Гидрогеологические особенности Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления в связи с вопросами утилизации подтоварных и сточных вод

• Автор: Трифонов, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ВОПРОСЫ ИЗУЧЕННОСТИ
1.1. Состояние геолого-гидрогеологической изученности
1.2. Состояние изученности вопросов утилизации стоков
2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ
2.1. Стратиграфия и литология
2.2. Тектоника
2.3. Дизъюнктивная тектоника и интрузивные образования
2.4. Нефтегазоносность
3.ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЮРУБЧЕНО-ТОХОМСКОЙ ЗОНЫ
3.1. Районирование и гидрогеологическая стратификация
3.2. Гидродинамический режим недр
3.3. Гидрогеотермическис условия
3.4. Геохимия подземных вод
4. ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ УТИЛИЗАЦИИ
4.1. Состав и объемы стоков, подлежащих утилизации
4.2. Перспективные способы и объекты подземной утилизации
4.3. Определение расчетных гидрогеологических параметров предполагаемых под закачку горизонтов
4.4. Анализ информации на соответствие нормативным требованиям
5. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЗАКАЧИВАЕМЫХ СТОКОВ С ПОДЗЕМНЫМИ ВОДАМИ И ПОРОДОЙ
5.1. Создание численных физико-химических моделей полигонов захоронения
5.2. Результаты моделирования взаимодействия в системе «закачиваемый раствор -пластовая вода - порода (коллектор)»
5.2.1 Вариант закачки промстоков в отложения верхнеангарско-литвинцевского горизонта
5.2.2 Вариант закачки промстоков в отложения осинского горизонта
5.2.3 Вариант закачки промстоков в отложения рифея (ниже ВНК)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Территория Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления (ЮТЗ) представляет собой уникальную кладовую углеводородного сырья на Сибирской платформе, за счёт месторождений которой планируется наполнение нефтью и газом нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан. Это в свою очередь подталкивает недропользователей и владельцев лицензионных участков к быстрым темпам развития и скорейшему вводу в эксплуатацию месторождений, подготовленных к разработке.
Среди задач, которые необходимо решить до ввода месторождений в эксплуатацию, остро стоит проблема утилизации больших объемов промышленных стоков, основную массу которых будут составлять добываемые вместе с нефтью попутные воды. По ориентировочным оценкам объёмы промышленных стоков с каждого куста добывающих скважин будут составлять порядка 3000-4000 м3/сут.
Цель работы заключается в выборе и обосновании горизонтов-коллекторов для организации полигонов подземного захоронения промстоков на основе анализа гидрогеологических особенностей Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления и результатов прогнозного физико-химического моделирования.
Основными задачами исследований, в этой связи, стали: 1) изучение и анализ фактического материала по гидродинамике, геотермии и геохимии подземных вод и рассолов; 2) выделение и обоснование перспективных объектов для закачки в них промстоков; 3) оценка фильтрационно-ёмкостных свойств горных пород на обоснованных для захоронения участках; 4) создание многофакторных прогностических моделей предполагаемых полигонов подземного захоронения; 5) моделирование взаимодействия и оценка совместимости закачиваемых стоков с пластовой водой и вмещающей породой.
Исходные данные и методика исследования. Исходными материалами послужили результаты исследований автора в составе лаборатории гидрогеологии нефтегазоносных бассейнов Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН, посвящённые вопросам геологии, гидрогеологии и нефтегазоносности Сибирской платформы. В диссертации также обобщены и использованы фондовые материалы предыдущих исследований.
В работе использованы данные по 212 скважинам, расположенным на 37 площадях Байкитской антеклизы. Проанализированы материалы по результатам испытания 903 объектов. База фактического материала по флюидам представлена результатами 190 анализов пластовых вод, 84 анализов микрокомпонентного; а также немногочисленных анализов газового состава и водорастворённого органического вещества.

В качестве основных расчетных зависимостей для определения фильтрационноёмкостных свойств по результатам гидрогеологических откачек и испытания глубоких скважин используются широко известные формулы гидрогеодинамики: 1) логарифмического приближения уравнения Тейса, описывающего плоско-радиальную фильтрацию флюида к скважине; 2) обработки кривых восстановления давления по методу Хорнера.
Для хранения информации использовался Microsoft Office Access. Обрабатывались данные с помощью программных продуктов Microsoft Office Excel и StartSoft Statistica; для картографической обработки информации широко применялись пакеты программ Surfer, CorelDRAW, Arc GIS.
Исследование гидрогеохимических процессов, сопровождающих захоронение промстоков, проведено на базе всестороннего изучения этапов взаимодействия в системе вода-порода и развивающихся теоретических представлений о физико-химическом моделировании.
Гидрогеологические расчёты и моделирование осуществлялись с использованием программного комплекса HydroGeo (автор и разработчик М.Б. Букаты), учитывающего особенности и свойства глубокозалегающих рассолов изучаемой территории. Входящая в его состав программа гидрогеохимического моделирования основана на принципе равновесного физико-химического моделирования “по константам стехиометрических уравнений реакций” с учётом неидеальность раствора по методике К.С. Питцера.
Защищаемые положения:
1 ) рассолы подсолевой и соленосной гидрогеологических формаций Юрубчено-Тохомской зоны являются седиментационными, высокоминерализованными, кислыми, средне- и высокометаморфизованными, хлоридными кальциевыми, натриевокальциевыми либо кальциево-натриевыми. Гидрогеологические особенности этих формаций указывают на надёжную изоляцию отдельных горизонтов друг от друга. В отличие от этого рассолы надсолевой формации местами в той или иной мере разбавлены инфильтрационными водами и являются рассолами выщелачивания хлоридно-натриевого типа, что свидетельствует о ненадёжной изоляции их от вышележащих горизонтов;
2) в разрезе осадочного чехла Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления имеется серия водоносных горизонтов, которые по своим фильтрационно-ёмкостным характеристикам, приуроченности к зонам затрудненного и весьма затрудненного водообмена, надёжной изоляции от возможных перетоков пригодны для захоронения больших объёмов подтоварных и сточных вод;
3) захоронение различных видов стоков выводит из равновесия и активизирует

Енгидинское поднятие
Петимокский грабен г
Мадринский грабен
поднятие
[анинское поднятие
Терский залив
Косвинккое
ПОДНЯТІ
О1 О2 И3 И4 И5
I 16 07 &}8 09 [77| 10 ГП 11 Г[12[7*113 [7*| 14 [715 ГТП 16 ГТП 17 ГП 18 19 Г®~120
И2*®22
Региональные тектонические элементы:
1 - рифтогенные грабены; 2 - бортовые склоны рифтогенных грабенов; 3 краевые выступы, обрамляющие рифтогенные грабены; 5 - межрифтовые поднятия; 6 - межрифтовые депрессии;
7 - границы региональныхтектонических элементов.
Зональные тектонические элементы:
8 - сложенные в основном органогенными карбонатными постройками; 9 - крупные антиклинальные поднятия; 10 - крупные антиклинальные депрессии; 11 - локальные поднятия; 12 - зоны интенсивной дезинтеграции рифейских комплексов.
Разломы:
13 - глубинные; 14 - региональные; 15 - зональные и локальные.
Кинематика разломов:
16 - надвиги; 17 - сбросы; 18 - сдвиги.
Другие обозначения:
19 скважины; 20 - номера зональных органогенных построек; 21 - границы лицензионных участков; 22 - номера лицензионных участков (1 - Куюмбинский, 2 - Юрубченский, 3 - Терско-Камовский (северный), 4-Терско-Камовский (южный)).
Рис. 2.3. Тектоническая схема ЮТЗ (ТТетерсилье, 2007)
Структурные построения выполнены по кровле тэтэрской свиты венда-нижпего кембрия, к которой приурочен отражающий горизонт Б. и предвендской эрозионной поверхности (отражающий горизонт 110). Эти отложения залегают конформно, хотя существуют и некоторые отличия, обусловленные закономерным ростом разделяющих их мощностей венда в юго-западном направлении.