|
ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА КАК СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ
Постановка задач
В настоящее время во многих нефтедобывающих регионах большинство
из разрабатываемых месторождений находятся в поздней стадии разработки, связанной с высокой обводненностъю нефтепродуктивных пластов хлориднонатриевыми рассолами. Доля этих рассолов в добываемой продукции постоянно растёт и в настоящее время на некоторых меторождениях достигает 80–90%.
Попутные рассолы являются основным источником загрязнения зоны аэрации и верхних водоносных слоев [2]. Они характеризуются повышенным содержанием опасных для здоровья населения микроэлементов (бром, стронций и др.) и обладают высокой коррозионной активностью по отношению к стальным конструкциям. Скорость коррозии стальных труб и резервуаров достигает на нефтепромыслах 0,8–1,0 мм в год.
Утечки рассолов обусловлены авариями и нарушениями герметичности нефтепромыслового оборудования (неисправность приустьевого оборудования, отсутствие или некачественная гидроизоляция земляных амбаров, разлив рассолов
в связи с капитальным ремонтом скважин; порывы труб и коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования КНС и ДНС; фильтрация в грунт соленых вод из отстойников, разливы рассолов вследствие неисправности технологического оборудования).
Следует признать, что в прежние годы экологическому контролю и экологической «культуре» в нефтедобывающей отрасли промышленности уделялось явно недостаточное внимание. Все это в конечном итоге привело к тому, что загрязнение подземных вод зоны активного водообмена и связанных с ними поверхностных вод приняло региональные масштабы. На обширных территориях, там, где подземные воды ранее служили единственным источником местного хозяйственно–питьевого водоснабжения, они стали непригодными для питья. Обеспечение населения чистой питьевой водой превратилось в первоочередную социальную проблему, решение которой требует длительного времени и привлечения значительных финансовых ресурсов.
Методика работ
В связи с очень низким удельным электрическим сопротивлением (УЭС) рассолов (0,1–0,5 Ом м) хлоридное загрязнение является весьма благоприятным объектом для картирования его электроразведкой [3].
Геофизические исследования на территории Ромашкинского месторождения Татарстана, выполненные в 1997–2001 гг. в рамках научно–исследовательских работ СПбО ИГЭ РАН, позволили разработать эффективную электроразведочную методику поиска и оконтуривания поверхностных источников загрязнения подземных вод. Разработана также методика определения с помощью электрозондирования объёма и массы технологических рассолов, попавших в зону аэрации с образованием там линз засолённых пород. Имеется опыт применения
электроразведочных методик для мониторинга экологического состояния участка с нефтепромысловым оборудованием (3–летний цикл наблюдений на опытной площадке 2 полигона «Васильевка»). Указанные методики не требуют использования дорогостоящего оборудования, отличаются высокой производительностью и малой численностью полевой бригады (2–3 человека). В качестве измерительной техники используется цифровая портативная электроразведочная аппара-
тура «ЭРА» [1].
Результаты работ
На рис. 17 приведена карта электрических сопротивлений грунта по опытной площадке 2 полигона «Васильевка», построенная по данным электропрофилирования. На карте хорошо виден ореол хлоридного загрязнения участка, связанный с 2 действующими эксплутационными скважинами, потоком (по оси лога) поверхностных аварийных сбросов рассолов от КНС–12 и порывами трубопроводов. Ореол соответствует области низких значений кажущихся сопротивлений (КС) с условной границей, совпадающей с контуром изолинии 25 Ом м.
Рис. 17 Карта кажущихся сопротивлений электропрофилирования
Татарстан
Карта электрических сотпротивлений грунта по опытной площадке 2 полигона «Васильевка» построена по данным электропрофилирования. На карте хорошо виден ореол хлоридного загрязнения участка, связанный с 2 действующими эксплуатационными скважинами, потоком (по оси лога) поверхностных аварийных сбросов рассолов от КНС-12 и порывами трубопроводов. Ореол соответствует области низких значений кажущихся сопротивлений. Специальная обработка на ЭВМ позволяет получать серию параметрических разрезов (карт параметров). Каждая параметрическая карта характеризует определенные физические свойства среды. Синтез параметров служит основой для формирования «образа» нефтяного (газового) объекта. Результатом комплексной интерпретации является физико-геологическая модель среды с прогнозом на залежи углеводородов (КС) с условной границей, совпадающей с контуром изолинии 25 Ом м.
На рис. 18 показаны результаты 3–летнего мониторинга геоэлектрического разреза по данным вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Псевдоразрезы КС и геоэлектрические разрезы отражают глубинное распространение ореола солевого загрязнения на опытной площадке 2 полигона «Васильевка». Подтверждённое бурением положение линзы засоленного грунта (содержание хлоридов 50–300 мг на
100 г
) отвечает на геоэлектрическом разрезе блокам пород с УЭС 2–8 Ом м на пк –4–16. Блоку пород с УЭС 3 Ом м на пк 32 соответствует утечка трубопровода. Временная последовательность разрезов достаточно чётко фиксирует процесс рассоления участка (повышение значений КС и УЭС) после ввода в действие в
1999 г
. системы сбора аварийных сбросов КНС–12. На этом же участке методом естественного электрического поля отмечаются подземные нефтепромысловые объекты, затронутые сильной коррозией (порывы трубопроводов, подземная ёмкость для сбора аварийных сбросов КНС–12, обсадные колонны эксплуатационных скважин). Интенсивность локальных аномалий электрического потенциала достигает 70–100 мВ.
 
Рис. 18 Псевдоразрезы КС (а) по профилю ВЭЗ и подобранные
для них геоэлектрические разрезы (б)
Результат мониторинга 1999-2001 гг.
Оцифровка блоков геоэлектричеких разрезов - удельное электрическое сопротивление горных пород в Ом м.
Разработанный комплекс электроразведочных методов опробован при решении задач разведки очагов загрязнения юго–восточного Татарстана (участки Васильевка, Валеевский, Змеиная головка). Положительные результаты опробования и объективность получаемых данных позволяет рекомендовать указанный комплекс в качестве эффективного средства контроля за экологическим состоянием нефтепромысловых объектов. В основу контроля должно быть положено периодическое обследование электроразведочным комплексом участков с экологически опасным нефтепромысловым оборудованием (например, эксплуатационных скважин вблизи каптированных родников и подземных водозаборов). Первые наблюдения должны выполняться до монтажа оборудования, а затем периодически повторяться после начала его эксплуатации.
Результаты обследования могут быть объединены в документ с условным названием «Экологический паспорт нефтепромыслового объекта». Этот документ может содержать:
• инструкцию по ведению экологического паспорта;
• топосхему контролируемого участка с указанием закреплённой на местности топосети электроразведочных наблюдений;
• карты электрических сопротивлений и естественного электрического поля, построенные по результатам периодического обследования участка;
• геоэлектрические разрезы с результатами глубинного изучения участка уста-новкой ВЭЗ;
• результаты химического анализа грунтов;
• выводы и рекомендации по результатам периодического контроля за соблюдением технологических требований по экологически безопасному ведению работ.
По приближенным оценкам запасов нефти на месторождениях Республики Татарстан хватит на несколько десятилетий. Продолжаются разведка и ввод в эксплуатацию новых мелких месторождений нефти. На крупных месторождениях предстоит освоение значительных трудноизвлекаемых запасов нефти в пластах алевролитов. В этих условиях возрастает ответственность за охрану и защиту
от загрязнения ресурсов пресных подземных вод, являющихся не менее ценным природным богатством Татарстана, чем нефть.
Литература
1. Сапожников Б. Г., Лемец В. И. Электроразведочная аппаратура методов сопротивлений, заряда и естественного поля. // Разведка и охрана недр. 2001, № 9.
2. Хархордин И. Л., Абрамов В. Ю., Учаев В. К., Абдулов А. Х. Трансформация химического состава подземных вод на участках солевого загрязнения (опытный полигон «Васильевка») // Экологические проблемы гидрогеологии. Восьмые Толстихинские чтения: Материалы научно–методической конференции / Санкт–Петербургский государственный горный институт. СПб.
3. Харьковский К. С. Опыт классификации источников засоления подземных вод по их проявлению в геофизических полях (на примере нефтедобывающих районов Татарстана) // Экологические проблемы гидрогеологии. Восьмые Толсти-хинские чтения: Материалы научно–методической конференции / Санкт–Петербургский государственный горный институт. СПб.
|
