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

Разработка Гремихинского нефтяного месторождения ведется с поддержанием пластового давления. В качестве рабочего агента в системе ППД используются пресные поверхностные воды. Источником водоснабжения является вода р. Кама. На месторождении образуются сточные и подтоварные воды, которые не могут быть утилизированы в полном объеме через систему ППД. Это потребовало создать систему утилизации этих вод, которая заработала с 1994 года. В качестве объектов утилизации выбраны фаменско-турнейский и окско-серпуховский объекты по следующим критериям. Водоносный горизонт, используемый для утилизации подтоварной воды, должен быть надежно изолирован естественными экранами от водоносных горизонтов хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории расположения производственных объектов. Одним из условий является наличие промежуточного «буферного» водоносного комплекса между объектами хозяйственно-питьевого водоснабжения и объектом утилизации.

На рассматриваемой территории зона активного водообмена отделяется от зоны весьма замедленного водообмена зоной затрудненного водообмена мощностью 300-500 м, которая может рассматриваться в качестве первого регионального «буферного горизонта». Этот горизонт отделяется от зоны весьма замедленного водообмена региональным артинско-кунгурским водоупором мощностью 63,0 м.Вторым региональным «буферным горизонтом» отделяющим отложения окско-серпуховского, фаменско-турнейского ярусов от зоны активного водообмена служат отложения среднего, верхнего карбона и нижней перми суммарной мощностью 645-825 м.

Окско-серпуховской объект захоронения залегает на глубинах 1120-1233 м. Общая мощность колеблется от 99,6 до 213,2 м. Эффективная мощность колеблется в пределах от 41,6 м до 113,2м. За границу коллектор-неколлектор принята величина эффективной пористости 8 %.

Верхним водоупором, прослеживающимся на всей территории месторождения и далеко за его пределами является терригенная толща верейского горизонта среднего карбона мощностью 45-55 м, представленная карбонатно-глинистыми отложениями. Нижним водоупором служит терригенная толща яснополянского надгоризонта мощностью 43-75 м.

Водопроводимость эффективной части серпуховских отложений составляет 35,1 м²/сут, пьезопроводность 1×10⁵ м²/сут. Следует отметить высокую фильтрационную неоднородность разреза, так коэффициент проницаемости К_пр изменяется от десятков до нескольких тысяч мД.

Фаменско-турнейский объект захоронения залегает на глубинах 1428-1570 м. Общая мощность колеблется от 460,5 до 589,6 м. Эффективная мощность колеблется в пределах от 40 м до 410 м. За границу коллектор-неколлектор принята величина эффективной пористости 7 %.

Верхним водоупором служит терригенная толща яснополянского надгоризонта нижнего карбона мощностью 43-75 м. Нижним водоупором служит терригенная толща среднего и верхнего девона мощностью 45-54 м.

Водопроводимость эффективной части фамен-турнейских отложений составляет 27,5 м²/сут, пьезопроводность 1×10⁵ м²/сут.

Захоронение сточных и попутно-извлекаемых вод на Гремихинском месторождении ведется на основании лицензии ИЖВ № 14024 ЗЭ.

На 01.01.2013 г. в действующем поглощающем фонде окско-серпуховского объекта 14 скважин (скв. 2П, 8П, 11, 11П, 15, 37, 118Р, 124Р, 366Р, 517Р, 1510, 1534, 1564, 1605), две контрольные (122Р, 1549), одна пъезометрическая (123Р), одна ликвидирована (17); феменско-турнейского объекта - пять действующих поглощающих скважин (6, 7, 9, 12, 33), одна контрольная (36), пять ликвидированных (19, 10, 16, 18, 20).

Всего с начала эксплуатации Гремихинского участка утилизировано 71275,0 тыс.м³ нефтепромысловых стоков, в том числе на окско-серпуховский горизонт – 36922,5 тыс.м³, фаменско-турнейский – 34352,5 тыс.м³. В 2012 г. суммарный объем утилизации составил 4114,1 тыс.м³, в том числе на окско-серпуховский горизонт – 3572,5 тыс.м³, фаменско-турнейский – 1141,6 тыс.м³, среднесуточная производительность окско-серпуховского участка – 728 м³/сут, максимальная – 821 м³/сут (декабрь 2012 года), среднесуточная производительность феменско-турнейского участка – 656 м³/сут, максимальная – 750 м³/сут (сентябрь 2012 года). Максимальная производительность по скважинам окско-серпуховского объекта за 2012 год составляла: скважина 11 – 1032 м³/сут, скважина 118Р– 1120 м³/сут, скважина 11П – 716 м³/сут, скважина 122Р– 172 м³/сут, 124Р– 427 м³/сут, скважина 15 – 401 м³/сут, скважина 1510 – 1211 м³/сут,скважина 1534 – 976 м³/сут, скважина 1564 – 1212 м³/сут, 1605 - 962 м³/сут, скважина 2П – 1191 м³/сут, скважина 366Р– 317 м³/сут, скважина 37 – 972 м³/сут, скважина 517Р– 927 м³/сут, скважина 8П – 908 м³/сут. Максимальная производительность по скважинам фаменско-турнейского объекта: скважина 12 – 899 м³/сут, скважина 33 – 462 м³/сут, скважина 6 – 1321 м³/сут, скважина 7 – 444 м³/сут, 9 – 784 м³/сут. Годовые и накопленные показатели закачки по скважинам приведены в таблице 11.21.

Среднее давление закачки поглощающих скважин в декабре 2012 года по окско-серпуховскому объекту составляло 27,3 атм (от 1 до 50 атм), по турнейско-фаменскому объекту – 31,6 атм (от 10 до 60 атм).

Таблица 11.21– Годовые и накопленные объемы закачки в поглощающие скважины

За анализируемый период (2008-2012 г.г.) фактические годовые объемы утилизации по Гремихинскому участку не превысили прогнозные.

Динамика суточных объемов утилизации сточных и подтоварных вод на проектный период приведена на рисунке 11.18.

Рисунок 11.18 – Динамика объемов закачки в систему ППД и утилизации подтоварных и сточных вод на проектный период

Прогноз объемов захоронения на период 2013-2018 г.г. представлен в таблице 11.22.

Таблица 11.22–Прогноз объемов захоронения на период 2013-2018 г.г.

Текущий контур распространения нефтепромысловых стоков не выходит за границы горного отвода Гремихинского участка (рис. 11.19).

Рисунок 11.19 – Границы контуров растекания нефтепромысловых стоков в пластах-коллекторах окско-серпуховского объекта Гремихинского участка по состоянию на 01.01.2013 г. и прогноз на 01.01.2019 г.

Рисунок 11.20 – Границы контуров растекания нефтепромысловых стоков в пластах-коллекторах фаменско-турнейского объекта Гремихинского участка участка по состоянию на 01.01.2013 г. и прогноз на 01.01.2019 г.

Планируемые мероприятия на 2013 год

В 2013 году планируется проведение профилактических планово-предупредительных капитальных ремонтов существующих поглощающих скважинах с проведением кислотных обработок (СКО), работ по определению технического состояния эксплуатационных колонн (ОТСЭК) и ремонтно-изоляционных работ в случае выявления негерметичностей по результатам проведения ГИС. Всего планируется провести 14 капитальных ремонтов поглощающих скважин. При проведении ремонтов планируется провести геофизические исследования скважин с целью определения герметичности эксплуатационных колонн и наличия заколонных перетоков.

Согласно годовой программе дополнительных разведочных гидрогеологических работ объектов утилизации для размещения (захоронения) попутно добываемой воды запланировано на каждой скважине проведение ряда исследований. Виды и количество запланированных исследований представлены в таблице 11.23.

Таблица 11.23– Планируемые мероприятия в 2013 году на поглощающих скважинах Гремихинского участка

Месторождение	№ скв.	Вид ремонта	Дата ремонта	Примечание
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 фев 13
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 сен 13	Ризб (совместно с УВО), геоэкология
Гремихинское	118Р	Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 апр 13	Геоэкология
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 июл 13	Ризб (совместно с УВО), геоэкология
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 окт 13	Ризб (совместно с УВО), геоэкология
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 окт 13
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 авг 13	Ризб (совместно с УВО), геоэкология
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 окт 13	Геоэкология
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 ноя 13
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 ноя 13
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 дек 13	Геоэкология
Гремихинское	366Р	Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 фев 13
Гремихинское		Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 авг 13	Ризб (совместно с УВО), геоэкология
Гремихинское	11П	Иссл.,СКО,ревиз.обор.	01 фев 13

Периодичность наблюдений представлена в таблице 11.24.

Таблица 11.24– Периодичность наблюдений

№ п/п	Наименование параметра	Значение параметра	Периодичность
	Расход закачиваемых стоков на 1 скважину
– фаменско-турнейский объект	не более 1036 м3/сут	постоянно
– окско-серпуховский объект	не более 1651м3/сут	постоянно
	Давление на устье скважины	не более 100 атм	постоянно
	Давление в межтрубном пространстве	не более 100 атм	постоянно
	Химический состав стоков	краткий анализ	ежеквартально
	Определение на:		ежемесячно
– механические примеси (КВЧ)	не более 50 мг/л
– содержание нефтепродуктов	не более 50 мг/л
	Температура		ежеквартально
	Уровень		ежеквартально
	Поверхностные водотоки и родники наблюдательной сети		согласно графика

Анализ текущего состояния эксплуатации Гремихинского участка размещения нефтепромысловых стоков позволяет сделать следующие выводы:

1. Существующаяна 01.01.2013 г. на Гремихинском участке система, состоит из 19 действующих поглощающих скважин и обеспечивает гарантированное размещение (захоронение) нефтепромысловых стоков в окско-серпуховскиеи фаменско-турнейские отложения с интенсивностью (по ежемесячным отчётам 2012 года) порядка 600-800 м³/сут, при среднемесячной величине 791 м³/сут.

2. За период 2008-2012 г.г. в сторону увеличения уточнилась среднемесячная (791 м³/сут) производительность участка. Существующий фонд скважин позволяет утилизировать проектные объемы жидкости на период 2013-2018 г.г.

3. Максимальная суммарная производительность действующих поглощающих скважин окско-серпуховского и фаменско-турнейского участка (Q=12375 и 5413 м³/сут – 2009 год) достигнута за счет увеличения количества скважин и устьевых давлений, не превышая ранее установленную величину в 12 МПа.

4. Для обеспечения средней и максимальной производительности участка на период 2013-2018 г.г. может понадобиться в качестве резервных скв. 117Р и 839 (альтернатива) на окско-серпуховском и скв. 82Р на феменско-турнейском объекте.

5. Из указанного следует, что эксплуатации Гремихинского участка размещения нефтепромысловых стоков с уточнённой средней производительностью на период 2013-1018 г.г. представляется возможной.

6. Исходя из установившихся режимов эксплуатации поглощающих скважин, а именно устьевых давлений, необходимо отметить достаточность устьевых давлений (порядка 100-110 атм) для захоронения проектных объемов воды.

7. Для обоснования гидрогеологических параметров целевого объекта (водопроводимость, пьезопроводность, скорость распространения закачиваемых нефтепромысловых стоков, гидравлических сопротивлений скважин) количество существующих наблюдательных скважин должно быть расширено.

8. В качестве наблюдательных на верхнесерпуховские отложения (буферную зону) предлагается использовать любую из нерентабельных скважин башкирского объекта, расположенную в непосредственной близости от поглощающих скважин. Впоследствии скважина может быть возвращена в башкирский фонд.

9. Во всех поглощающих скважинах должны быть выполнены многоступенчатые нагнетания достаточной продолжительности.

10. Для контроля за признаками перетоков закачиваемых нефтепромысловых стоков или вытесняемых ими пластовых вод из серпуховских и фаменских отложений в визейские и верхнесерпуховско-башкирские, а также турнейские отложения, целесообразно использование результатов химанализов пластовых и попутно-извлекаемых вод из скважин визейского, турнейского и серпуховско-башкирского объекта и замеров пластового давления в скважинах визейского, турнейского и башкирского фонда, выполняемых в рамках контроля за разработкой.

11. Необходима организация системного контроля за техническим состоянием поглощающих скважин, изменением профиля приёмистости целевых интервалов, определением текущего статического уровня.

12. Качество нефтепромысловых стоков, подлежащих размещению (захоронению) в отложениях целевого объекта, должно соответствовать нормативам ОСТ 39-225-88.

13. Следует предусмотреть отбор пластовых вод из наблюдательных скважин, сооружаемых на достаточном удалении от забоев действующих поглощающих скважин, с последующим проведением лабораторных испытаний по совместимости пластовых и закачиваемых вод.