Введение к работе
Актуальность проблемы заключается в том, что для восполнения возрастающих потребностей сброса промышленных отходов в глубинные геологические недра необходимо решение множества фундаментальных и прикладных проблем нефтегазовой геологии, тектоники, литологии, гидрогеологии, подземной флюидодинамики, геохимии и т.д. Особую актуальность приобретает возможность практического использования результатов анализа разведки, добычи и переработки углеводородного сырья, связанных с геологической изученностью в таких нефтегазодобывающих районах, где традиционные методы утилизации промьшшенных отходов исчерпаны или даже неприемлемы. К таким районам относятся месторождения углеводородов с высокими концентрациями агрессивных и токсичных компонентов, в особенности сероводорода и углекислого газа.
Так как решение указанных вопросов, а также вопросов, связанных с использованием в практических целях получаемых геологических, теоретических и методических результатов, ранее не проводилось, возникает необходимость в обобщении многолетнего опыта специальных исследований и разработки научных обоснований захоронения промстоков высокосернистых месторождений нефти и газа в глубинные недра. Особую актуальность эти вопросы приобретают для газоконденсатних месторождений - гигантов, какими являются Астраханское, Карачаганакское и другие. Решение указанных вопросов предпринято в настоящих исследованиях.
Цель работы состоит в разработке геологических, геохимических и гидрогеологических основ и практическом использовании геологических моделей для захоронения промьшшенных сточных отходов нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности на месторождениях с высокими концентрациями сероводорода и углекислого газа.
Основные задачи исследований :
а) анализ современного состояния и содержание проблемы о
подземном захоронении промстоков в геологические объекты в ка
честве составной части теории нефтегазопромысловой геологии;
б) выявление основных условий захоронения промстоков в глу
бинные недра, разработка генетической типизации геологических
объектов, обеспечивающих эффективную приемистость в условиях
солянокупольных регионов;
в) типизация гидрогеодинамических и геохимических условий,
обеспечивающих изоляцию в обстановке соляных куполов Прикас
пийской впадины захороняемых промстоков от окружающей среды;
г) гидрогеохимическое обоснование подземного захоронения
промстоков сложного состава на месторождениях с высокими со
держаниями сероводорода;
д) установление закономерностей и механизма распространения
промстоков в геолого-гидрогеологических объектах, характер
влияния геологических и гидрогеохимических параметров на лока
лизацию промстоков;
е) изучение гидрогеохимических особенностей взаимодействия
промстоков с геологической средой и влияние индивидуальных
компонентов промстоков на функционирование полигонов захороне
ния;
ж) разработка системы мониторинга состояния геологических
и гидрогеохимических объектов при подземном захоронении пром
стоков .
Научная новизна состоит в следующем:
а) впервые разработаны и уточнены геологические, геохимиче
ские и гидрогеологические основы захоронения в геологические
глубинные недра промстоков нефтегазодобывающей и перерабаты
вающей промышленности на месторождениях нефти и газа с высоки
ми концентрациями агрессивных и токсичных компонентов;
б) на примере Астраханского газоконденсатного месторожде
ния-гиганта предложены способы утилизации промышленных сточных
отходов;
в) дана оценка геологических, геохимических и гидрогеологи
ческих факторов, определяющих механизм и масштабы распростра
нения закачиваемых промстоков в недрах, разработаны системы
контроля функционирования процессов закачки промстоков в
недра.
. Практическая ценность выполненных исследований состоит в том, что изучение геологических, гидрогеологических, диалогических, геохимических и флюидодинамических факторов и предпосылок, а также производственного опыта и практики закачки промстоков в глубинные недра позволяет обосновать геологические условия при оценке возможностей закачки промстоков в глубинные недра с учетом особенностей состава сбрасываемых стоков при добыче и переработке углеводородного сырья с высоким содержанием агрессивных и токсичных компонентов. На примере уни-
кального в мировой практике Астраханского месторождения - гиганта определены направления теоретических и практических исследований по проблеме утилизации промышленных отходов.
Теоретические, методические и практические разработки и предложения, изложенные в работе, использованы при текущем и перспективном планировании разработки Астраханского ГКМ, при контроле функционирования Астраханского Полигона закачки промстоков в глубинные недра, при реконструкции Астраханского газоперерабатывающего комплекса, при обосновании расширения мощностей и объемов закачки промстоков, при обеспечении экологической безопасности геологической Среды.
Апробация работы. Основные положения работы и рекомендации апробированы на Всесоюзных и региональных научно-технических конференциях и совещаниях: " XX научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов" (Москва, 1983), "Конференция молодых ученых и специалистов газовой промышленности" (Ставрополь, 1983), "Проблемы охраны окружающей среды в нефтяной промышленности" (Уфа, 1989), "Всесоюзная научно-практическая конференция по проблемам экологии и воздействия природного газа на организм" (Астрахань, 1990), "Технология строительства и эксплуатации подземных хранилищ нефти, газа и продуктов их переработок" (Москва, 1991), "Проблемы охраны здоровья и социальные аспекты освоения газовых месторождений России" (Астрахань, 1993) и многих других, на Ученых Советах научно - исследовательских институтов "ВолгоуралНИПИгаз", "АстраханьНИПИгаз" и других институтов, на Научно-технических Советах ВПО "Орен-бурггазпром", ПО "АстраханьГазпром" и других в 1980 - 1996 годах.
Настоящие исследования являются составной частью свыше 50 проектов, рекомендаций, обоснований, отчетов, договоров и других работ, выполненных в рамках индивидуальных и плановых НИОКР системы РАО "Газпром" и Предприятий "Астраханьгазпром", "Оренбурггазпром" и других, по текущему и долгосрочному планированию разработки месторождений газа и конденсата, добычи сероводородного сырья, методике разведки полигонов для захоронения промстоков в условиях наличия агрессивных и токсичных компонентов, в особенности, сероводорода и углекислого газа.
Публикации. По теме диссертации опубликовано двенадцать научных печатных работ, несколько работ находятся в печати.
Фактический материал и личный вклад. Развиваемые в работе положения базируются на результатах научных, производственных, экспериментальных и полевых исследованиях автора за период с 1975 года по 1996 год. В основу работы положены материалы, полученные автором в научно-исследовательских институтах "Волго-УралНИПИгаз", "АстраханьНИПИгаз", производственных предприятиях ПО"АстраханьГазпром", "Росгипроводхоз", "Средволгогипровод-хоз" и других организациях. Исследования базируются на десятке тысяч анализов керна и проб пород, более шести тысяч химических анализов подземных вод и промышленных стоков, а также на результатах бурения, геофизических, инженерно-геологических, гидрогеологических, гидрохимических, геохимических, гидродинамических и других исследованиях, выполненных с участием автора.
Учитывая сложность проблемы и недостаточную изученность рассматриваемых вопросов, автор работы в процессе подготовки и выполнения исследований принимал советы, консультации и конкретную помощь Л.А.Анисимова, Г.И.Амурского, Е.А.Барс, А.А.Га-ева, В.А.Григорова, Л.М.Зорькина, А.Ф.Ильина, В.П.Ильченко, В.М.Корценштейна, О.М.Севастьянова, В.И.Петренко, Ю.И.Кругло-ва, В.Г.Хадыкина, В.Д.Щугорева и многих других, которым диссертант выражает благодарность. Автор считает необходимым отметить, что его научное мировоззрение формировалось под влиянием работ научного руководителя Серебрякова О.И., которому автор выражает искреннюю признательность. Автор постоянно ощущает поддержку геологов, гидрогеологов, геохимиков МГУ, Волго-УралНИПИгаза, ВНИИГАЗа, СевКавНИПИгаза, ИГиРГИ, "Астрахань-Газпрома", РАО "Газпром", АО "Нижневолжскнефть", сотрудничество с которыми осуществляется в течение многих лет.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав и основных выводов в заключении. Общий объем работы 190 страниц, включая 176 страниц машинописного текста. Работа иллюстрирована 14 рисунками и содержит 23 таблицы. Список литературы включает 82 наименования.