Контроль за разработкой месторождений полезных ископаемых
Принятие решений по выбору метода регулирования и установлению эффективности процесса разработки основывается на данных контроля и анализа. Под контролем процесса разработки понимают сбор, обработку и обобщение первичной информации о нефтяной залежи с целью получения сведений о текущем состоянии и динамике показателей разработки. Процесс разработки контролируется систематически. По мере накопления данных периодически, а также перед составлением каждого проектного документа выполняют анализ процесса разработки, включающий комплекс исследований, расчетов и логических выводов.
Задача контроля — обеспечение высокого качества первичной информации. Оно определяется перечнем, объемом, представительностью информации, точностью измерений и методом обработки. Информация должна включать весь перечень необходимых для анализа сведений. Объем информации по месторождению определяется объемом информации по каждой скважине, который зависит от выбора периодичности замера показателей, а представительность – от выбора момента времени (периодичности) и продолжительности проведения измерений в скважине. Для определения объема информации и повышения ее точности следует использовать методы математической статистики, теории случайных функций, теории ошибок и др. Внедрение автоматизированных компьютеризированных систем сбора и обработки информации повысило ее качество и надежность принимаемых решений.
Задачи контроля в начальный период эксплуатации сводятся к подготовке исходных данных для составления проекта разработки. В последующий период основными задачами являются исследование характеристик процессов выработки запасов нефти; определение показателей эффективности систем разработки и методов ее регулирования. По применяемым четырем видам контроля процесса разработки можно назвать следующие частные задачи, решаемые нефтепромысловыми службами с применением гидродинамических, геофизических и лабораторных методов:
1. Контроль выработки запасов: учет количества продукции и объема закачки воды (газа); изучение перемещения ВПК и ГНК; изучение полноты выработки продуктивных пластов (охват закачкой и заводнением, текущая и конечная нефтеотдача, начальная и остаточная нефтенасыщенность пласта).
2. Контроль эксплуатационных характеристик пластов и энергетического состояния залежи: исследование профиля притока и приемистости; определение пластового, забойного, устьевого и затрубного давлений; изучение изменений пластовой температуры; исследование пластов и скважин гидродинамическими и промыслово-геофизическими методами; изучение изменения физико-химических свойств нефти, газа и воды (в пластовых и поверхностных условиях).
3. Контроль технического состояния скважин и работы технологического оборудования: выявление негерметичности, смятия обсадных колонн, износа оборудования, эффективности использования оборудования и др.
4. Контроль осложняющих условий добычи нефти: изучение условий выпадения парафина и солей в пласте, призабойной зоне и скважине; определение условий разрушения пласта и образования песчаных пробок; определение анизотропии, трещинноватости пласта, начальных градиентов сдвига, предельных безводных и безгазовых дебитов и др.
Контроль должен проходить с определенной периодичностью. При обычной стационарной работе скважин:
определение коэффициента продуктивности по методу установившихся отборов по каждой добывающей скважине один раз в три месяца в течение двух-четырех недель; определение коэффициента приемистости по методу установившихся закачек по каждой нагнетательной скважине один раз в три месяца в течение одной-двух недель;
определение дебита жидкости, дебита нефти, обводненности (при возможности и необходимости определение солености воды, концентрации индикаторов в воде и природных меток нефти) и газового фактора по каждой добывающей скважине один раз в месяц в течение суток;
определение объема закачки вытесняющего агента и закачки индикаторов по каждой нагнетательной скважине один раз в месяц или по специально обоснованной программе;
определение забойного и устьевого давления по каждой добывающей скважине один раз в неделю.
При проведении специальных исследований на скважинах:
определение коэффициента продуктивности по методу установившихся отборов по добывающей скважине один-два раза в месяц в течение двух-четырех недель;
определение коэффициента приемистости по методу установившихся закачек по нагнетательной скважине один-два раза в месяц в течение одной-двух недель;
определение дебита жидкости, дебита нефти, обводненности (солености, концентрации индикаторов в воде и природных меток нефти) и газового фактора по добывающей скважине один раз в неделю или чаще;
определение закачки вытесняющего агента и индикаторов по нагнетательной скважине один раз в неделю или по специальной программе;
исследование глубинными приборами — расходомером, термометром и влагомером добывающей скважины, расходомером и термометром нагнетательной скважины один раз в месяц;
определение забойного и устьевого давления у добывающей и нагнетательной скважины один раз в неделю.
При необходимости число определений может быть увеличено.
Точность определения дебитов, обводненности и давлений должна быть удовлетворительной, позволяющей принимать безошибочные инженерные решения по изменению режима и прекращению работы скважин, а это значит, что точность определения должна быть достаточно высокой.
Изменения забойного и пластового давления происходят значительно быстрее, чем связанные с ними изменения кол лекторских свойств нефтяных пластов. Поэтому предпочтение отдается исследованию скважин по методу установившихся отборов (закачек). К тому же более медленное исследование позволяет лучше установить взаимодействие добывающих и нагнетательных скважин и выявить направления движения вытесняющего агента.
Основные способы получения информации при контроле — измерение продукции скважин на поверхности, исследование мест притока и состава жидкости в стволе скважины, исследование пластов в разрезе скважин. Следовательно, задачи решаются и по отдельным скважинам (оперативный контроль) и по залежам (месторождениям) в целом (системный контроль).
Источник
УТВЕРЖДАЮ
Первый заместитель Министра
природных ресурсов
Российской Федерации
В.А.Пак
4 августа 2000 года
В
документе изложены принципы организации и ведения мониторинга
месторождений твердых полезных ископаемых, определены его цели и
задачи, сформулированы требования к составу информации.
Требования предназначены
для органов управления государственным фондом недр и должны
использоваться при выдаче лицензий на пользование участками недр
для добычи твердых полезных ископаемых и обеспечении ведения
объектного уровня мониторинга на указанных месторождениях.
Требования к мониторингу
месторождений твердых полезных ископаемых разработаны
Гидрогеоэкологической научно-производственной и проектной фирмой
“ГИДЭК”.
“Требования к мониторингу
месторождений твердых полезных ископаемых” согласованы
Госгортехнадзором России.
1.
Основные понятия
В
настоящих Требованиях используются следующие основные понятия:
Геологическая среда –
часть недр, в пределах которой протекают процессы, оказывающие
влияние на жизнедеятельность человека и другие биологические
сообщества. Геологическая среда включает горные породы ниже
почвенного слоя, циркулирующие в них подземные воды и связанные с
горными породами и подземными водами физические поля и
геологические процессы;
Мониторинг состояния недр
(геологической среды) – система регулярных наблюдений, сбора,
накопления, обработки и анализа информации, оценки состояния
геологической среды и прогноза ее изменений под влиянием
естественных природных факторов, пользования недрами и иной
антропогенной деятельности;
Месторождение твердых
полезных ископаемых – природное скопление твердого минерального
вещества, которое в количественном и качественном отношениях может
быть предметом промышленной разработки при данном состоянии техники
и технологии его добычи и переработки и в данных экономических
условиях;
Мониторинг месторождений
твердых полезных ископаемых – мониторинг состояния недр
(геологической среды) и связанных с ним других компонентов
окружающей природной среды в границах техногенного воздействия в
процессе геологического изучения и разработки этих месторождений, а
также ликвидации и консервации горнодобывающих предприятий;
Лицензия на пользование
недрами – государственное разрешение, удостоверяющее право
пользования участком недр в определенных границах в соответствии с
указанной целью в течение установленного срока при соблюдении
заранее оговоренных условий;
Компоненты окружающей
природной среды – составные части экосистем. К ним относятся:
воздух, поверхностные и подземные воды, недра, почвы, растительный
и животный мир.
2.
Общие положения
2.1. Настоящие требования
разработаны с учетом требований Закона
Российской Федерации “О недрах” (в ред. федеральных законов от 03.03.95 N 27-ФЗ,
от 10.02.99 N 32-ФЗ, от 02.01.2000 N 20-ФЗ), Закона Российской Федерации “Об охране
окружающей природной среды” от 19.12.91 N 2061-1, Постановления Совета Министров – Правительства
Российской Федерации от 24.11.93 N 1229 “О создании единой
государственной системы экологического мониторинга”, Концепции
и Положения о Государственном мониторинге геологической среды
России, утвержденных приказом Роскомнедра N 117 от 11.07.94, и
других правовых и нормативных документов.
2.2. Мониторинг
месторождений твердых полезных ископаемых (ММТПИ) является
подсистемой мониторинга состояния недр (геологической среды) и
представляет собой объектный уровень мониторинга.
2.3. Разработка
месторождений твердых полезных ископаемых может осуществляться
только на основании лицензии на пользование недрами. В условиях
лицензии, по согласованию с органами Госгортехнадзора России,
должны быть установлены основные требования к мониторингу
месторождения, выполнение которых является обязательным для
владельцев лицензии.
Проведение ММТПИ, как
объектного уровня мониторинга геологической среды, в соответствии с
условиями лицензии на пользование недрами является обязанностью
субъектов предпринимательской деятельности – владельцев лицензии на
пользование недрами для геологического изучения недр и добычи
полезных ископаемых.
2.4. Целью ведения ММТПИ
является информационное обеспечение органов управления
государственным фондом недр и недропользователей при геологическом
изучении и разработке месторождений полезных ископаемых.
2.5. Для реализации
указанной цели в системе ММТПИ осуществляется решение следующих
основных задач:
–
оценка текущего состояния геологической среды на месторождении,
включая зону существенного влияния его эксплуатации, а также
связанных с ним других компонентов окружающей природной среды, и
соответствия этого состояния требованиям нормативов, стандартов и
условий лицензии на пользование недрами для геологического изучения
недр и добычи полезного ископаемого;
–
составление текущих, оперативных и долгосрочных прогнозов изменения
состояния геологической среды на месторождении и в зоне
существенного влияния его отработки;
–
экономическая оценка ущерба с определением затрат на предупреждение
отрицательного воздействия разработки месторождения на окружающую
природную среду (осуществление природоохранных мероприятий и
компенсационных выплат);
–
разработка мероприятий по рационализации способов добычи полезного
ископаемого, предотвращению аварийных ситуаций и ослаблению
негативных последствий эксплуатационных работ на массивы горных
пород, подземные воды, связанные с ними физические поля,
геологические процессы и другие компоненты окружающей природной
среды;
–
предоставление органам Госгортехнадзора России и другим
государственным органам власти информации о состоянии геологической
среды на месторождении полезного ископаемого и в зоне существенного
влияния его отработки, а также взаимосвязанных с ней компонентов
окружающей природной среды;
–
предоставление территориальным органам управления государственным
фондом недр данных ММТПИ для включения в систему государственного
мониторинга состояния недр;
–
контроль и оценка эффективности мероприятий по рациональному
способу добычи полезного ископаемого, обеспечивающему, при прочих
равных условиях, полноту его выемки и сокращение нерациональных
потерь.
Конкретные задачи
мониторинга могут уточняться условиями лицензий на пользование
недрами и геологическими заданиями на выполнение работ.
2.6. Разрабатываемое
месторождение полезного ископаемого и другие, связанные с его
разработкой объекты хозяйственной деятельности, представляют собой
сложную природно-техногенную систему, содержащую, как правило, ряд
источников антропогенного воздействия на окружающую (в т.ч.
геологическую) среду. Это воздействие является объектом нескольких
видов мониторинга. Поэтому ММТПИ, помимо мониторинга геологической
среды, может включать в себя мониторинг поверхностных водных
объектов, атмосферы, почв, растительности.
2.7. При постановке и
ведении ММТПИ, как подсистемы мониторинга состояния недр, нужно
различать виды и источники антропогенного воздействия, связанные
непосредственно со вскрытием и разработкой месторождения (добычей
полезного ископаемого), и источники антропогенного воздействия,
связанные с сопутствующей добыче инфраструктурой горнодобывающего
предприятия, в т.ч. с хранением, транспортировкой и переработкой
добытого полезного ископаемого и рудовмещающих горных пород, а
также сбросом и утилизацией подземных вод, извлекаемых при осушении
месторождения.
2.7.1. К источникам
антропогенного воздействия, связанным с добычей полезного
ископаемого, т.е. непосредственно с недропользованием,
относятся:
а) открытые (карьеры,
разрезы, разрезные траншеи) и подземные горные выработки (шахты,
штольни и др.), выработанные полости, а также технологические
скважины при разработке месторождений твердых полезных ископаемых
методом подземного выщелачивания;
б) сооружения шахтного
или карьерного водоотлива (системы водопонизительных и дренажных
скважин, подземных горных выработок);
в) сооружения по закачке
в недра извлеченных при добыче полезных ископаемых подземных под;
системы захоронения шахтных вод;
г) фильтрационные завесы,
связанные с закачкой в недра специальных растворов;
д) газо-аэрозольные и
пылевые выбросы;
е) сооружения по
инженерной защите горных выработок от негативного воздействия
опасных геологических процессов;
ж) автономные водозаборы
подземных вод, расположенные на площади месторождения и
используемые для добычи подземных вод с целью
хозяйственно-питьевого или технического водоснабжения.
________________
В зависимости от условий лицензий на
пользование недрами такие водозаборы могут быть как объектом ММТПИ,
так и объектом мониторинга подземных вод.
Указанные виды источников
антропогенного воздействия оказывают влияние в первую очередь на
состояние недр (геологическую среду), но могут приводить также к
изменению других компонентов окружающей природной среды
(поверхностных вод, атмосферы, состояния растительности, состояния
поверхности земли).
2.7.2. К источникам
антропогенного воздействия на окружающую (в том числе
геологическую) среду, не связанным непосредственно с процессом
добычи твердых полезных ископаемых, относятся:
а) отвалы горных пород,
гидроотвалы, склады полезных ископаемых, шламо- и хвостохранилища
горнообогатительных комбинатов и фабрик, пруды-отстойники,
накопители сточных вод;
б) каналы и трубопроводы
отвода рек и ручьев, технических вод и стоков;
в) сбросы дренажных и
сточных вод в поверхностные водотоки и водоемы;
г) технологические и
бытовые коммуникации;
д) участки рекультивации
земель;
е) опасные
инженерно-геологические процессы, сформировавшиеся под воздействием
антропогенной деятельности;
ж) сооружения по
инженерной защите объектов инфраструктуры от негативного
воздействия опасных геологических процессов.
Эти источники
антропогенного воздействия оказывают влияние как на геологическую
среду, благодаря, главным образом, утечкам из водонесущих
коммуникаций, а также из гидроотвалов, шламо- и хвостохранилищ, с
площадок промышленных предприятий, так и на другие компоненты
окружающей природной среды.
2.8. С учетом
вышеизложенного, ММТПИ включает в себя:
–
регулярные наблюдения за элементами геологической среды, горными
выработками и другими сооружениями, а также за отдельными
компонентами окружающей природной среды в границах зоны воздействия
на экосистемы как собственно отработки запасов полезного
ископаемого, так и другой хозяйственной деятельности
горнодобывающего предприятия (п.п.2.7.1 и 2.7.2); регистрацию
наблюдаемых показателей и обработку полученной информации;
–
создание и ведение информационных фактографических и
картографических баз данных, включающих в себя весь набор
ретроспективной и текущей геологической и технологической
информации (а при необходимости и постоянно действующую модель
месторождения), позволяющей осуществлять:
–
оценку пространственно-временных изменений состояния геологической
среды и связанных с ней компонентов окружающей природной среды на
основе полученных в процессе мониторинга данных;
–
учет движения запасов полезных ископаемых и потерь при их добыче и
переработке;
–
учет извлеченных (перемещенных) горных пород;
–
прогнозирование изменения состояния объектов горных работ и
связанных с ними компонентов окружающей среды под влиянием добычи
полезного ископаемого, дренажных мероприятий и других антропогенных
факторов (п.п.2.7.1 и 2.7.2);
–
предупреждения о вероятных негативных изменениях состояния
геологической среды и необходимой корректировке технологии добычи
запасов полезных ископаемых;
–
разработку рекомендаций по ликвидации последствий аварийных
ситуаций, связанных с изменениями состояния геологической
среды.
Таким образом, ММТПИ
проводится на площади как собственно месторождения полезного
ископаемого и техногенных объектов горного производства, так и в
зоне существенного влияния недропользования на состояние недр и
другие компоненты окружающей природной среды, изменения которых
связаны с изменением геологической среды под влиянием вскрытия и
разработки месторождения полезного ископаемого и иной хозяйственной
деятельности горнодобывающего предприятия.
2.9. На основе получаемой
в процессе ММТПИ информации принимаются решения по обеспечению
процессов управления добычей минерального сырья, оценке натуральных
показателей для назначения величины компенсационных выплат,
обеспечению условий полноты выемки запасов полезного ископаемого,
предотвращению аварийных ситуаций, снижению негативных последствий
эксплуатационных работ на окружающую природную среду, а также
контроль за соблюдением требований, установленных при
предоставлении недр в пользование (требований условий лицензий на
пользование недрами).
3.
Общая характеристика основных факторов, определяющих состояние недр
и связанных с ними других компонентов природной среды при вскрытии
и разработке месторождений твердых полезных ископаемых, структуру и
содержание мониторинга
3.1. В соответствии с
положениями раздела 2 ММТПИ должен охватывать как непосредственно
площадь ведения горных работ, так и зону существенного влияния
разработки месторождения и сопутствующих ей процессов на состояние
недр и других компонентов окружающей природной среды.
Поэтому в общем случае на
площади проведения ММТПИ может быть выделено 3 зоны:
Зона I – зона
непосредственного ведения горных работ и размещения других
технологических объектов, влияющих на изменение состояния недр в
пределах границ горного отвода;
Зона II – зона
существенного влияния разработки месторождения на различные
компоненты геологической среды;
Зона III – периферийная
зона, примыкающая к зоне существенного влияния разработки
месторождения (зона фонового мониторинга).
3.1.1. Границы площади
ведения горных работ (зона I) определяются природными
геологическими и технико-экономическими факторами. Во всех случаях
верхней границей месторождения принимается поверхность земли, а
нижней – подошва балансовых запасов полезного ископаемого. Обычно
границы зоны I – это границы зоны горного отвода.
3.1.2. Размеры зоны
существенного влияния разработки месторождения твердых полезных
ископаемых (зона II) устанавливаются по распространению участков
(площадей) активизации опасных геологических процессов под влиянием
добычи полезного ископаемого и существенного нарушения
гидродинамического режима и структуры потоков подземных вод в
пределах депрессионной воронки.
По имеющимся
представлениям за зону существенного техногенного влияния
инженерно-геологического характера следует принимать площадь на
порядок больше площади, на которой осуществляется производственная
деятельность при разработке месторождения. Наибольшие размеры
территорий, подверженных влиянию разработки месторождения, связаны
с развитием депрессионных воронок подземных вод при проведении
водопонизительных и дренажных мероприятий. Они определяются
гидрогеологическими условиями и особенностями системы отбора
подземных вод, а также наличием или отсутствием системы обратной
закачки дренажных вод. Депрессионная воронка расширяется во времени
и может достичь весьма существенных размеров, особенно в напорных
пластах, имеющих широкое площадное распространение. В то же время
радиусы зоны существенного влияния, где понижение уровня составляет
около 10-20% от понижения в центре депрессии, обычно не превышают
10-20 км в напорных пластах и первых километров в безнапорных.
Этими цифрами следует руководствоваться при определении размеров
зоны существенного влияния разработки.
При разработке небольших
месторождений с неглубоко залегающими полезными ископаемыми, в
замкнутых гидрогеологических структурах, а также при отработке
месторождений выше уровня подземных вод зона существенного
воздействия может быть ограничена горным и земельным отводом.
3.1.3. Границы III зоны и
ее площадь принимаются таким образом, чтобы в процессе мониторинга
можно было проследить фоновые изменения состояния геологической
среды, сравнить их с ее изменениями в зоне II и выделить те из них,
которые связаны с разработкой месторождения, и те, которые
определяются другими факторами. Поэтому площадь зоны III должна
охватывать участки с геолого-гидрогеологическими условиями и
ландшафтами, развитыми в зоне II.
Источник