В нефтегазовой отрасли
Типовым Положением о ведомственной геологической службе, именно на нее возлагается осуществление ведомственного контроля над соблюдением установленного порядка пользования недрами, правильного ведения работ по геологическому изучению недр, за выполнением требованием по охране недр и других экологических правил и норм. В настоящем разделе мы остановимся только на основных аспектах, входящих в ведение геологической службы.
3.19.1. Проблема техногенного нарушения недр
в нефтедобывающих регионах
Бурение скважин, отбор из пласта флюида, закачка воды, обработка призабойной зоны, гидроразрыв пласта - эти, и многие другие факторы нарушают сложившееся равновесие недр. С тех пор, как была пробурена первая скважина, недра Земли испытывают все увеличивающееся воздействие на них инженерной деятельности. В.П.Гаврилов (Гаврилов, 2001) относит к геологическим процессам, спровоцированным техногенезом следующие:
- Техногенные землетрясения.
- Просадки земной поверхности.
- Горизонтальные сдвиги горных пород.
- Поверхностное разломообразование.
- Растопление мерзлотных грунтов.
- Истечение глубинных флюидов на поверхность Земли.
- Образование техногенных залежей углеводородов.
- Образование карста и термокарста, оползней и т.д.
Эти процессы в районах нефтедобычи вызывают:
- Деформации наземных сооружений и объектов обустройства за счет сейсмических и просадочных явлений.
- Нарушение герметичности, смятия и отрыв колонн эксплуатационных скважин за счет развития локальных современных аномальных напряжений в зонах разломов, горизонтальных движений массивов горных пород и поверхностного разломообразования.
- Разгерметизацию резервуаров и вышележащих покрышек за счет их сильной деформации. Даже слабые сейсмические события с очагами в верхней части резервуара и в покрышке могут со временем стимулировать процесс трещинообразования.
- Разгерметизацию цементного камня в эксплуатационных скважинах, приводящую к вертикальному перетеканию пластового флюида и образованию техногенных залежей.
- Потерю механической устойчивости массивов горных пород и, особенно, соляных куполов и антиклиналей с расположенными в них резервуарами – техногенными хранилищами сырья, отходов и продуктов переработки.
- Неустойчивое состояние грунтов и приповерхностных слоев, разжижению грунта в случае сильных землетрясений.
Эти процессы могут привести к существенным повреждениям скважин и объектов обустройства. На рис. 3.5 приведена карта техногенного нарушения недр нефтегазодобывающих регионов.
Рис. 3.5. Карта техногенного нарушения недр
нефтегазодобывающих регионов (по Гаврилову, 2000).
1 - Граница Российской Федерации, 2 - Границы техногенно - измененных регионов.
Например, освоение газовых месторождений п-ова Ямал может изменить температурные режимы в многолетнемерзлых грунтах, просадках и проседаниях. Если учесть, что мы живем в эпоху поднятия уровня океана, а Ямал имеет низкие гипсометрические отметки над уровнем моря, то можно ожидать затопления значительной части его территории.
3.19.2. Проблема радиоактивного загрязнения недр
продуктами ядерных взрывов.
Другая опасность – последствия подземных ядерных взрывов, которые проводились с 1965 по 1988 годы с целью интенсификации добычи нефти и газа (рис. 3.6). Продукты этих взрывов представляют собой ни что иное, как неконтролируемое захоронение радиоактивных отходов. Особенно опасна пластовая вода, имеющая прямой контакт с ними, и способная выносить их на дневную поверхность.
Рис. 3.6. Регионы радиоактивного загрязнения недр России и стран СНГ (по Гаврилову, 2001). 1 - участки ядерных взрывов, 2 - граница Российской Федерации,
3 - контуры радиоактивного загрязнения.
3.19.3. Охрана недр при бурении скважин и разработке месторождений.
Процесс бурения неизбежно нарушает естественное состояние недр. Разобщенные ранее нефте- и водоносные горизонты начинают сообщаться между собой, глубокие недра становятся связанными с атмосферой. В результате может возникнуть самоизлив пластовых вод и фонтанирование скважин. Другое негативное явление – катастрофический уход промывочной жидкости в пласты. В результате в недра попадают химические вещества, используемые при приготовлении буровых растворов, что может привести к отравлению пресных подземных вод. Значительную опасность представляют также обвалы ствола скважины в процессе бурения.
Охрана недр при разработке залежи – это деятельность, направленная на возможно полное и комплексное использование полезного компонента. Для достижения этой цели применяются различные способы.
В первую очередь, следует применять наиболее эффективные методы добычи основных и попутных полезных ископаемых. Ни в коем случае нельзя допускать выборочной отработки богатых и легкодоступных участков месторождений. Также нельзя допускать изменения начальных пластовых давлений. Иначе, из нефти может начать выделяться растворенный газ, выпадать конденсат. Из газа выделяться парафин. Из нефти. При взаимодействии закачиваемой и пластовой воды в коллекторе отлагаются соли. Может происходить бактериальное заражение залежи и т.п. В карбонатных породах нельзя закачивать соляную кислоту в зоны, близкие к ВНК. При разработке месторождений, расположенных в районах распространения многолетнемерзлых пород необходимо изучать распространение этих пород по разрезу, и их характеристики (относительное содержание льда, температуру), чтобы не допустить нарушения естественного режима недр. Следует использовать сточные вод для поддержания пластового давления, как более близких к ним по химическому составу и физическому состоянию, чем пресные воды, которые, представляют собой не восполняемый жизненный ресурс Земли.