МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ АРЕАЛА РАСТЕКАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД НА МЛСП «ПРИРАЗЛОМНАЯ»

Создание на полигонах эффективной непроникающей системы раннего предупреждения развития ситуации при реализации проектов нагнетания и консервации на углеводородных месторождениях и полигонах захоронения сточных вод может существенно улучшить управление процессом обводнения и дает экономию бюджета вследствие сокращения количества контрольных скважин.

Морская стационарная ледостойкая платформа (МЛСП) «Приразломная» создана специально для разработки Приразломного месторождения в акватории Печорского моря в 2011 году. Платформа представляет собой многофункциональный комплекс, обеспечивающий все операции по разработке месторождения: бурение скважин, добыча нефти и газа, хранение нефти, прямая отгрузка нефти на танкеры. Платформа соответствует мировым стандартам промышленной безопасности и работает по принципу «нулевого сброса», т.е. буровой раствор, шлам и другие технологические отходы закачиваются в специальную нагнетательную скважину глубиной 2992 м для закачки отходов бурения.

Предварительно отходы бурения (буровые сточные воды, буровой шлам), отработанный буровой раствор проходят установку приготовления шламовой суспензии, которая предназначена для измельчения выделенной из бурового раствора породы, приготовления на ее основе шламовой суспензии и закачки ее в специально предназначенный поглощающий пласт.

Общий объем технологических отходов от строительства на месторождении 36 скважин прогнозируется на уровне не более 142755  [2, с. 12].

Для захоронения данного объема сточных вод искусственно будет создан пласт-коллектор на глубине 3000 м под залежью нефти с применением метода гидроразрыва пласта (ГРП).

Широкомасштабное применение ГРП в течение длительного периода времени (уже более 50 лет) подтверждает экологическую безопасность метода. Работы по проведению ГРП проводятся под контролем государственных регулирующих органов самих нефтяных компаний. Поскольку нефтяной пласт залегает на больших глубинах более 3000 м, влияние процесса при правильном проектировании на поверхностные и грунтовые воды исключено.

Для контроля ареала растекания сточных вод на данный момент на месторождении используется метод моделирования пласта посредством бурения контрольных наблюдательных скважин.

Однако при организации полигонов по захоронению отходов бурения в недра с помощью широко применяемого в настоящее время метода моделирования пласта не всегда можно получить достоверные оперативные данные по протекающему процессу обводнения пластов. Также, к недостаткам относятся и существенные затраты на бурение контрольных скважин. Ошибки при контроле за обводнением пластов могут дорого обходиться предприятиям и наносят урон самому месторождению.

Альтернативным методом может стать создание на полигонах эффективной непроникающей системы раннего предупреждения развития ситуации при реализации проектов нагнетания и консервации на углеводородных месторождениях и полигонах захоронения сточных вод. Данная система может существенно улучшить управление процессом обводнения и, в конечном счете, решить ряд проблем, возникающих при эксплуатации месторождений и полигонов.

Идеологом данной системы в России является кандидат геолого-минералогических наук, заведующий обсерваторией «Арти» института геофизики имени Ю.П. Булашевича в г. Екатеринбург Кусонский Олег Александрович [3, с. 80].

Система раннего предупреждения ситуации включает в себя площадной мониторинг (ежегодные наблюдения) гравитационного, магнитного полей и поля деформаций, построение по полученным данным 4-мерной модели заводнения недр месторождений и полигонов, сравнение модели с первоначальными данными, полученными до начала проектов нагнетания, являющимися линией отсчета, с которой будут сравниваться результаты последующих наблюдений.

Геофизические методы исследований представляют собой раздел геофизики, предназначенный для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, основанный на изучении естественных и искусственных полей Земли.

Зарождение геофизических методов разведки связано с началом использования магнитных компасов для поиска железных руд. Применение геофизических методов расширилось в 1920-х годах, когда исследования доказали свою эффективность и стали использоваться и с целью составления карт, определения мощности пород и ледниковых покровов.

Принципиальное отличие геофизических методов от геологической разведки (изучение вскрытых выработок горных пород) состоит в том, что вся информация о поисковых объектах извлекается в результате интерпретации параметров инструментальных измерений, а не путем непосредственных наблюдений.

Геофизические методы дают наилучшие результаты, когда физические свойства исследуемых и картографируемых пород существенно отличаются от физических свойств, граничащих с ними или вмещающих их пород. Но в настоящее время чувствительность аппаратурного комплекса и методы обработки настолько высоки с технологической точки зрения, что возможно расчленение толщ на тончайшие слои или выделение блоков пород с небольшими отличиями по свойствам.

Стоит отметить, что для решения какой-либо геологической задачи наиболее выгодно использовать геологические и геофизические методы в комплексе.

Однако производительность геофизических работ значительно выше, а стоимость в несколько раз меньше по сравнению с разведкой при помощи бурения контрольных скважин. И чем глубже необходима скважина, тем геофизические методы более выгодны.

Благодаря совершенствованию гравиметрической, магнитометрической и аппаратуры GPS–Глонас, эти методы можно использовать для выполнения наблюдений с целью контроля за процессом обводнения пластов. Впервые в мире применение 4-мерной гравиметрии для контроля за обводнением пластов применено в 2002 г. на месторождении Prudhoe Bay на Аляске. Методика показала высокую эффективность и дала более достоверные данные, чем по результатам моделирования пласта. Это позволяет экономить средства на уменьшении количества наблюдательных скважин [1, с. 250].

Для контроля ареала растекания шламовой суспензии в пласте-коллекторе требуется использование судов геофизической разведки. Подобные судна предназначены для проведения измерений гравитационного, магнитного и сейсмического полей.

Аппаратное обеспечение для подобного судна должно включать в себя гравиметры, магнитометры, пневмопушки и сейсмические косы или плавающие сейсмические модули.

Также можно создать беспилотный подводный плавательный аппарат, который будет идти по заранее заданному маршруту и снимать показания грави- и магниторазведки. А для осуществления сейсморазведки необходимо заранее расставить на заданном маршруте и в дальнейшем только снимать результат. Судно в свою очередь может быть оснащено солнечными панелями и приводиться в движение с помощью энергии солнца.

Таким образом, создание на МЛСП «Приразломная» системы раннего предупреждения развития ситуации при заводнении полигонов по захоронению сточных вод в недра позволит более достоверно, оперативно и экономично получить данные по распространению воды в пласте и по заводнению пластов, в которые нагнетается вода. С внедрением предлагаемой системы контроля появится возможность значительно сократить количество контрольных скважин, что даст экономию десятки и сотни миллионов рублей.

Список литературы:

1. Бондаренко В.М., Демура Г.В., Ларионов А.М. Общий курс геофизических методов разведки: учеб. пособие для техникумов. М.: Недра, 1986. – 453 с.
2. Журавель В.И. Моделирование поведения возможных разливов нефти при эксплуатации МЛСП «Приразломная». Оценка возможности ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с разливами нефти. Отчет о научно-исследовательской работе. М.: НИЦ «Информатика риска», 2012. – 88 с.
3. Кусонский О.А. Геофизические обсерваторские исследования на Урале: учеб. пособие. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2012. – 279 с.