Обоснование геологических объектов и конструкции поглощающих скважин для сброса попутно добываемых вод

В настоящее время сброс попутно добываемых вод на Тверском месторождении не осуществляется.

Организация сброса возрастающих излишков нефтепромысловых сточных вод намечается с 2016-2017 г.г., в связи с чем, рекомендуется организация сброса попутно добываемой сточной воды на Тверской ДНС с использованием всех имеющихся емкостных сооружений.

Всю воду, которая будет сбрасываться в районе Тверской ДНС, намечается утилизировать в глубокие поглощающие горизонты. Предполагаемые объемы сброса пластовой воды на Тверской ДНС, направления утилизации этой воды приводятся в таблице 1.14.

По предварительным расчетам ожидаемый максимальный объем утилизации избытков сточных вод может составить предположительно порядка 1920 м³/сутки.

Сброс попутной пластовой воды в поглощающие скважины непосредственно в районе извлечения нефти на Тверском месторождении является оптимальным вариантом ее утилизации. Во-первых, существенно сокращаются материальные затраты на формирование всей инфраструктуры по утилизации, во-вторых, что значительно важнее, уменьшается риск отрицательного воздействия на окружающую среду, связанный с порывами трубопроводов из-за высокой коррозионной активности сточных вод.

Основными критериями для выбора пласта-коллектора с целью утилизации сточных вод являются следующие:

• пласт-коллектор должен обладать достаточной водопроводимостью, обеспечивающей экономически эффективный сброс заданного количества стоков;

• горизонт не должен содержать пресных, а также бальнеологических и промышленных вод, закачка стоков возможна лишь в горизонты с минерализованными водами, не пригодными для практического использования;

• надежная изоляция поглощающих горизонтов выдержанными по мощности, регионально протяженными водоупорами от вышележащих водоносных горизонтов с пресными водами;

• совместимость пластовых вод и пород поглощающего горизонта с утилизируемыми водами при исключении образования нерастворенных осадков;

• отсутствие тектонических нарушений в зоне залегания поглощающих горизонтов;

• поглощающий горизонт в радиусе 20-30км от полигона утилизируемых стоков не должен выклиниваться или иметь выходы на поверхность.

Самарская область и прилегающие к ней территории в целом характеризуются благоприятными условиями для подземного захоронения сточных вод.

В результате проведенных в Самарской области исследований прошлых лет по выявлению участков недр, пригодных для сброса попутно добываемых с нефтью вод, многолетнего практического опыта закачки этих вод на ряде разрабатываемых нефтяных месторождений в глубокие поглощающие горизонты, к наиболее перспективным отнесены пласты-коллекторы в окско-серпуховских отложениях нижнего карбона и фаменского яруса верхнего девона.

Они имеют практически повсеместное распространение, отделены от зоны активного водообмена надежными водоупорами и обладают высокими коллекторскими свойствами. Залегают они на больших глубинах, обладают значительными мощностями и содержат в себе рассолы с минерализацией до 216-273 г/дм³. В силу общего погружения осадочных отложений в юго-восточном направлении глубина залегания и мощность поглощающих горизонтов и водоупоров увеличиваются.

На территории области сооружено большое число полигонов, на которых сбрасываются попутные пластовые воды в объемах от 100 до 10000м³/сутки. В гидрогеологическом разрезе территории Тверского месторождения также имеются названные выше поглощающие горизонты.

На Тверском месторождении намечается организовать полигон поглощения, состоящий из 4 поглощающих скважин (№№18,111, 114, 115). Эти скважины размещены в пределах лицензионного участка Тверского месторождения и их планируется перевести из пьезометрического фонда.

Таблица 1.14

Предполагаемые объемы добычи попутно добываемой воды на Тверском месторождении, объемы сброса и утилизации пластовой воды

Годы	Ожидаемое поступление попутно добываемой воды на ДНС «Тверская», на АГЗУ-5, м3/сутки	Предполагаемый сброс пластовой воды с ДНС «Тверская», м3/сутки	Планируемый объем утилизации пластовой воды в поглощающие горизонты Тверского месторождения, м3/сутки	Ожидаемый остаток пластовой поступающий для использования в системах ППД и утилизации в системах поглощения на Горбатовскую УПСВ, Нефтегорский НСП, м3/сутки
				всего	В том числе поступающий с:
					Тверской ДНС	АГЗУ-5
2016	3129	1920	1920	787	422	365
2017	3294	1920	1920	874	500	374
2018	3604	1920	1920	1031	652	379
2019	3858	1920	1920	1160	778	381
2020	3893	1920	1920	1146	827	319
2021	3887	1920	1920	1157	810	347
2022	4008	1920	1920	1221	868	353
2023	4087	1920	1920	1261	905	356
2024	4150	1920	1920	1294	936	358
2025	3987	1920	1920	1195	872	323
2026	3939	1920	1920	1172	847	324
2027	2966	1920	1920	686	360	326
2028	2707	1920	1920	557	229	328
2029	2274	1920	1920	341	13	328
2030	2334	1920	1920	371	43	329
2031	2375	1920	1920	392	63	329
2032	2454	1920	1920	433	101	332

На ближайшем (в пределах 6 км) разрабатываемом Горбатовском месторождении функционирует полигон по утилизации подтоварных вод с 1978г. Поглощающие горизонты Горбатовского полигона приурочены к серпуховскому и фаменскому ярусам.

Общая мощность серпуховских отложений в этом районе составляет 166-230 м. Мощность проницаемой части колеблется от 20,0 до 33,0 м, а ее среднее значение равно 25,3 м. Пористость серпуховского поглощающего горизонта принята по геофизике, равной 15,6%.

Общая мощность фаменских отложений составляет 348-371 м, мощность проницаемой части изменяется от 47,5 до 58,6 м, а ее среднее значение равно 51,6 м. Пористость пород фаменского поглощающего горизонта определена по геофизике, равной 11,1%.

Поглощающие горизонты изолируются от поверхностных вод глинами тульского и верейского горизонтов, а от нижележащих отложений терригенного девона – глинами тиманского (кыновского) горизонта. Эти водоупоры имеют региональное распространение и прослеживаются на всей территории Самарской области. Мощность тульского и верейского водоупоров составляет, соответственно, 40-43 и 85-98 м. Приемистость поглощающих скважин Горбатовского месторождения за период эксплуатации изменялась в пределах от 700 до 1100-1400 м³/сутки.

Горбатовский полигон поглощения и Тверское месторождение имеют, в целом, сходные геолого-гидрогеологические условия, что позволит при обосновании предлагаемого в данной работе полигона на Тверском месторождении использовать опыт эксплуатации действующего полигона и принять его за полигон-аналог. Таким образом, имеются все предпосылки для рассмотрения к использованию вышеназванных горизонтов для захоронения подтоварных вод и на Тверском месторождении.

Наиболее перспективными для использования поглощающими горизонтами в пределах Тверского месторождения являются серпуховский и фаменский, наилучшим образом отвечающие всем основным критериям, необходимым для выбора пластов-коллекторов под закачку сточных вод.

Отложения серпуховского яруса в районе Тверского месторождения залегают на глубине порядка 1755-1920 м. Толщина их составляет 161-181 м, средняя эффективная мощность – 50 м.

Отложения фаменского яруса в районе Тверского месторождения залегают на глубине около 2420-2755 м. Толщина их составляет 290-303 м, средняя эффективная мощность – 150 м.

В качестве поглощающего горизонта для утилизации избытка пластовой воды предлагается использовать серпуховский горизонт и фаменский ярус.

Предлагается следующая схема утилизации попутно добываемой пластовой воды, которую планируется сбрасывать с Тверской ДНС в систему поглощения.

Разгазированная пластовая вода после очистки от нефтепродуктов и твердых взвешенных веществ по напорной герметизированной системе будет подаваться на прием насосов шурфной насосной станции. Затем по системе высоконапорных водоводов через водораспределительный пункт (ВРП) попутно добываемая вода будет подаваться в поглощающие скважины Тверского месторождения.

В соответствии с предлагаемой схемой утилизации (поглощения) пластовой воды на Тверском месторождении, исходя из предполагаемых объемов образования избытков нефтепромысловых сточных вод и возможной приемистости поглощающей скважины (порядка 700 м³/сутки по аналогии с ближайшим действующим Горбатовским полигоном поглощения) ориентировочно потребуется обустройство устьев 4-х поглощающих скважин (3 рабочих, 1 резервная). Кроме того, намечается строительство высоконапорного водовода условным диаметром 200 мм протяженностью порядка 0,8 км, высоконапорных водоводов в коррозионно-стойком исполнении условным диаметром 80-100 мм протяженностью порядка 1,5 км.

На площадке в районе ДНС «Тверская» для подачи попутно добываемой воды по высоконапорным водоводам в поглощающие скважины предлагается строительство шурфной насосной станции, состоящей их двух шурфов (стендовых скважин) глубиной 60-80м. В каждом шурфе потребуется установить насос марки ЭЦНАК6-1000-900. [12]

Резервный насос необходимо предусмотреть на складе.

Предполагаемые объемы строительства объектов и сооружений системы поглощения рассматриваемого месторождения приведены в таблице 1.15.

Таблица 1.15