Концепция мониторинга подземных вод глубоко залегающих горизонтов на объектах нефтегазодобычи территории ХМАО

Атангулов А.А. (ГУП ХМАО НАЦ РН им. В.И. Шпильмана), Шиганова О.В. (ФГУП СНИИГГиМС)

Основные ресурсы бальнеологических, термальных, технических и промышленных вод Западно-Сибирского артезианского бассейна пространственно сосредоточены на терри-тории Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Более сорока лет здесь нарастаю-щими темпами ведутся нефтегазопоисковые, нефтегазоразведочные и нефтегазоэксплуата-ционные работы. Десятки тысяч поисковых и разведочных, эксплуатационных и нагнета-тельных скважин, вскрывающих толщу осадочных пород нефтегазоносных комплексов, на-рушают целостность и гидродинамическую разобщенность внутрибассейновых гидрогеоло-гических объектов. Сотни эксплуатируемых месторождений нефти и газа формируют в не-драх земли техногенные гидрогеологические системы, представляющие собой геотермиче-ские, гидродинамические и гидрогеохимические техногенные аномалии (Матусевич, Ковят-кина, 1997), разрушая ресурсную базу литосферных вод.

Все проявления техногенеза в нефтегазодобывающих районах оказывают влияние на изменение качества пластовых вод и ухудшение их потребительских свойств. В большей степени негативное влияние связано со следующими процессами, полный ряд которых от-ражен в работах Г.П. Волобуева (Волобуев, 1993):

- активизация гидродинамических связей вплоть до нарушения герметичности раз-личных экранов и покрышек (гидроразрыв);

- взрывообразное возрастание эффективной нагрузки на эксплуатируемый пласт;

- геохимическое преобразование пластовых вод нефтяных и газовых месторождений;

- активизация сейсмических процессов;

- проседание земной поверхности над разрабатываемыми залежами.

В 70-80-х годах в ряде районов Российской Федерации, в том числе и на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) систематически проводились подземные ядерные взрывы на глубинах от сотен метров до 3000 м с целью выявления перспективных на нефтегазоносность геологических структур, увеличения нефтеотдачи продуктивных пла-стов и строительства подземных хранилищ углеводородов. Последствия этих работ отража-ются в аномальных изменениях режимов функционирования водоносных горизонтов, мигра-ции заключенных в них подземных вод, содержания в них радионуклидов (Мельников, Оберман и др., 2000). Материалы исследования проведенных в районах ядерных взрывов по-казывают на то, что их последствия могут регистрироваться с различной интенсивностью в течение 10 лет и более, вызывая значительные деформации литосферы и существенно повы-шая радиактивное загрязнение углеводородов и подземных вод на расстояниях в несколько десятков километров от места взрыва (Бахарев, Кирюхина и др.,2001; Мельников, Оберман и др.2000; Поляков, Ежова, 2001).

Длительный период интенсивного воздействия на природные комплексы нефтегазо-добычи приводит к изменению сейсмотектонических условий геологической среды, а также к значительным пространственным изменениям ее геометрии в местах локализации место-рождений углеводородов. Некоторые примеры временных интервалов между началом разра-ботки месторождений нефти и газа и началом возникновения техногенной сейсмичности приведены в таблице (Бурый, Клокова, 1998).

Таблица

Изъятие колоссальных объемов углеводородов и подземных вод из недр земли при-водит к снижению порового давления, последующему сжатию пород и формированию поверхностной чаши оседания с глубокозалегающими корнями. Так исследования, проведен-ные в Белридже и Лост-Хилсе (Колифорния, США), показывают, что в этих районах скорости оседания грунта превышают 30-40 см в год и меняются во времени и пространстве (Fielding Eric J. And oth.,1998; Van Der Kooij Marko,1997). Эти же процессы наблюдаются и на газовом месторождении Гронинген в Нидерландах, где с начала разработки месторож-дения постоянно проводится детальное нивелирование поверхности земли (De Heus, Verhoet, 1996). Изменение геометрии геологической среды в четырехмерном измерении отражается на перемещении внутри него флюидов.

Большинство нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений эксплуатируются в принудительном режиме с использованием систем заводнения для поддержания пластового давления. Закачка в продуктивные пласты чужеродных вод сопровождающаяся использова-нием разл