авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Водонапорная гидрогеологическая система и её трансформация при разработке месторождений нефти и газа (на примере бузулукской впадины)

-- [ Страница 3 ] --

* Данные из литературных источников [Дюнин В.И., 1974; Гольдберг В.М., Скворцов Н.П., 1986]

Третье защищаемое положение: «Определение величины и направления перетоков воды через породы покрышек на месторождениях нефти и газа, обусловленных трещиноватостью литифицированных глинистых водоупоров» [1-4, 6-10]. Решением такого рода задач занимались М.А. Гатальский (1956), Г.П. Якобсон (1967), А.В. Лебедев (1976), Е.В. Пиннекер (1977), В.М. Шестаков (1988), В.А. Мироненко, В.Г. Румынин (1983-1999), П.А. Киселев (2002) и др. А.В. Лебедев (1976) решал задачи для неустановившегося движения подземных вод в условиях перетока их через слабопроницаемые слои пород и сделал вывод, что при наличии разности напоров по вертикали устанавливается вертикальная фильтрация воды через эти слои. Объем фильтрующейся воды при этом зависит от коэффициента фильтрации слабопроницаемых пород в вертикальном направлении (Кф,), градиента вертикальной фильтрации (Iв) и начального градиента (Iо).

В результате разработки нефтяных месторождений в процессе эксплуатации пластовых водонапорных систем формируются положительные и отрицательные пьезометрические аномалии с радиусом до 1030 км, а на длительно разрабатываемых месторождениях до 100 км. Депрессионные воронки, возникающие в процессе разработки нефтяных залежей с поддержанием пластового давления путем заводнения, вызывают вертикальные перетоки флюидов и загрязнение пресных вод верхних горизонтов. Эти перетоки происходят как за счет негерметичности эксплуатационных и ликвидированных скважин, так и по трещинам, раскрывающимся при резком росте пластового давления в продуктивных пластах (Бачурин, Шишкин и др., 1989).

Нами перетоки вод через породы покрышки в естественных и техногенно измененных нефтедобычей условиях рассчитаны на Веселовской, Ливкинской площадях, Докучаевском, Зайкинском, Загорском месторождениях. Расчеты выполнены для бобриковского, ардатовского, воробьевского водоносных горизонтов, а также для водоносных комплексов в пределах турнейского, фаменского и франского ярусов. При этом были использованы коэффициенты фильтрации пород покрышек, определённые расчетным и опытным путём по приведённой в диссертации методике с применением следующей формулы:

Кф покр H

Нп = ——————, (6)

hпокр

где Hп – переток воды через породы покрышки, м/сут; H – разность приведенных уровней, м; Кф покр – коэффициент фильтрации покрышки, м/сут, hпокр – мощность покрышки, м.

В естественных условиях на Веселовской площади [6, 9] величина восходящего перетока воды через известняково-глинистую покрышку водоносного пласта Т1 составила 1,3 мм/год. Глубина ее залегания составляет 3350,4 м, толщина 4,4 м, а коэффициент фильтрации 0,39710-6 м/сут (определён опытным путём). Величина перетока воды, рассчитанная по проницаемости, составила 2,1 мм/год при коэффициенте фильтрации 0,63510-6 м/сут. Для аналогичной покрышки толщиной 16,4 м и коэффициенте фильтрации 0,36610-6 м/сут (определён опытным путём) величина перетока составила 0,24 мм/год, а при коэффициенте фильтрации 0,69810-6 м/сут (определён расчётным путём по проницаемости) – 0,48 мм/год.

Через известняково-глинистую покрышку толщиной в 6,4 м водоносного пласта Дф2, с глубиной залегания 3708,6 м, коэффициентом фильтрации 0,55010-6 м/сут (определён опытным путём), переток (восходящий) воды составил 1,65 мм/год. При коэффициенте фильтрации 0,758106 м/сут (определён расчётным путём по проницаемости) переток составил 2,2 мм/год. Через аналогичную покрышку водоносного пласта Дфр2 толщиной 15,6 м при глубине 4059,2 м, коэффициенте фильтрации 0,61210-6 м/сут (определён опытным путём), переток воды (восходящий) составил 2,0 мм/год, а при коэффициенте фильтрации 0,70610-6 м/сут (определён расчётным путём по проницаемости) – 2,4 мм/год.

На Ливкинской площади в естественных условиях переток воды (восходящий) через известняково-глинистую покрышку водоносного пласта Т2 составил 0,4 мм/год. Глубина ее залегания составляет 3716,5 м, толщина 31,8 м, коэффициент фильтрации 0,7010-6 м/сут (определён опытным путём). При коэффициенте фильтрации той же покрышки в 0,58910-6 м/сут (определён расчётным путём по проницаемости) переток составил 0,3 мм/год.

В нарушенных нефтедобычей условиях решение задач по перетокам вод выполнены на Докучаевском, Зайкинском и Загорском месторождениях [1-4, 8, 10]. На Докучаевском месторождении в турнейском ярусе переток до начала разработки через известняково-глинистую покрышку пласта Т2 на глубине 2731 м составлял в среднем 0,3 мм/год, а после шести лет разработки месторождения составил 5,0 мм/год. На Зайкинском месторождении после 11 лет разработки переток через глинисто-алевролитовую покрышку из пласта ДIII в пласт ДIV составил 4,6 мм/год, а до разработки был в противоположном направлении из пласта ДIV в пласт ДIII и составлял 2,1 мм/год.

Результаты расчёта величины перетока через породы покрышки в естественных и нарушенных нефтедобычей условиях представлены в табл. 2.

Таким образом, решены задачи по определению величины и направления перетоков воды через породы покрышек водоносных горизонтов и комплексов водонапорной системы Бузулукской впадины. Техногенез, вызванный разработкой месторождений нефти и газа, приводит к изменениям пластовых давлений и уровней подземных вод, что может и оказывает негативное воздействие на все компоненты экосистемы: на химический состав подземных и поверхностных вод, на почвы, растительность и животный мир, а иногда - на инженерно-геологические условия местности.

Таблица 2.

Расчёт величины перетока через породы покрышки.

№ п/п Наимено-вание площади, месторож- дения Возраст покрышки пласта Глубина залегания, м Величина перетока через покрышку, мм/год (Нп)
При коэффициенте фильтрации, определённому опытным путём При коэффициенте фильтрации, рассчитанному по проницаемости
в естественных условиях в техногенных условиях в естественных условиях в техногенных условиях
Рнач, МПа Нп Ртекущ, МПа Нп Рнач, МПа Нп Ртекущ, МПа Нп
1 Веселовская Т1 3350 37,1 1,3 ––– ––– 37,1 2,1 ––– –––
2 Веселовская Т1 3206 35,7 0,25 ––– ––– 35,7 0,48 ––– –––
3 Ливкинская Т2 3717 40,9 0,43 ––– ––– 40,9 0,35 ––– –––
4 Докучаевское Т2 2731 31 0,3 25,7 5 31 1 25,7 7
5 Загорское Дфр2 4059 46,9 2(-) 43,6 3(+) 46,9 2 2,4(-) 43,6 4(+)
6 Зайкинское ДIV 4430 ––– ––– ––– ––– 47,4 2 2,1(-) 38,5 4,6(+)

(+) переток сверху вниз; (-) переток снизу вверх

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнены исследования мало изученных вопросов современной гидрогеологии и геологии нефти и газа, касающиеся характера движения подземных вод в природных и техногенно-измененных нефтедобычей условиях через слабопроницаемые породы покрышек в водонапорной системе на примере Бузулукской впадины. Коэффициент фильтрации этих пород определен в интервале 10-4–10-6 м/сут и менее. При разработке месторождений нефти и газа многократно возрастают межпластовые градиенты давления подземных вод, что обусловливает техногенные изменения водонапорной системы. Основные выводы сводятся к следующему:

1. Установлено наличие взаимосвязи водоносных горизонтов палеозоя, заключающееся в преобладании вертикальных движений пластовых вод над горизонтальными движениями в водонапорной системе Бузулукской впадины. Составлены карты, отражающие результаты определения установившихся приведенных уровней подземных вод водоносных комплексов. Эти карты позволили уточнить гидрогеодинамические условия водонапорной системы изучаемой территории и характер движения вод.

2. Установлена возможность выявления гидрогеологических окон в глинистых породах и водоупорных толщах месторождений нефти и газа, что имеет большое технологическое и геоэкологическое значение в связи с интенсификацией добычи углеводородов и других полезных ископаемых на больших глубинах.

3. Выполнен анализ существующих методов определения коэффициента фильтрации пород покрышек, разработаны методические подходы и предложена методика его определения по керну скважин без специальной подготовки образцов. Разработанная методика определения коэффициента фильтрации глинистых покрышек в лабораторных условиях позволяет исследовать керн практически любой формы и не требует сложной механической обработки образца. Изучена связь между пластовым и гидростатическим давлением вод, определяемым глубиной их залегания в водонапорной системе.

4. Решены задачи по определению величины и направления перетоков воды через слабопроницаемые породы покрышек на месторождениях нефти и газа водонапорной системы Бузулукской впадины. Определены величины таких перетоков подземных вод через породы покрышек.

5. Изучена взаимосвязь между водоносными комплексами и горизонтами водонапорной системы и рассчитаны величины перетоков рассолов через породы покрышек в природных и нарушенных нефтедобычей условиях на ряде конкретных месторождений нефти и газа, что позволяет оптимизировать технологию их разработки. Уточнены гидрогеологические условия на Ананьевской, Веселовской, Ливкинской, Скворцовской площадях в Бузулукской впадине. Проведена стратиграфическая разбивка пробуренных скважин на этих площадях с выделением пластов-коллекторов и пород покрышек водонапорной системы.

6. Впервые на месторождениях нефти и газа в Бузулукской впадине установлены величины и направления перетоков через породы покрышек глубокозалегающих горизонтов. В естественных условиях величина перетока составила от 0,25 до 2,4 мм/год, в техногенно измененных нефтедобычей условиях от 4,7 до 7 мм/год. Техногенные перетоки приводят к кардинальной смене природной гидродинамической обстановки в недрах вплоть до земной поверхности. Эти техногенные преобразования по своим масштабам сравнимы с геологической деятельностью природного комплекса.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ

1. Изучение взаимодействия водоносных комплексов в нефтегазодобывающих районах Оренбургской области // Литосфера, 2009. № 3. С. 80-86.

2. Техногенные изменения в подземных водах и сейсмичности на месторождениях углеводородов Оренбуржья // Проблемы региональной экологии, 2009. № 6. С. 131-136.

3. Водоносные комплексы Бузулукской впадины и их взаимодействие // Нефтепромысловое дело, 2007. № 12. С. 35-39. (соавтор Ю.М. Нестеренко).

Статьи и материалы конференций

4. Влияние разработки нефтяных месторождений Южного Предуралья на верхнюю часть земной коры // Региональная научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов Оренбуржья. Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ, 2003. С. 87-88.

5. Межпластовые перетоки по разрывным нарушениям и трещинам пород покрышек // Вестник Горного института. Пермь: ГИ УрО РАН. №3, 2003. С. 34-35.

6. Фильтрационные свойства пород покрышек нефтяных месторождений на Южном Урале и методика их определения // Материалы научной сессии Горного института УрО РАН. Пермь: ГИ УрО РАН, 2005. С. 25-27.

7. Микротрещиноватость пород покрышек месторождений нефти и газа и переток воды через них в Южном Предуралье // Вестник Горного института. Пермь: ГИ УрО РАН. №2, 2005. С. 32-34. (соавтор Ю.М. Нестеренко).

8. О методике определения коэффициента фильтрации пород покрышек месторождений нефти и газа в Южном Предуралье // Региональная научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов Оренбуржья. Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ, 2005. С. 266-267.

9. Вертикальные перетоки и миграция подземных вод в глубокозалегающих горизонтах Южного Урала // Материалы второй всероссийской научно-практической конференции. Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ, 2005. С. 228-232 (соавтор Ю.М. Нестеренко).

10. Фильтрационные свойства пород покрышек нефтяных месторождений на Южном Урале и вертикальные перетоки подземных вод // Международная научная конференция «Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов». Пермь: ФГНУ ЕНИ, 2005. С. 192-193. (соавтор Ю.М. Нестеренко).

11. Выявление взаимосвязи водоносных горизонтов палеозоя по вертикали в Южном Предуралье // Материалы ежегодной научной сессии Горного института УрО РАН. Пермь: ГИ УрО РАН. 2006. С. 68-70. (соавтор Ю.М.Нестеренко).

12. Влияние объектов нефтяной и газовой промышленности на гидрогеологические системы в нефтегазоносных бассейнах // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Оренбург-Пермь: ГОУ ВПО ОГУ и др. 2008. С. 229-231. (соавтор Ю.М. Нестеренко).

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

Подписано в печать “ ” февраля 2010 г. Формат 60 х 84/16.

Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 36

Типография Пермского государственного университета

614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.