Удосконалення методів зменшення техногенного забруднення гідросфери на кінцевій стадії експлуатації нафтових родовищ (на прикладі Долинського нафтового родовища)

Abstract

Дисертацію присвячено вирішенню важливої екологічної проблеми -зменшення техногенного забруднення гідросфери на кінцевій стадії експлуатації нафтових родовищ шляхом удосконалення та розробки науково-технічних методів. Встановлено масштаби техногенного впливу Долинського нафтового родовища на гідросферу. Проведено фізико-хімічні дослідження відібраних із колодязів проб води. Побудовано математичну модель прогнозу змін концентрації солей у водоносному горизонті при інфільтрації їх із амбару-накопичувача у грунтові води. Шляхом математичного моделювання створено комп’ютерну програму, що дає змогу оперативно дослідити і отримати достовірну інформацію про інтенсивність вертикальної і горизонтальної міграції розсолу у пласті, ступінь сольового забруднення і площу його розповсюдження. Удосконалено методи багатоступеневої очистки зворотних пластових вод на розробленій автором установці, що дозволяє повторно використовувати їх у системі підтримки пластового тиску.

Диссертация посвящена решению важной экологической проблемы -уменьшению техногенного загрязнения гидросферы на конечной стадии эксплуатации нефтяных месторождений путем совершенствования и разработки научно-технических методов. Установлены масштабы техногенного воздействия на гидросферу Долинского нефтяного месторождения. Проведены физико-химические исследования отобранных из колодцев проб воды, результаты анализа которых показали, что их общая минерализация превышает значение ПДК в 16 раз. Проведены экспериментальные исследования по контактированию обратных пластовых вод с различными породами методом подачи-фильтрования обратных пластовых вод “сверху”. В первом случае разрез полностью состоял из песчаников; во втором случае - из песчаников, в которых в качестве примесей присутствовали карбонаты; в третьем - в качестве примесей присутствовали глины. Построена математическая модель прогноза изменений концентрации солей в водоносном горизонте при инфильтрации их с амбара-накопителя в грунтовые воды. Установлено, что в условиях расположения источников загрязнения подземных вод в районе Долинского нефтяного месторождения, солевое загрязнение грунтовых вод с каждым годом будет расти на 0,0464 г/дм3 и через 5 лет составит 0,232 г/дм3. Путем математического моделирования создана компьютерная программа, позволяющая оперативно исследовать и получить достоверную информацию об интенсивности вертикальной и горизонтальной миграции рассола в пласте, степень солевого загрязнения и площадь его распространения. Усовершенствованы методы многоступенчатой очистки обратных пластовых вод на разработанной автором установке, что позволяет повторно их использовать в системе поддержания пластового давления. Предложена технологическая схема установки производительностью 6 тыс. м3/сутки. Данная установка реализует многоступенчатый метод очистки минерализованных вод и дает возможность очистить обратные пластовые воды до параметров, позволяющих повторно применять их в системе поддержания пластового давления. Выполненные лабораторные исследования на модельной установке показали, что общий эффект очистки обратной пластовой воды от нефти составляет 95,8%, взвешенных частиц - 98,4%, солей - 96,9%, что соответствует требованиям к водам, нагнетаемым в пласт. Выполнены технико-экономические расчеты предложенной методики по очистке обратных пластовых вод. Себестоимость очистки воды составляет 0,79 коп./м3, что делает доступными предложенные методы и технологии.

The dissertation thesis is devoted to the problem of hydrosphere anthropogenic pollution reducing on the final stage of oil fields exploration by developing scientific and technical methods. It was estimated the scale of contamination of saline brines surface water and groundwater using the intensive spatial-temporal modeling. It was developed the software system by mathematical modeling that allows to explore quickly and to obtain reliable information about the intensity of vertical and horizontal migration of brines in the reservoir, the extent of salt contamination and the area of its distribution. It was developed the the classification of the territory with high degree of anthropogenic impact, this classification is estimation of the natural protection of fresh groundwater from contamination by saline water and the degree of anthropogenic impact on groundwater. It was further developed the method of experimental research of physical and chemical processes in the system “water-rock”, which allowed specifying the chemical composition of the associated formation waters and the possible ways of receiving saline brines in surface water and groundwater. It was improved the method of flotation associated formation waters from organic components with developed by author stand, allowing their re-use in the system of reservoir pressure maintenance.