LOCALIZATION OF LIQUIDATED DEEP WELLHEADS DEPENDING ON GEOMORPHOLOGICAL ZONING IN THE ASTRAKHAN REGION
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 18
to 22
Status:
Published
Received:
10.10.2014
Accepted:
15.10.2014
Published:
15.10.2014
Subject area:
UDK [550.822.7:622.254.8]:551.435.122/.126(470.46)
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
Language:
Russian
Keywords:
liquidated well, Astrakhan region, ecological monitoring, geomorphology
Abstract (English):
The most important factor, operating on the territory of the Astrakhan region, is the existence of fund of the liquidated deep wells for oil and gas. On the territory of the Astrakhan region explorative oil and gas drilling has been held since 50th years of the XXth century. At present, the allowed fund of liquidated deep wells comprises about 300 units. Moreover, a large amount of ongoing parametric, structural, prospecting and development drilling is concentrated in the Paleozoic depositions of the Astrakhan Arch and adjacent structural elements, which in most cases are characterized by the presence of large amount of aggressive components, in particular hydrogen sulfide, in the formation fluid. Input term in abandonment of the majority of the produced holes exceeds 30-35 years, i. e. the probability of a leakage of erected insulating bridges has repeatedly increased. The produced situation demands the immediate organization of the uniform regional system of continuous monitoring for wellhead area of liquidated wells with the purpose of prevention of the possible adverse ecological consequences. The organization of the surveillance system of wellhead territory of the liquidated deep wells should be based on the accurate methodical receptions, including the methods of application of the ecological forecast of separate reductants of geologic environment, in particular geomorphological constitutions. Localization of wellhead liquidated deep wells concerning geomorphological and hydrographic features of the Astrakhan region, specially regarding exploratory tests uncovered the benches containing a formation fluid with high concentration of hydrogen sulfide, is the extremely dangerous regarding ecological risks while originating the contingency situations. In particular, wellhead territory of the liquidated deep wells for oil and gas are located within floodplain and delta field of Volga-Akhtubinsk floodplain and delta of the river Volga.
The most important factor, operating on the territory of the Astrakhan region, is the existence of fund of the liquidated deep wells for oil and gas. On the territory of the Astrakhan region explorative oil and gas drilling has been held since 50th years of the XXth century. At present, the allowed fund of liquidated deep wells comprises about 300 units. Moreover, a large amount of ongoing parametric, structural, prospecting and development drilling is concentrated in the Paleozoic depositions of the Astrakhan Arch and adjacent structural elements, which in most cases are characterized by the presence of large amount of aggressive components, in particular hydrogen sulfide, in the formation fluid. Input term in abandonment of the majority of the produced holes exceeds 30-35 years, i. e. the probability of a leakage of erected insulating bridges has repeatedly increased. The produced situation demands the immediate organization of the uniform regional system of continuous monitoring for wellhead area of liquidated wells with the purpose of prevention of the possible adverse ecological consequences. The organization of the surveillance system of wellhead territory of the liquidated deep wells should be based on the accurate methodical receptions, including the methods of application of the ecological forecast of separate reductants of geologic environment, in particular geomorphological constitutions. Localization of wellhead liquidated deep wells concerning geomorphological and hydrographic features of the Astrakhan region, specially regarding exploratory tests uncovered the benches containing a formation fluid with high concentration of hydrogen sulfide, is the extremely dangerous regarding ecological risks while originating the contingency situations. In particular, wellhead territory of the liquidated deep wells for oil and gas are located within floodplain and delta field of Volga-Akhtubinsk floodplain and delta of the river Volga.
Keywords:
liquidated well, Astrakhan region, ecological monitoring, geomorphology
liquidated well, Astrakhan region, ecological monitoring, geomorphology
Введение Одним из важнейших техногенных факторов, действующих на территории Астраханского региона, является наличие фонда ликвидированных (находящихся в консервации) глубоких скважин на нефть и газ. Прикаспийская нефтегазоносная провинция - один из старейших регионов России, в пределах которого проводятся геологоразведочные работы на нефть и газ и осуществляется добыча углеводородов. В частности, на территории Астраханского региона поисково-разведочное бурение на нефть и газ проводится с 50-х гг. XX в. В настоящее время учтенный фонд ликвидированных глубоких скважин (только поисковые и разведочные, без учета структурных, параметрических, эксплуатационных) составляет около 300 единиц. Отметим, что большой объем параметрического, структурного, поисково-оценочного, разведочного и эксплуатационного бурения был сосредоточен в подсолевых палеозойских отложениях (в основном, средний карбон) Астраханского свода и сопредельных структурных элементах, которые в большинстве случаев характеризуются наличием в пластовом флюиде большого количества агрессивных компонентов, и прежде всего сероводорода [1]. Срок ввода в ликвидацию (консервацию) большинства данных скважин превышает 30-35 лет, т. е. вероятность нарушения герметичности установленных изоляционно-ликивидационных мостов многократно возросла. Кроме того, устья глубоких скважин, вскрывших отложения, которые содержат в пластовом флюиде сероводород, при ликвидации оборудуются фонтанной арматурой в целях постоянного контроля давления, и в большинстве случаев устьевое оборудования таких скважин находится в разукомплектованном или нерабочем состоянии, т. е. при нарушении герметичности ликвидационных мостов в окружающую среду будет поступать высокотоксичный пластовый флюид [2]. Возникшая ситуация требует незамедлительной организации единой региональной системы непрерывного мониторинга устьевого пространства ликвидированных скважин с целью предотвращения возможных неблагоприятных экологических последствий. Организация системы мониторинга устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин должна базироваться на четких методических приемах, включающих в себя не только наблюдение за техническим состоянием ликвидированных скважин, но и методики экологического прогноза состояния как отдельных компонентов геологической среды, так и состояния окружающей природной среды в целом при возникновении техногенных аварий, связанных с выбросами пластового флюида из ликвидированных глубоких скважин. Экологический прогноз состояния природно-техногенной среды возможен только при учете всех имеющихся особенностей геологической среды, по которой будет происходить миграция загрязняющих веществ, в том числе и геоморфологического строения. Экологический риск, обусловленный размещением ликвидированных глубоких скважин в различных геоморфологических районах Астраханского региона Локализация устьев ликвидированных глубоких скважин с точки зрения геоморфологических и орогидрографических особенностей Астраханского региона, особенно в части поисковых скважин, вскрывших пласты, которые содержат пластовый флюид с высокой концентрацией сероводорода, является крайне опасной с точки зрения экологических рисков при возникновении аварийных ситуаций. В частности, 18,9 % устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ расположено в пределах пойменно-дельтовой равнины Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги (рис. 1). Рис. 1. Космофотоснимок с группой ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ, локализованных в пределах пойменно-дельтовой равнины Аллювиально-пойменная равнина Волго-Ахтубинской поймы характеризуется большим количеством крупных и малых водотоков, между которыми формируются равнинные острова различной площади. В свою очередь, поверхность островов осложнена повышенными и пониженными участками с сетью густо ветвящихся ериков с различными морфометрическими параметрами. Многие из них характеризуются подмывом правых берегов в период паводковых вод. Степень расчленённости поверхности постоянными и временными потоками, гипсометрическое положение определяют крайнюю активность современных геологических процессов на данной территории, что, в свою очередь, обусловливает их непрерывное негативное воздействие на устье ликвидированных глубоких скважин, приводя к коррозии стальных конструкций и разрушению цементного стакана верхних секций обсадных колонн. В конечно итоге данные процессы могут привести к потере герметичности устьевого оборудования, что в совокупности с разрушением изоляционно-ликвидационных мостов приводит к выбросу пластового флюида на поверхность. Имеющийся уклон рельефа в сторону речного русла и высокие фильтрационные характеристики отложений верхней части разреза приводят к практически мгновенному попаданию загрязняющих веществ в водотоки. Аллювиально-дельтовая равнина располагается в южной части региона и приурочена к дельте р. Волги. Геоморфологические процессы, происходящие в дельте, обусловливают сложное и неоднородное геоморфологическое строение дельты. Это обусловлено историей геолого-геоморфологического развития дельты, климатическими условиями и особенностями колебаний уровня Каспийского моря. Северная территория дельты отличается от поймы тем, что площадь островов более значительна, рельеф более выровнен. В рельефе аллювиально-дельтовой равнины преобладают плоские пространства, осложнённые слегка гривистыми участками, действующими и отмирающими ложбинами стока, озёрами, озёрами-старицами. Абсолютные отметки поверхности островов изменяются в достаточно широких пределах: от -27,7 до -21,0 м. Перемещение, затухание и образование новых русловых протоков, а также работа моря обусловили создание и развитие разнообразных природных геосистем. Активность геологических процессов в пределах аллювиально-дельтовой равнины во многом аналогична вышеописанной, что также приводит к многократному возрастанию риска техногенных катастроф, связанных с потерей герметичности устьевого оборудования ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ. Более 53 % устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ локализовано в пределах современной эоловой равнины (рис. 2). Рис. 2. Космофотоснимок с группой ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ, локализованных в пределах современной эоловой равнины Эоловая равнина сплошным массивом распространяется к западу и востоку от Волго-Ахтубинской поймы и дельты, отдельными массивами вкраплена в морскую равнину. Эоловая равнина сформировалась на поверхности обнажившегося от воды морского дна, покрытого преимущественно супесчаными отложениями, которые аккумулировались на дне мелководного хвалынского моря. В условиях аридного климата главным рельефообразующим процессом является ветер, физическое выветривание. В целом расположение устьев ликвидированных скважин в пределах эоловой равнины характеризуется меньшим риском возникновения техногенных аварий, связанных с потерей герметичности устьевого оборудования. Это обусловлено, во-первых, менее активным воздействием господствующих геологических процессов на целостность устьевого оборудования; во-вторых, отсутствием поверхностных водотоков в пределах эоловых равнин, наличием больших перепадов абсолютных отметок и, соответственно, возможностью локальной аккумуляции жидкофазного пластового флюида в понижениях. С другой стороны, господствующим геологическим агентом, действующим в пределах эоловых равнин, является перемещение воздушных масс, как правило с достаточно высокой скоростью и устойчивым восточным и северо-восточным направлением. Данное явление приводит к риску распространения газообразных пластовых флюидов в направлении Волго-Ахутбинской поймы и, соответственно, наиболее густонаселенных районов Астраханского региона. Учитывая тот факт, что большинство скважин, расположенных в левобережной эоловой равнине, вскрыли газонасыщенные пласты, часто с высоким содержанием сероводорода, любой достаточно мощный выброс, возникший в результате потери герметичности устьевого оборудования ликвидированной скважины, может привести к серьезной техногенной катастрофе. Таким образом, необходимость непрерывного контроля состояния устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ диктуется неблагоприятными геоморфологическими и орогидрографическими особенностями с точки зрения возможности быстрой локализации аварийной ситуации, возникшей в результате потери герметичности устьевого оборудования и изоляционно-ликвидационных мостов скважин. Заключение Одним из важнейших техногенных факторов, действующих на территории Астраханского региона, является наличие фонда ликвидированных (находящихся в консервации) глубоких скважин на нефть и газ. В частности, 18,9 % устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ расположено в пределах пойменно-дельтовой равнины Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги. Более 53 % устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ локализовано в пределах современной эоловой равнины. Расположение устьев ликвидированных скважин в пределах эоловой равнины характеризуется меньшим риском возникновения техногенных аварий, связанных с потерей герметичности устьевого оборудования. Однако в целом локализация устьев ликвидированных глубоких скважин, особенно поисковых скважин, вскрывших пласты, которые содержат пластовый флюид с высокой концентрацией сероводорода, является крайне опасной с точки зрения экологических рисков при возникновении аварийных ситуаций. Неблагоприятные геоморфологические и орогидрографические особенности диктуют необходимость непрерывного контроля состояния устьевого пространства ликвидированных глубоких скважин на нефть и газ с целью быстрой локализации аварийной ситуации, возникшей в результате потери герметичности устьевого оборудования и изоляционно-ликвидационных мостов скважин.
1. Kudinov V. V. Monitoring priust'evogo prostranstva likvidirovannyh glubokih skvazhin / V. V. Kudinov, O. Ya. Zorina // Materialy III Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Noveyshie tehnologii osvoeniya mestorozhdeniy uglevodorodnogo syr'ya i obespechenie bezopasnosti ekosistem kaspiyskogo shel'fa». Astrahan': AGTK-Lukoyl, 2012. S. 42-44.
2. Zorina O. Ya. Sistema udalennogo gazomonitoringa priust'evogo prostranstva likvidirovannyh glubokih skvazhin na neft' i gaz / O. Ya. Zorina, V. V. Kudinov // Zaschita okruzhayuschey sredy v neftegazovom komplekse. 2012. № 8. P. 92-97.
