Новый Уренгой 2005 гг). Основные положения работы обсуждались на научно-технических советах организации ООО «Газфлот» (г. Москва, 20 Юг). По теме диссертации опубликованы 2 работы в журнале «Нефтепромысловое дело» и подготовлены несколько глав научных отчетов.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Сизикова, Галина Геннадьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ