Охрана недр и окружающей среды при разведки месторождений полезных ископаемых

Проведение геологоразведочных работ на нефть и газ сопровождаются ростом нагрузки на окружающую среду, ее загрязнением и даже уничтожением.

Охрана недр и окружающей среды – это комплекс требований и научно-технических мероприятий в процессе геологического изучения недр и добычи полезных ископаемых, направленных на рациональное изучение и комплексное использование недр, предотвращение потерь полезных ископаемых и исключения отрицательного воздействия на окружающую среду (поверхностные и подземные воды, почвы, леса и воздушный бассейн).

В соответствии с законом Российской Федерации “О недрах” основными требованиями по охране недр при проведении геологоразведочных работ являются:

– соблюдение установленного законодательством порядка представления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;
– обеспечение полноты изучения геологического строения недр, рационального комплексного использования и охраны недр, горнотехнических, гидрогеологических и других условий разработки месторождений;
– достоверность определения количества и качества запасов основных и совместно с ними залегающих полезных компонентов, геолого-экономическую оценку месторождений полезных ископаемых;
– ведение работ по геологическому изучению недр методами и способами, исключающими неоправданные потери полезных ископаемых и снижение их качества;
– обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;
– сбор добытой из поисковых и разведочных скважин нефти и транспортировку ее, исключающую вредное влияние на окружающую среду;
– сохранность поисковых и разведочных скважин, которые могут быть использованы при разработке месторождений и в иных народнохозяйственных целях, ликвидацию остальных в установленном порядке;
– сохранность геологической документации, образцов горных пород и керна, которые могут быть использованы при дальнейшем изучении недр;
– охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку;
– предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с пользованием недрами, особенно при подземном хранении нефти, газа или иных веществ и материалов, захоронения вредных веществ и отходов производства, сбросе сточных вод;
– соблюдение установленного порядка консервации ликвидации предприятий по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых;
– предотвращение накопления промышленных и бытовых отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод, используемых для питьевого или промышленного водоснабжения.

Основным видом работ при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений является бурение скважин. При их заложении необходимо применять все меры по охране природных объектов – водоемов, лесных насаждений, сельскохозяйственных угодий, культурных и прочих ценностей – от порчи и потравы. Нельзя допускать строительства скважин вблизи населенных пунктов, школ, детских учреждений, больниц. В зависимости от типа бурящейся скважины на период ее бурения производится отвод земельного участка, согласно техническим нормам, размером от 0,016 до 0, 035 км2.

Загрязнителями окружающей среды при бурении скважин являются многочисленные химические реагенты, применяемые для приготовления буровых растворов. Разработаны и внедряются буровые растворы с менее токсичными компонентами, нефть и нефтепродукты, используемые в качестве реагентов для обработки растворов, заменяются кремнийорганическими соединениями.

Вредное воздействие на воздушный бассейн и природную среду может оказывать нефтяной газ. При его сжигании в факелах образуются различные химические соединения, долгое время находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии. Наиболее тяжелые последствия наступают при сжигании в факелах нефтяного газа, содержащего сероводород. Образующийся при этом диоксид серы способствует накоплению в воздухе аэрозолей серной кислоты и сернокислого аммония, которые выпадают вместе с дождем и отравляют живые организмы.

При бурении скважин происходит нарушение целостности массива горных пород. В результате в водоносные пласты могут попасть углеводороды, а нефтегазоносные пласты могут подвергнуться нежелательному и неконтролируемому обводнению Межпластовые перетоки могут привести к загрязнению и нанести вред залежам других полезных ископаемых, присутствующих в разрезе месторождения нефти и газа (например, калийных солей, пресных или целебных минеральных вод).

К загрязнению поверхности и большим потерям приводит открытое фонтанирование скважин. Особую опасность оно представляет в случае наличия в нефтях или газах сероводорода. Весьма опасными являются грифоны, образующиеся в результате прорыва газа по трещинам.

Поисково-разведочное бурение должно производиться в строгом соответствии с геолого-техническим нарядом (ГТН), который составляется для каждой скважины до начала ее бурения и является основным документом, которым руководствуются во время работы. В ГТН должны быть предусмотрены интервалы возможных осложнений. В процессе проходки скважин необходимо осуществлять меры по предотвращению открытого фонтанирования, грифонообразования, обвалов ствола скважины. Необходимо изолировать друг от друга нефте-, газо- и водоносные интервалы в скважинах, обеспечить герметичность колонн и высокое качество их цементирования. Если в процессе бурения скважины обнаружены новые, не ожидавшиеся заранее интервалы с признаками нефтегазоносности (по керну, шламу, нефтегазопроявлениям, данным промысловой геофизики), то их следует прежде всего опробовать в необсаженной скважине испытателем пластов, а затем взять на учет, чтобы при прохождении их в других скважинах предотвратить значительное проникновение в пласт глинистого раствора.

Пласты с высоким пластовым давлением следует вскрывать с применением утяжеленных растворов, на устье должно быть установлено противовыбросовое оборудование, а репрессия на пласт должна быть минимально возможной. При разведке залежей с аномально низкими пластовыми давлениями необходимо применение облегченных растворов с тем, чтобы избежать поглощений бурового раствора. Геофизические исследования в продуктивных интервалах необходимо проводить в минимальные сроки (не позже, чем через 5 суток после вскрытия), интервал исследования при этом не должен превышать 200 м. Не допускается разрыв во времени между вскрытием (перфорацией) продуктивного пласта в колонне и его испытанием (освоением скважины), так как это приводит к снижению проницаемости за счет воздействия глинистого раствора и к искажению представлений об истинной продуктивности пласта. В случае вынужденного простоя скважины ее ствол должен быть заполнен пластовой жидкостью.

Значительный ущерб может нанести интенсивная эксплуатация поисковых и разведочных скважин на газонефтяных и газоконденсатных месторождениях. На газонефтяных месторождениях снижение давления газовой шапки приводит к потерям пластовой энергии при разработке нефтяной оторочки. На газоконденсатных залежах снижение давления ниже давления насыщения (давление конденсации) приводит к выпадению в жидкую фазу и потере тяжелых углеводородов.

Поисковые и разведочные скважины могут быть временно законсервированы, если необходимо приостановить работы по их строительству или исследованию. Причиной консервации может быть невозможность подъезда к буровой из-за паводка, оползней., нарушение устья скважины из-за стихийных бедствий, невозможность дальнейшего углубления скважины при установленном оборудовании. Во избежание осложнений и аварий после расконсервации такие скважины необходимо надлежащим образом обработать и оборудовать. Ствол скважины, которую собираются вводить в эксплуатацию после расконсервации, заливают глинистым раствором, который может быть обработан поверхностно-активными веществами (ПАВ), а верхняя часть ствола (до 30 м) заполняется нефтью.

Ликвидация скважин проводится с соблюдением всех норм и требований по охране недр. При ликвидации скважин в интервалах со малопродуктивными или непродуктивными пластами устанавливают цементные мосты. Высота цементного моста должна быть равна мощности пласта плюс 20 м выше кровли и ниже подошвы пласта. Над кровлей верхнего пласта цементный мост устанавливают на высоту не менее 50 м.

Ствол скважины заливается качественным глинистым раствором, плотность которого позволяет создать на забое давление, превышающее пластовое. При отсутствии в разрезе газовых и газоконденсатных залежей и горизонтов с высоконапорными минерализованными водами разрешается извлечение обсадных колонн.

Для предотвращения загрязнения земель в районе бурящейся скважины нефтью, мазутом, буровым раствором и шламом сооружаются отстойники и амбары и проводится обваловка территории буровой скважины. После завершения строительства скважины все земли, занятые под буровую, и подъездные пути к ней должны быть восстановлены. Накопленные при опробовании нефть и воду закачивают обратно в скважину, грязевые приемники и земляные амбары засыпают, территорию буровой очищают от металлических, бетонных и деревянных предметов и выравнивают, а затем по акту передают соответствующим местным организациям.

Источник

Недрами называют слой Земли, который находится непосредственно под грунтом, если таковой имеется, или воды, если речь идёт о водоёме. Именно в недрах расположены все полезные ископаемые, которые аккумулировались в них на протяжении всей истории. Они простилаются от поверхности и до центра Земли. Самым исследованным слоем является литосфера. Следует отметить, что её структура на материках и в океанах разительно отличается между собой.

Полезные ископаемые

Полезные ископаемые, которые находятся в недрах земли принято делить на:

общераспространённые, к которым относятся песок, мел глина и т. д.;
необщераспространённые, которые включают рудные и нерудные ископаемые.

Практически все полезные ископаемые являются невозобновляемыми природными ресурсами, вследствие чего подлежат охране. Безопасность их использования сводится, в первую очередь к ряду мероприятий направленных на рациональное использование.

Основные принципы охраны недр

В любой стране мира, по общепринятым правилам, следует придерживаться следующих правил для охраны недр Земли:

рационально использовать месторождения полезных ископаемых с целью предотвращения их истощения, в том числе проводить разведку новых месторождений;
следить за экологией недр, предупреждать их загрязнение, особенно подземных вод;
не допускать вредного воздействия полезных ископаемых, следить за целостностью верхнего слоя при добыче (это касается жидких, газообразных и радиоактивных ресурсов);
тщательно охранять уникальные объекты недр, в том числе лечебные, минеральные и питьевые воды.

Одной из функций по охране недр является их учёт. Эта функция включает в себя разведывание месторождений, определение количества и качества имеющихся в нём запасов. Учёт ведётся как на региональном, так и на государственном уровне.

Охрана полезных ископаемых

Разведка и добыча полезных ископаемых могут нанести ущерб окружающей среде. Поэтому государство регулирует соблюдение обязательств по защите и охране природы среди разведовательных и горнодобывающих компаний.

Существует несколько основных способов, которыми закон пытается защитить окружающую среду:

горнодобывающие компании должны соблюдать экологические обязательства на предприятиях;
привлечение к уголовной ответственности в случае нанесения ущерба окружающей среде или наступления экологических проблем, связанных с деятельностью предприятия;
получение разрешение на те, или иные виды работ от соответствующих органов;
добывающие компании должны обеспечивать охрану окружающей среды на месте разработок.

Охрана водных ресурсов

Вода во все времена считалась самым ценным природным ресурсом. Ни для кого не секрет, что именно вода поддерживает жизнь на земле, и именно она является основной составляющей жизнедеятельности всех организмов. Потребительское отношение к водным богатствам нашей планеты привело к катастрофическим последствиям, в том числе и к уменьшению её количества. Это угрожает уменьшением популяций флоры и фауны, что приведёт к нарушению её разнообразия.

Дальнейший дефицит чистой воды необратимо приведёт к ухудшению здоровья людей и конкуренции за неё. Поэтому так важно сохранить и защитить водные ресурсы планеты.

Сегодня можно выделить несколько направлений, призванных обеспечить реализацию экологической политики касательно минеральных и пресных вод, среди которых:

внедрение безотходных технологий и ограничение сточных вод в промышленности;
повторное использование технических вод путём их очистки

Последнее включает механическую, химическую и биологическую обработку.

Источник

Выполнение требований охраны и рационального использования недр при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ достигается применением совершенных методик проектирования и проведения всех видов работ на всех стадиях поисково-разведочного процесса. На этапе региональных работ выбор направления (и рационального комплекса исследований) должен проводиться на основе научно обоснованной геологической модели изучаемого региона. На стадии выявления и подготовки к поисковому бурению основное внимание необходимо обращать на комплексирование различных методов (структурное бурение, сейсморазведка и др.), проводить поиски ловушек различного типа (как структурных, так и неантиклинальных).

На стадии поискового бурения полнота и рациональное изучение недр достигается вскрытием разреза осадочных пород на полную мощность или технически доступную глубину и изучением всех перспективных нефтегазоносных комплексов. С тем, чтобы избежать пропуска залежей в изучаемом разрезе, главным принципом проведения поисковых работ должен быть «принцип негативной оценки перспектив нефтегазоносности» — т. е. всякий объект должен считаться перспективным, если отсутствуют доказательства его непродуктивности.

В процессе разведочных работ некомплексное проведение исследований и низкое качество интерпретации приводит к пропуску нефтегазоносных горизонтов, неправильному определению фильтрационно-емкостных параметров продуктивных пластов и положения ВНК, ГВК, ГНК. Это является причиной неправильной оценки народнохозяйственного значения залежи и больших потерь углеводородов в недрах. Поэтому разведка должна обеспечивать полноту изучения параметров, необходимых для подсчета запасов и составления технологической схемы или проекта опытно-промышленной эксплуатации.

Одной из проблем охраны недр является освоение не только сырья (нефти и природного горючего газа), но и попутных и рассеянных компонентов (этан, пропан, бутан, гелий, сера — в газах, тяжелые металлы — в нефти), и особенно в водах нефтяных месторождений. Общее количество минерализованных вод и рассолов, добываемых попутно с нефтью, составляет по Российской Федерации около 60 млн м3/год. Эти воды содержат литий, цезий, рубидий, стронций, магний, калийные соли, щелочи и др. По величине запасов промышленно-ценных компонентов попутные воды могут конкурировать с традиционными рудными источниками их добычи (например для лития). Утилизация полезной продукции из попутных вод месторождений наряду с очисткой менее минерализованных вод до уровня ПДК (предельно допустимых концентраций) будут способствовать сохранению окружающей среды.

Основным видом работ при поисках и разведке месторождений нефти и газа является бурение глубоких скважин, которое оказывает мощное технологическое воздействие как на недра, так и на окружающую природу и приводит к возникновению целого комплекса геоэкологических проблем.

Не допускается строительство скважин вблизи населенных пунктов, школ, детских учреждений, необходимо применять все меры по охране водоемов, лесных насаждений, сельскохозяйственных угодий, культурных ценностей. В зависимости от типа бурящейся скважины на период ее бурения производится отвод земельного участка, согласно техническим нормам, размером от 0,016 до 0,035 км2.

При бурении поисковых и разведочных скважин происходит нарушение целостности массива горных пород, которое влечет за собой нарушение естественной разобщенности нефтегазоносных и водоносных горизонтов и пластов, а также возможность связи их с атмосферой. В результате такого взаимодействия в водоносные пласты могут попасть углеводороды, а нефтегазоносные пласты могут подвергнуться нежелательному и неконтролируемому обводнению. Межпластовые перетоки могут привести к загрязнению и нанести вред залежам других полезных ископаемых, присутствующих в разрезе месторождения нефти и газа (например калийных солей, пресных или целебных минеральных вод и др.).

К загрязнению поверхности и большим потерям приводит открытое фонтанирование скважин. Особую опасность оно представляет в случае наличия в нефти или газах сероводорода.

Весьма опасными являются грифоны, образующиеся в результате прорыва газа по трещинам. Ликвидация последствий открытого фонтанирования — весьма сложная техническая задача. Необходимо не только прекратить фонтанирование воды и газа через усгье, но и исключить возможные перетоки флюидов в открытом стволе или за колонной. Переливающие водой скважины приводят не только к потерям пластовых вод, которые как правило содержат целый комплекс полезных компонентов и часто являются целебными, но и к порче почв и угодий.

При разведке залежей с аномально низкими пластовыми давлениями (как естественными, так и искусственно созданными в результате интенсивной эксплуатации) необходимо применение облегченных растворов с тем, чтобы избежать поглощений бурового раствора. Залежи с аномально высокими пластовыми давлениями должны вскрываться с применением утяжеленных растворов, а устье должно быть оборудовано противовыбросовым устройством, а репрессия на пласт должна быть минимально возможной. Геофизические исследования в перспективных интервалах необходимо проводить в минимальные сроки (не позже, чем через 5 суток после вскрытия), интервал исследования при этом не должен превышать 200 м. Не допускается разрыв во времени между вскрытием продуктивного пласта в колонне и его испытанием, так как это приводит к кольматации (загрязнению) интервала опробования и искажению представлений об истинной продуктивности пласта.

Значительный ущерб может нанести интенсивная эксплуатация поисковых и разведочных скважин на газонефтяных и газоконденсатных месторождениях. На газонефтяных месторождениях снижение давления газовой шапки приводит к потерям при разработке нефтяной оторочки. На газоконденсатных залежах снижение давления ниже давления насыщения (давление конденсации) приводит к выпадению в жидкую фазу и потере тяжелых углеводородов.

Геолого-техническим нарядом определяется конструкция скважины, которая позволила бы надежно изолировать друг от друга нефте-, газо- и водонасыщенные горизонты, обеспечила бы герметичность колонны и высокое качество их цементирования.

Поисковые и разведочные скважины, если необходимо приостановить работы по их строительству или исследованию, могут временно консервироваться. К консервации скважин прибегают в том случае, когда из-за невозможности подъехать к буровой или из-за нарушения устья скважины невозможно продолжать бурение, или при получении промышленного притока для ожидания обустройства и ввода в опытную эксплуатацию. Во избежание аварий и осложнений после расконсервации такие скважины необходимо надлежащим образом обработать и оборудовать. Ствол скважины, которую собираются вводить в эксплуатацию после расконсервации, заливают глинистым раствором, который может быть обработан поверхностно-активными веществами, а верхняя часть ствола (до 30 м) заполняется нефтью.

По завершении работ скважины ликвидируются. Ликвидации подлежат следующие категории скважин. Первая — опорные, поисковые, параметрические, разведочные, выполнившие свое назначение и оказавшиеся после бурения непродуктивными. Вторая группа — эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные, пробуренные в неблагоприятных геологических условиях. В третью группу входят скважины, которые не могут использоваться по техническим причинам из-за низкого качества проводки или аварий в процессе бурения. К четвертой группе относятся эксплуатационные скважины, дальнейшее использование которых невозможно или нецелесообразно вследствие полного обводнения или падения дебита ниже предельно рентабельного.

Ликвидация скважин проводится с соблюдением всех норм и требований по охране недр. При ликвидации скважин в интервалах со слабопродуктивными или непродуктивными пластами устанавливают цементные мосты. Высота цементного моста должна быть равна мощности пласта плюс 20 м выше кровли и ниже подошвы пласта. Над кровлей верхнего пласта цементный мост устанавливается на высоту не менее 50 м.

Объемы и методика работ по охране окружающей среды при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ контролируются природно-климатическими условиями. На территории Российской Федерации выделены три типа ландшафтно-климатических зон — аридная, гумидная и криогенная.

Криолитозона — зона развития мерзлых пород занимает обширные зоны на севере Тимано-Печорской, Западно-Сибирской и Восточно – Сибирской нефтегазоносных провинций.

Аридная зона развита лишь на крайнем юго-востоке Европейской части Российской Федерации, в основном в пределах Прикаспийской нефтегазоносной провинции.

Гумидная зона развита на значительной площади территорий Северокавказско-Мангышлакской, Западно-Сибирской, Тимано-Печорской, Волго-Уральской нефтегазоносных провинций.

Особое внимание следует уделять охране природы при ведении поисково-разведочных работ в криолитозоне. Окружающая среда в зоне развития мерзлых пород наиболее уязвима к проведению таких видов работ, как бурение и испытание скважин, сейсморазведка, строительство и эксплуатация дорог и нефте- и газопроводов. Естественная геоэкологическая обстановка трудно восстанавливается, возможна активизация криогенных геологических процессов (термокарст, пучение, заболачивание), физическая деградация верхних горизонтов много лет немерзлых пород. Для сохранения много лет немерзлых грунтов в зонах работы буровых установок необходимы специальные фундаменты, предусматривающие искусственное охлаждение и сохранение естественного холода в их нижней части, что позволяет предотвратить растаивание мерзлого грунта в основании буровой установки в течение всего периода бурения.

При работах в тундровой зоне основными причинами нарушения почвенного покрова являются вынужденное частичное использование гусеничной техники в бесснежный период и отсутствие специальной транспортной техники с низким давлением на грунт. Ввиду того, что используемая техника приводит к разрушению почвенного покрова тундры, здесь необходим транспорт высокой проходимости на большеобъемных шинах с минимальным давлением на грунт,

который практически не вызывает нарушений почвенно-растительного слоя и предохраняет мерзлоту от развития нежелательных криогенных процессов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

Источник