Введение к работе
Актуальность проблемы. Процессы поисково-разведочных работ, разработки нефтяных и битумных месторождений приводят к нарушению экологического и гидрогеологического равновесия в нефтяных районах, что, в свою очередь, обусловливает засолонение участков верхней части геологического разреза и соответственно осолонению родников.
Вместе с тем проблема обеспечения населения качественной питьевой водой в настоящее время весьма актуальна во многих районах, в том числе и в Республике Татарстан, являющейся крупным нефтедобывающим регионом.
В ОАО «Татнефть» разработана и реализуется программа по оздоровлению родников. Несмотря на постоянно проводимые геолого-технические мероприятия, рассолонение ряда значимых родников идет медленными темпами. Для практической реализации системного подхода при разработке мероприятий по рассолонению родников необходима организация оперативного мониторинга на объектах, а так же решение вопросов ликвидации заколонных перетоков и повышения герметичности эксплуатационных колонн в пробуренном фонде скважин.
Имевшие место процессы экономического спада в 90-ые годы, сказались на масштабности проводимых исследований по выявлению источников осолонения. По вышеуказанной причине охват исследованием нагнетательных скважин с 1990 г. по 1998 г. снизился с 52,4 до 27,1%.
Решение проблемы потребовало разработки новых технологий исследования как нагнетательных, так и добывающих скважин, обеспечивающих предотвращение отрицательного воздействия скважин на зону питания родников и разработки мониторинга воздействия техногенной нагрузки на подземные воды.
Целью работы являлась разработка технологии и технических средств оперативной оценки техногенного воздействия скважин на зону питания родников на участках добычи нефти, обеспечивающих защиту от осолонения подземных вод.
В соответствии с поставленной целью были определены основные задачи:
1. Создать оперативную систему оценки техногенного воздействия скважин на подземные воды на основе сети наблюдательных скважин и организации компьютеризированного рабочего места для анализа технического состояния скважин и поддержки управленческих решений.
2. Разработать технологию исследования скважин для выявления перетоков за кондуктором, в том числе и в добывающих скважинах с низким статическим уровнем (без проведения специальной подготовки скважин).
3. Разработать технологию исследования нагнетательных скважин оборудованных насосно-компрессорными трубами (НКТ).
4. Разработать технологию исследования на наличие заколонных перетоков в ликвидированных скважинах.
5. На основе разработанных технологий исследования скважин провести паспортизацию зон питания родников на территории деятельности нефтегазодобывающего управления (НГДУ) «Альметьевнефть».
Научная новизна:
1. Разработана новая технология исследования герметичности эксплуатационных колонн нагнетательных скважин без извлечения насосно-компрессорных труб, обеспечивающая исследование температурных зависимостей от устья до забоя под рабочим давлением без стравливания давления или задавливания скважин на основе повышения чувствительности метода оценки температурных аномалий более чем в два раза.
2. Изучена взаимосвязь температурных аномалий с горизонтальным движением пластовых вод, построена карта температурных аномалий.
-
Сконструирован и внедрен прибор, действие которого основано на принципе регистрации теплового излучения от стенки скважины, для определения перетоков за колонной скважины (кондуктором) в интервале выше статического уровня в стволе скважины.
-
Разработана оригинальная технология исследования нагнетательных скважин на герметичность с сконструированным и изготовленным расходомером без использования механических элементов на принципе электромагнитной индукции.
-
Научно обоснованы принципы выявления заколонных перетоков в ликвидированных скважинах, основанные на регистрации изменения естественного электрического потенциала после запуска нагнетательной скважины.
Практическая значимость работы. Разработаны и внедрены геофизические приборы, технологии исследования скважин, компьютерные программы для обеспечения оперативности по изучению техногенной нагрузки скважин в области питания родников.
Разработана и внедрена компьютерная программа для проведения анализа изменений пластовых давлений, определения взаимосвязи с изменением содержания хлоридов в родниках в зависимости от графика циклирования закачиваемой воды и компенсации отбора пластового флюида закачкой воды.
Увеличен охват исследованием нагнетательных скважин более чем в 2 раза без увеличения дополнительного финансирования. За счет снижения затрат на исследование, эксплуатацию, ремонт скважин с предотвращением негативного воздействия на окружающую природную среду годовой экономический эффект составляет более 50 млн. рублей.
Произведена систематизация родников и определены точки отбора проб на реках и ручьях, составлена электронная карта с базой данных по химическому составу вод родников, по техническому состоянию скважин, по проведенным исследованиям и по ремонтам скважин в области питания родников. Произведена паспортизация области питания значимых родников.
Достигнуто снижение засоленности двух родников до нормативных показателей и устойчивое рассолонение ряда родников. Разработан и внедрен Регламент проведения оперативного мониторинга экологической обстановки на территории деятельности НГДУ «Альметьевнефть».
Апробация работы. Основные положения докладывались и обсуждались на научно-практической конференции VII международной выставки «Нефть, газ - 2000 г.» (Казань 5-7 сентября 2000 года); научно-практических семинарах главных инженеров и специалистов ОАО «Татнефть» 22 сентября 2000 года, 18 сентября 2001 года; научно-практических семинарах главных геологов и специалистов ОАО «Татнефть» 19 мая 2000 года и 28 июня 2001 года.
За реализацию основных положений работы автор был удостоен звания лауреата фирменной премии ОАО «Татнефть» в номинации «Экология» в 2000 году и дипломом 3 степени Республиканского конкурса «Лучшее изобретение года» в 2001 году.
По результатам Всероссийского конкурса «Инженер года» за 2003 год автору работы вручен Сертификат № 4-305 профессионального инженера России.
Решением Международного жюри «Архимед-2008» ХI Международного салона промышленной собственности (изобретения, промышленные образцы, товарные знаки) награждена серебряной медалью разработка НГДУ «Альметьевнефть» «Комплекс технологий по контролю за состоянием эксплуатационных колонн нагнетательных и добывающих скважин без подъёма ГНО (Москва 1.04-4.04.2008 г).
Работа по контролю за состоянием эксплуатационных колонн без подъема глубинно-насосного оборудования удостоена диплома им. академика И.М. Губкина в 2008 г.
По теме диссертации опубликовано 35 научных работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 20 патентов на изобретения, 1 свидетельство на полезную модель, по 1 заявке на патент получено положительное заключение, 6 информативных тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, изложена на 120 страницах, содержит 68 рисунков и 17 таблиц. Список использованных литературных источников состоит из 173 наименований.
При подготовке диссертации использованы результаты физико- химических анализов, проведенных нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть», ООО «ТНГ-АлГИС», Казанским государственным технологическим университетом и результаты экспериментальных геофизических наблюдений в специально подготовленных скважинах. Использованы результаты полевых исследований на площади более 20 кв.км., бурения 90 наблюдательных скважин и анализа термограмм более 1800 скважин. При написании работы использованы материалы ОАО «Татнефть», НГДУ «Альметьевнефть», ООО «ТНГ- Групп», Казанского государственного технологического университета ,Казанского государственного университета, Татарского геологоразведочного управления, ОАО «Татнефтепромхим», ВНИИГИС (г.Октябрьский), НПУ «Репер», МНЦ «Гидргеоэкология», Татарского ГУП ЦНТИ. Автор выражает искреннюю благодарность специалистам и руководителям вышеперечисленных предприятий за всестороннюю помощь в организации проведенных исследований и в обсуждении полученных результатов, в особенности док.техн.наук Н.Г.Ибрагимову, док.геол.-мин.наук Р.C. Хисамову, канд.техн.наук А.Ф.Закирову, Р.С. Мухамадиеву, Р.С.Вильданову, А.Э.Ибрагимову, дoк.техн.наук В. Ф.Назарову
