способ очистки подземных питьевых вод при добыче нефти

Формула изобретения

Способ очистки подземных питьевых вод при добыче нефти, включающий ограничение движения загрязнений путем строительства скважин и закачки растворов реагентов, отличающийся тем, что по контуру очага возможного загрязнения строят сетку скважин с управляемым межтрубным и затрубным пространством - компаунд-скважин, расстояние между которыми и количество ступеней выбирают в зависимости от пористости и проницаемости горных пород, ступени компаунд-скважин располагают перпендикулярно направлению движения естественного потока подземных питьевых вод, а закачку растворов реагентов производят через затрубное и межтрубное пространство компаунд-скважин одновременно с добычей нефти и газа из продуктивного пласта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности при скважинной разработке нефтяных и газовых месторождений, а именно к охране подземных питьевых вод от загрязнения при добыче нефти и газа. Способ может быть использован на скважинах, добывающих нефть и газ, а также для закачки в пласты нейтрализующих ингредиентов.

Известен способ локализации загрязнений в водоносных горизонтах путем ограничения их продвижения по водоносному горизонту и задержки в зоне локализации нагнетанием в водоносный горизонт через специально пробуренные скважины различных растворов для создания гидро-, цементационных, силикатных и др. завес, преграждающих дальнейшее перемещение по водоносному горизонту /Бочевер Ф.М. и др. Защита подземных вод от загрязнений. - М., Недра, 1979, с.155/. Способ не обеспечивает надежной локализации загрязнений в зоне локализации, т.к. с течением времени происходит перенаполнение зоны локализации загрязненными водами и обтекание ими завес или выход их на поверхность земли.

Известен способ ликвидации загрязнений подземных вод путем закачки через нагнетательную скважину за контуром загрязненного пласта чистой воды и откачки загрязненной воды через специальные утилизационные скважины, вскрывающие глубинный утилизационный пласт /Пат. РФ №2107129, Е 03 В 3/06, oп. 1998 г./. Недостатком способа является низкая вымывающая способность воды, необходимость большого объема чистой воды и утилизации загрязненной воды.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности (прототипом) является способ очистки загрязненных подземных вод /Пат. СССР № 1838598, Е 21 В 43/28, оп. 1993/, в котором по контуру очага загрязнения через скважины закачивают культуральную жидкость микроорганизмов с органическим питанием. Недостатком способа является образование в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий сероводорода.

Задачей изобретения является надежное обеспечение очистки подземных питьевых вод при одновременной добыче нефти и газа.

Поставленная задача решается тем, что в способе очистки подземных питьевых вод при добыче нефти, включающем ограничение движения загрязнений путем строительства скважин и закачки растворов реагентов, согласно изобретению по контуру очага возможного загрязнения строят сетку скважин с управляемым межтрубным и затрубным пространством - компаунд-скважин, расстояние между которьми и количество ступеней выбирают в зависимости от пористости и проницаемости горных пород, ступени компаунд-скважин располагают перпендикулярно направлению движения естественного потока пластовых вод, а закачку растворов реагентов производят с определенным давлением через межтрубное и затрубное пространство компаунд-скважин независимо от добычи нефти и газа из продуктивного пласта.

Поиск по отличительным признакам показал, что отдельные признаки заявляемого способа известны. В частности известен способ локализации загрязнений в водоносных горизонтах /Пат. РФ 2039230, Е 21 В 43/28, оп. 1995 г./ путем ограничения движения загрязняющих веществ за счет нагнетания реагентов, однако нагнетание реагентов осуществляется предварительно через специальные скважины, а очистка происходит за счет сорбции загрязнений на породах, предварительно обработанных растворами реагентов.

Строительство скважин с управляемым затрубным и межтрубньм пространством - компаунд-скважин описано в способе по пат. РФ № 2139413, МПК Е 21 В 33/1999 г. Однако в известном способе компаунд-скважины используются лишь для добычи нефти или газа. В заявляемом же способе осуществляется одновременно с добычей нефти или газа и закачка растворов реагентов, что позволяет получить новый технический результат - очистка пластовых вод одновременно с добычей нефти или газа.

Из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения с такими же отличительными признаками. Именно заявляемая совокупность существенных признаков позволяет решить задачу надежной очистки пластовых питьевых вод одновременно с добычей нефти и газа, что позволяет судить о соответствии заявляемого решения критерию “изобретательский уровень”

На чертеже показана схема реализации способа. Нагнетательные, добывающие, разведочные, структурные или поглощающие скважины обозначены поз.1, компаунд-скважины 2, контур очага возможного загрязнения 3, первая ступень расположения компаунд-скважин 4, вторая ступень расположения компаунд-скважин 5, третья ступень расположения компаунд-скважин 6, направление естественного потока подземных питьевых вод 7. Расстояние между ступенями расположения компаунд-скважин обозначено L_4-5, L_5-6, ширина фронта возможного загрязнения L расстояние между компаунд-скважинами по перпендикулярам направлению движения естественного потока подземных питьевых вод - l ₁, l ₂, l ₃.

Располагаются компаунд-скважины 2 непосредственно у границы очага возможного загрязнения 3 (за очаг возможного загрязнения принимается территория, на которой находятся нагнетательные скважины, нефтяные, ликвидированные, разведочные, структурные или поглощающие скважины 1. Компаунд-скважины располагаются в защитных зонах трехступенчато - 4, 5, 6 перпендикулярно направлению естественного потока 7 подземных пресных вод. За первую ступень 4 санитарно-защитной зоны принимается зона очага возможного загрязнения 3. Граница второй ступени 5 санитарно-защитной зоны условно проводится на расстоянии 3-5 км от очага возможного загрязнения 3 в зависимости от скорости естественного потока 7 (при большей скорости - большее расстояние). Условной границей третьей ступени 6 принимается зона разгрузки (река, болото, пруд, овраг и т.п.) Расстояние между компаунд-скважинами 2 в одной ступени определяется с учетом ширины фронта возможного загрязнения потока к расстоянию между скважинами.

Во второй и третьей ступени необходимо пробурить по одной компаунд-скважине 2 по обоим крыльям возможного загрязненного потока 7 поверх расчетного. При значительной скорости движения подземных пресных вод и большой площади очага возможного загрязнения 3 необходимо пробурить дополнительные компаунд-скважины 2 в очаге 3 с перекрытием возможного пути движения потока 7.

Компаунд-скважины 2 на самой площади очага возможного загрязнения 3 бурятся для своевременной очистки потока до границы очага загрязнения 3, т.к. движение загрязненного потока может продолжаться длительное время, подвергая загрязнению значительные площади.

Глубина заложения компаунд-скважин зависит от характера загрязнения и уровня размещения подошвы пресноводных горизонтов в зоне активного водообмена. При опасности загрязнения пресноводных горизонтов пластовьми или минерализованными водами по затрубному пространству эксплуатационных и нагнетательных скважин 1, компаунд-скважины 2 в количестве от 1-й до 3-х должны быть пробурены до башмака кондуктора в районе этих скважин, а в отдельных случаях (при большой мощности зоны пресных вод) и глубже.

Способ очистки подземных питьевых вод при добыче нефти создает надежную ступень защиты окружающей среды от загрязнения вредными веществами, что значительно повышает экологическую безопасность и сокращает ущерб, наносимый природе загрязнением питьевых вод в районах добычи нефти. При этом не прерывается добыча нефти и газа из продуктивного пласта. Исключается опасность загрязнения водоемов, рек, озер, болот, почвы.