CC BY
95
УДК 622.176.8:665.666.002.8
УТИЛИЗАЦИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА В ГЛУБОКИЕ ПОДЗЕМНЫЕ ГОРИЗОНТЫ, КАК НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД ЗАХОРОНЕНИЯ
Л.В. Анищенко
ТОО «Optima»
Ул. Балгимбаева, 71, 06002 Атырау, Республика Казахстан
В Западном Казахстане имеется опыт закачки промышленных сточных вод в глубокие водоносные горизонты таких месторождений, как Карачаганак, Тенгиз и Алибекмо-ла. Данный опыт используется при проектировании аналогичных полигонов для Каша-ганского и других месторождений, нуждающихся в подобной практике.
Захоронение промышленных стоков в глубокие водоносные горизонты, осуществленное с соблюдением всех необходимых условий, является экологически более безопасным по сравнению с поверхностным захоронением, неизбежно являющимся источником поступления загрязнений как в поверхностные и подземные воды, так и в атмосферу.
Помимо этого метод подземного захоронения промышленных стоков имеет лучшие экономические показатели по сравнению с разработками систем безотходных технологий или глубокой очистки сточных вод.
Подземное захоронение жидких промышленных стоков в глубокие водоносные горизонты является одним из методов утилизации отходов производства, имеющим достаточно много преимуществ перед традиционными методами, такими как организация различного рода хранилищ, прудов-испарителей, накопителей и т.п. Захоронение промышленных стоков Карачаганакского и Тенгизского нефтегазоперерабатывающих комплексов является одним из немногих примеров способа утилизации отходов в Казахстане со значительными объемами закачки.
Применение метода подземного захоронения сточных вод Карачаганакского и Тенгизского нефтегазоперерабатывающих комплексов обусловлено отсутствием экономически эффективной технологии их очистки от таких компонентов, как сероводород, а также некоторых фенольных и органических соединений.
Разработка и внедрение замкнутых систем водопользования и водоотведения требует продолжительного времени. Внедрение подземного захоронения позволяет выиграть нужное время, не снижая темпа обустройства и разработки нефтяного месторождения. Однако подземное захоронение указанных промышленных стоков не исключает применение и совершенствование других методов их предварительного обеззараживания и подготовки с целью снижения их негативного воздействия на природную среду.
Как известно, материалы представляемой геологической информации об участках недр, пригодных для строительства и эксплуатации полигонов захоронения промышленных стоков в недра, должны убедительно доказать возможность локализации захороняемых стоков на определенный период времени и в строго определенных границах (по площади и в разрезе); также должны быть обеспечены гарантии, исключающие проникновение захороненных веществ в соседние, за пределами оговоренных границ, участки недр, в поверхностные водотоки и водоемы, на земную поверхность и в атмосферу.
Геологический материал должен содержать доказательства следующих позиций:
— пласт-коллектор не содержит пресных или слабосолоноватых вод, пригодных для питьевых целей, а также вод, используемых для бальнеологических или теплоэнергетических целей;
— пласт-коллектор имеет застойный гидродинамический режим и содержит лишь высокоминерализованные воды, непригодные для практического использования;
— пласт-коллектор в пределах исследуемой площади не содержит полезных ископаемых и не эксплуатируется;
— водоносный горизонт-коллектор в ближайшей окрестности не выходит на поверхность или не связан с поверхностными водотоками и водоемами;
— горизонт-коллектор, выбранный для закачки, надежно изолирован перекрывающим и подстилающим водоупорами от эксплуатируемых или пригодных для какой-либо эксплуатации водоносных горизонтов;
— выше водоупора, перекрывающего пласт-коллектор, залегает буферный водоносный горизонт, содержащий подземные воды, непригодные для питьевых, бальнеологических или промышленных целей;
— район подземного захоронения сточных вод имеет простую тектоническую обстановку и находится в спокойном сейсмическом районе;
— пласт-коллектор обладает достаточно высокой водопроводимостью, обеспечивающей экономически эффективный сброс заданного количества промышленных стоков за весь расчетный период эксплуатации полигона;
— водовмещающие породы водоносных горизонтов-коллекторов не будут быстро кольматироваться при эксплуатации поглощающих скважин;
— закачиваемые сточные воды достаточно совместимы с породами и подземными водами поглощающего водоносного горизонта, что доказано специальными исследованиями.
Для доказательства перечисленных позиций в представляемых геологических материалах должны быть оценены следующие показатели:
— параметры, состав, фильтрационные и коллекторские свойства эксплуатационного резервуара;
— величина мощности, литологический состав и фильтрационные свойства перекрывающего водоупора в пределах всей расчетной площади распространения промышленных стоков;
— отсутствие взаимосвязи между подземными водами пласта-коллектора и вышележащими водоносными горизонтами;
— конфигурация пьезометрической поверхности изучаемых водоносных горизонтов по всей площади полигона захоронения, направление и скорость движения подземных вод;
— емкостные и фильтрационные свойства вышележащего буферного водоносного горизонта и его потенциальные возможности в изоляции вышележащих водоносных горизонтов от закачиваемых промышленных стоков;
— показатели приемистости поглощающих скважин, прогноз изменения приемистости и рабочего давления в процессе эксплуатации;
— рекомендации по подготовке промышленных стоков перед закачкой и мероприятия по поддержанию приемистости скважин за весь период эксплуатации полигона.
Моделирование пластового резервуара выполняется в программном формате, адаптированном и применяемом для подсчета запасов нефти и газа объемным методом. Реакция наблюдательных скважин на закачку промышленных стоков симулируется приращением объема флюида пласта путем сопоставления фактических данных о повышении уровня в наблюдательных скважинах с объемами закаченных промышленных стоков.
Рис. Объект пробной закачки
Полученные результаты увязываются с гидродинамическими расчетами, выполненными применительно к схематизированным граничным условиям пласта-резервуара, с использованием уравнения Тейса-Джейкоба. Сходимость конечных результатов, полученных по уравнениям фильтрации и симуляции процессов закачки, должны свидетельствовать в пользу обоснованности основных гидрогеологических параметров, используемых в расчетах и модели пласта. Конеч-
ные значения повышения пластового давления в центре полигона должны согласовываться как с данными симуляции, так и с расчетными данными.
Необходимо иметь в виду, что в радиусе до нескольких десятков километров при бурении глубоких нефтеразведочных скважин в водоносных отложениях резервуара закачки пластовые давления будут несколько выше нормальных гидростатических.
На месторождении Алибекмола на стадии опытных работ находится будущий полигон для захоронения промышленных стоков. Пробная закачка осуществляется в подсолевую часть разреза в законтурную зону верхней карбонатной толщи КТ-1 (см. рис.). Объект закачки выбран в результате анализа имеющего сейсмического материала, данных бурения и промысловых исследований в скважинах. Закачка ведется согласно утвержденной программе закачки и на начальной стадии работ дает положительные результаты.
Опыт закачки промышленных стоков в глубокие водоносные горизонты оправдывает себя на месторождениях Карачаганак, Тенгиз и Алибекмола и даёт возможность уверенно и обоснованно проектировать полигон захоронения на морском месторождении Кашаган, а также других месторождениях, нуждающихся в проведении аналогичных работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьёв А.Е. Человек и биосфера. Основы взаимодействия, эволюции и самоорганизации: Учеб. пособие / Под ред. Л.А. Пучкова. — М.: МГГУ, 1998.
RECYCLING OF ETTLE PRODUCTION IN DEEP UNDERGROUND HORIZONS, AS THE MOST EFFECTIVE METHOD OF A DUMPING
L.V. Anishchenko
TOO «Optima» v
Balgimbcieva st., 71, Atirau, 06002, Republic Kazakhstan
Experience in sphere of industrial waste water pumping into deep water bearing horizons showed its usefulness at Karachaganak, Tengiz and Alibekmola oilfields. This lets to project soundly a site for wastewater pumping at Kashagan and other oilfields that need similar practice.
-
Анищенко Лидия Владимировна, директор представительства ТОО «Optima», горный инженер-гидрогеолог, специалист в области геотехнологии и охраны окружающей среды, гидрологии и гидроди-
