В настоящей статье на примере истории разработки полигона на месторождении С.Нуржанов представлены результаты изучения утилизации попутно добываемых вод в водоносные горизонты.

Сегодня главной проблемой нефтегазовой отрасли Казахстана является утилизация трудно очищаемых жидких отходов, образующихся при извлечении и переработке сырья на предприятиях нефтегазового комплекса. Имеющийся мировой опыт утилизации попутно добываемых вод методом подземной закачки является одним из видов пользования недрами, имеющим целью предотвращение загрязнения земной поверхности, открытых водоемов и пресных подземных вод промышленными отходами.

Вода является важнейшим компонентом окружающей природной среды, возобновляемым, ограниченным и уязвимым природным ресурсом. Она используется и охраняется в Республике Казахстан как основа жизни и деятельности народа, проживающего на ее территории, обеспечивает экономическое, социальное, экологическое благополучие населения, существование животного и растительного мира.

Отношения в сфере водопользования регулируются Водным Кодексом РК (1995 г.) путем установления правовых основ использования и охраны водных объектов.

Требования к сбросу сточных промысловых вод до начала опытно-промышленной эксплуатации месторождения содержатся также в Правилах разработки газовых и газоконденсатных месторождений [1].

Одной из важнейших экологических проблем является утилизация трудноочищаемых жидких отходов, образующихся при извлечении и переработке сырья на предприятиях нефтегазового комплекса. В Прикаспийской впадине в соответствии с характером ее геологического строения захоронение попутно-добываемых вод на крупнейших разрабатываемых месторождения, таких как Тенгиз и Карачаганак, осуществляется в надсолевые, либо в подсолевые отложения. Согласно системе гидрогеологического районирования территории Казахстана по гидрогеологическим условиям захоронения попутно-добываемых вод в глубокие водоносные горизонты, Прикаспийская впадина является перспективной и для этих целей. Одноименный гидрогеологический бассейн, вследствие особенностей своего геологического и тектонического строения, является сложной синтезированной водоносной системой. Подсолевой гидрогеологический этаж представляет собой древний погруженный элизионный бассейн с мегастабильным режимом пластовых вод, энергия которых обеспечивается процессами выдавливания поровых вод из горных пород. Области питания и области разгрузки в таком бассейне отсутствуют. Надсолевой гидрогеологический этаж впадины рассматривается как наложенный гидрогеологический бассейн артезианского типа. Областями разгрузки подземных вод служат внутренние водотоки и водоемы, а также акватория Каспийского моря на юге бассейна. Надсолевой гидрогеологический этаж осложнен соляными куполами и массивами (рис. 1), прорывающими водоносные комплексы практически на всю толщину гидрогеологического этажа. Вследствие такого характера тектонического строения надсолевого гидрогеологического бассейна латеральный характер движения подземных вод усложняется. В юго-западной части бассейна развиваются латерально закрытые соляными массивами межкупольные гидрогеологические районы с застойным водоносным режимом. С точки зрения захоронения попутно-добываемых вод основную роль играют надсолевые толщи верхнепермских, триасовых, юрских и меловых отложений [2].

Рис. 1 – Геологический разрез Прикаспийской впадины

К одной из таких межкупольных закрытых впадин в надсолевом гидрогеологическом бассейне приурочен эксплуатирующийся Полигон захоронения попутно-добываемых вод на месторождении С.Нуржанов (Сагидолла Нуржанов).

В настоящее время данное месторождение находится в разработке по основным эксплуатационным объектам в юрских и триасовых отложениях, а по валанжину – в пробной эксплуатации. Работы по организации полигона захоронения попутных пластовых вод на площади месторождения начаты в 1990 году, на основе опыта утилизации токсичных, радиоактивных и других промышленных отходов, а также попутно-добываемых пластовых вод нефтяных месторождений. В качестве основного поглощающего коллектора принят неокомский водоносный горизонт (рис. 2) [3].

Рис. 2 – Схема строения неокомского водоносного резервуара

В пределах рассматриваемого района водоносный комплекс неокомских отложений достаточно надежно изолирован от залегающего выше водоносного комплекса альб-сеноманских отложений 60-93-метровой (при среднем значении 72,4 м) глинистой толщей аптского возраста. По отношению к нефтяному эксплуатационному объекту альб-сеноманский комплекс выступает в качестве буферного горизонта. Наличие выше водоупора буферного горизонта, содержащего подземные воды, не пригодные для питьевых, бальнеологических и промышленных целей, один из необходимых критериев, используемых при выборе перспективных пластов-коллекторов. По результатам проведенных химических анализов подземных вод нижнемелового неокомского горизонта, установлено, что воды рассольного типа, с минерализацией 128,28-130,07 г/л. Тип воды по классификации Сулина В.А. хлоркальциевого типа.

Процесс утилизации попутно-добываемых вод осуществляется при постоянном контроле. Наблюдение за распространением попутно-добываемых вод в водоносном пласте и за состоянием геологической среды в течение длительного периода осуществлялось по 7 наблюдательным скважинам. Для контроля перетоков технических вод проводятся следующие замеры уровня вод в наблюдательных скважинах: замеры забойных либо устьевых давлений и температур, отбор проб пластовых вод, замеры газонасыщенности вод, анализ проб водорастворенных газов, химический анализ состава пластовых вод. При контроле химического состава и физических свойств попутно-добываемых вод выполняются сокращенный и полный химические анализы. В процессе контроля на поглощающих скважинах осуществляются следующие виды исследований: непрерывный учет объемов закачки, учет давлений закачки и температуры попутно-добываемых вод на устье скважин, отбор проб, закачиваемых промстоков в соответствии с требованиями нормативных документов за весь период закачки.

За 22-летний срок эксплуатации полигона утилизации попутно-добываемых пластовых вод месторождения С.Нуржанов суммарные объемы закачанных попутно-добываемых вод по состоянию на 01.01.2016 г. составляют 19,894 млн м3. При закачке воды в одиночную скважину изменение давления на границе растекания попутно-добываемых пластовых вод составит 0,005 МПа. При закачке воды в систему скважин, образующую «большой колодец», изменение давления на границе составит 0,049 МПа, а изменение давления в центре «большого колодца» составит 0,076 МПа. При прогнозе на 10-летний период эксплуатации объемы утилизируемых попутно-добываемых пластовых вод достигнут 2,0 млн м3 в год (5480 м3 в сутки).

Надежность закачки попутно-добываемых вод во многом определяется конструкцией и техническим состоянием поглощающих скважин. Очень высокие требования предъявляются к качеству разобщения водоносных горизонтов. Качество цементирования затрубного пространства обсадных колонн против водоносных и водоупорных комплексов определяется геофизическими методами исследований. На требования к качеству воды влияет также давление нагнетания. Пластовое давление составляет 17-18 МПа, рабочее давление на устье в поглощающих скважинах составляет 8-9 МПа, максимальное давление нагнетания при кольматации интервалов перфорации не должно превышать 12 МПа [4].

Учитывая длительный период бесперебойной эксплуатации полигона и его многолетнюю изученность, представляется возможным значительно сократить предварительные исследования в новых поглощающих скважинах полигона месторождения, вследствие схожести их геологических и гидрогеологических условий. Для обеспечения функционирования новых полигонов могут быть использованы существующие, выбывшие из эксплуатации скважины или скважины, не достигшие продуктивного горизонта по техническим причинам. По такому же принципу возможно выделение перспективных участков для захоронения попутно-добываемых вод разрабатываемых углеводородных месторождений в пределах всей Прикаспийской впадины.

Г.Ж. Кокымбаева
ТОО НИИ «Каспиймунайгаз», г.Атырау

Список использованной литературы:

  1. Закон «О недрах и недропользовании Республики Казахстан» от 13.01.12 г. № 542-IV (введен в действие с 01.01.2015г).

  2. Анищенко Л.В., Шестоперова Л.В, Любина В.В., Дворко Т.Н и др. «Проект утилизации (закачки) попутно-добываемых вод на месторождении С.Нуржанов (Центрально-Восточная Прорва) в неокомские отложения» Книга I. ТОО «БолашақМұнайПроект» г. Атырау, 2008г., стр.25-105;

  3. Анищенко Л.В., Шестоперова Л.В, Любина В.В., Дворко Т.Н и др. «Авторский надзор за реализацией проектных решений Проекта утилизации (закачки) попутно-добываемых вод на месторождении С.Нуржанов (Центрально-Восточная Прорва) в неокомские отложения по состоянию на 01.10.2013г» Книга I. ТОО «БолашақМұнайПроект» г. Атырау, 2013г., стр.33-139;

  4. Мурзагалиева Ж.С., Абуев Р.Б., Кокымбаева Г.Ж., Досниязов Р.У. и д.р. «Уточненный проект утилизации (закачки) попутно-добываемых вод на месторождении С.Нуржанов (Центрально-Восточная Прорва) в неокомские отложения» Книга I. ТОО «НИИ Каспиймунайгаз» г. Атырау, 2016г., стр.37-112;