2. Охрана недр

   1. Об актуальности проблемы охраны недр

Человеческая деятельность преобразует природу значительно быстрее, чем происходит эволюционное восстановление ее и конкретных экологических объектов, на которые она воздействует (темпы потребления нефти и газа, например, несопоставимы со скоростью их образования). Этот вывод особенно характерен для недр, загрязнение которых – масштабный, во многих случаях необратимый процесс. Недра нельзя рассматривать только как источник полезных ископаемых, необходимых для жизни и деятельности человека. Загрязнение недр и их нерациональное использование немедленно отрицательно отражается на всей геологической среде, состоянии и качестве поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвы, леса, режиме рек и водоемов, растительности и условиях обитания многих биологических видов. Справедливость этого вывода становится очевидной, если учесть, что основной объем наиболее опасных сточных вод и других отходов образуется и выбрасывается в окружающую среду предприятиями по добыче и переработке топлива (угля, нефти, газа) и химического сырья (металлические и неметаллические руды, строительные материалы, минеральные удобрения и т. д.) и их потребителями.

2. Охрана недр и окружающей среды при сооружении гидрогеологических скважин

Все разведываемые и разрабатываемые месторождения пресных и минеральных вод подлежат охране с целью сохранения их природных физических и химических свойств, а также предохранения их от загрязнения и истощения.

Для обеспечения охраны месторождений устанавливаются округа или зоны санитарной охраны, в пределах которых запрещаются всякие работы, загрязняющие почву, воду и воздух, наносящие ущерб лесам и другим зеленым насаждениям, ведущие к развитию эрозионных процессов и отрицательно влияющие на санитарное состояние каптируемых (добываемых) вод.

При бурении и эксплуатации водозаборных скважин не должен допускаться их бесконтрольный, нерегулируемый самоизлив, а в аварийных случаях необходимо принятие срочных мер по ликвидации потерь воды.

Запрещается сброс отходов бурения и минерализованных стоков в водные объекты, на земли сельскохозяйственного и лесохозяйственного назначения.

3. Охрана недр и окружающей среды при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

Применительно к нефтяной и газовой промышленности в проблеме охраны недр следует выделить:

• комплексное геологическое изучение строения недр, получение достоверных данных о количестве и качестве запасов нефти, газа и других сопутствующих полезных ископаемых;

• максимально возможное снижение потерь запасов нефти и газа при разведке и эксплуатации месторождений (выбросы и открытое фонтанирование, внутрипластовые перетоки);

• выбор, обоснование прогрессивных систем вскрытия, способов разработки и методов повышения нефтеотдачи, технологии добычи и т. д. по экономическим и экологическим показателям, обеспечивающим оптимальную полноту и комплексность извлечения из недр нефти, газа и других полезных ископаемых;

• объемы, виды и прогрессивная организация работ по рекультивации земли;

• предотвращение открытых нефтяных и газовых фонтанов:

• исключение обводнения месторождения и др.;

• сохранение в чистоте водоносных горизонтов, предотвращение их истощения;

• использование нефтяного газа;

• сведение к минимуму потерь добытой нефти, нефтяного и природного газа и конденсата при эксплуатации, подготовке и транспорте нефти и газа;

• извлечение запасов нефти, газа и конденсата и сопутствующих им полезных ископаемых при минимальных затратах;

• предотвращение загрязнения, заражения, опасной деформации и сейсмического воздействия на недра при бурении, эксплуатации, исследовании скважин, сооружении или эксплуатации подземных хранилищ нефти или газа, захоронении и т. д.;

• предотвращение потерь нефти и газа, загрязнения ими почвы, атмосферы и водоемов;

• загрязнение морей и океанов при освоении шельфа.

Мероприятия по охране недр являются важным элементом и составной частью всех основных технологических процессов при проводке нефтяных и газовых скважин, разработке и эксплуатации месторождений и направлены на обеспечение высокой эффективности и безаварийности производства, более полного извлечения и использования нефти, газа и конденсата и других полезных ископаемых.

Геологоразведочные работы на нефть и газ могут проводиться при наличии утвержденного проекта с геолого-техническим нарядом, определяющим порядок и полноту геологического изучения объекта разведки.

В процессе проводки скважин предусматривается и реализуется комплекс мер по предотвращению выбросов, открытого фонтанирования, грифонообразования, обвалов стенок скважин, поглощений промывочной жидкости и других осложнений. Для этого нефтяные, газовые и водоносные интервалы в скважинах изолируются друг от друга, обеспечивается герметичность колонн, крепление ствола скважины кондуктором, промежуточными эксплуатационными колоннами с высоким качеством их цементирования.

На скважинах, вскрывающих зоны с возможными газонефте-проявлениями, а также продуктивные горизонты на новых площадях и объектах, газовых и газоконденсатных месторождениях, а также на месторождениях с аномально высокими пластовыми давлениями буровая установка до начала бурения должна быть обеспечена противовыбросовым оборудованием – превентором с глухими плашками и с превентором, имеющим плашки под бурильные трубы, емкостями с запасом промывочной жидкости.

В других случаях необходимость установки превенторов и их число определяются нефтегазодобывающим или геологическим объединением (в Республике Беларусь это РУП «Беларусьнефть» и РУП «Белгеология») и согласовываются с местным органом Проматомнадзора МЧС РБ.

Устье скважины после спуска кондуктора или промежуточной обсадной колонны оборудуется превенторной установкой. Обвязка превенторов должна выполняться по типовой схеме.

Качественная изоляция проницаемых пластов в затрубном пространстве позволяет устранять возможность перетоков жидкости или газа из одного объекта в другой или в атмосферу, предотвращает ухудшение свойств коллекторов и обеспечивает возможность дальнейшего ведения буровых работ при различных осложнениях. Основной метод разобщения пластов в настоящее время – цементирование заколонного пространства скважин.

Освоение и опробование скважин должно проводиться после обвязки обсадных колонн скважины колонной головкой, которая испытывается закачкой воды в межколонное пространство на давление опрессовки внешней обсадной колонны.

Герметичность обсадной колонны, колонной головки и зацементированного заколонного пространства проверяют опрессовкой. Колонна считается герметичной, если после замены продавочной жидкости водой не наблюдается перелива жидкости и выделения газа на устье, если в период выдержки колонны под давлением последнее в течение 30 мин. снижается не более чем на 0,5 МПа при опрессовочном давлении свыше 7 МПа и не более чем на 0,3 МПа при меньшем опрессовочном давлении.

Герметичность эксплуатационных колонн во всех разведочных скважинах, в которых давление на устье в период опробования, испытания или эксплуатации существенно не превышает атмосферного, дополнительно проверяют снижением уровня жидкости на 40–50 м ниже того, при котором предполагается вызвать приток пластовой жидкости при опробовании.

Особенно высокие требования к конструкции, герметичности и прочности обсадных колонн, а также качеству их крепления предъявляются к газовым и газоконденсатным скважинам и скважинам, используемым для процессов подземного хранения газа.

Для герметизации стыков колонн таких скважин применяют смазки Р-2, УС-1, металлизацию поверхности витков резьбы муфт, стыкосварные колонны.

При строительстве подземных хранилищ газа особое внимание должно уделяться герметичности обвязки колонн и их креплению. Для этих целей широко используются колонные головки, шаровые обратные клапаны, способ крепления скважин трубами с шероховатой поверхностью и др. Кроме того предусматривается создание специальных конструкций скважин, подземных хранилищ, обеспечивающих их надежную изоляцию от поверхностных и промежуточных верхних водоносных горизонтов, бурение скважин уменьшенного диаметра (не более 146 мм) при дебитах до 500 тыс. м³/сут. и повышенного диаметра (до 325 мм) при больших дебитах газа, а также другие технические и технологические мероприятия.

При первоочередном разбуривании верхних объектов в скважинах, бурящихся на нижележащие горизонты, следует осуществлять меры по предотвращению проникновения промывочной жидкости в эксплуатируемые верхние объекты.

При вскрытии и освоении продуктивных пластовнеобходимо принимать эффективные меры для предотвращения ухудшения проницаемости призабойной зоны за счет глинизации коллектора, инфильтрации и других процессов. Для этого необходимо применять качественные промывочные жидкости, максимально возможно сокращать время контакта промывочной жидкости с коллектором, не допускать чрезмерного повышения противодавления на пласт-коллектор и др. Особое значение с точки зрения охраны недр имеет правильное проведение работ по консервации и ликвидации скважин.