RU2247195C1

RU2247195C1 - Method of purification of underground portable water at crude production

Info

Publication number: RU2247195C1
Application number: RU2003127418/03A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Калмыков (RU); Г.И. Калмыков; Т.Х. Галимов (RU); Т.Х. Галимов; Р.Я. Нугаев (RU); Р.Я. Нугаев; В.И. Логиновский (RU); В.И. Логиновский; И.А. Исхаков (RU); И.А. Исхаков; зов Р.М. Гил (RU); Р.М. Гилязов; Г.Х. Габитов (RU); Г.Х. Габитов; В.Я. Вецлер (RU); В.Я. Вецлер; В.Д. Гофман (RU); В.Д. Гофман; В.Ф. Ткачев (RU); В.Ф. Ткачев
Original assignee: Калмыков Григорий Иванович; Галимов Том Хазиевич; Нугаев Раис Янфурович
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-02-27

Abstract

FIELD: oil-producing industry.

SUBSTANCE: the invention presents a method of purification of the underground potable water at a crude production. The method provides for limitation of traffic of pollutions by construction of boreholes and pumping in of solutions of reagents. Along the contour of the site of possible pollution they make a net of boreholes with the a controlled inter-pipe and drill string-borehole annulue space - a compound - boreholes, the distance between which and a number of steps is chosen depending on porosity and permeability of rocks. The steps of the compound-boreholes are placed perpendicularly to the traffic route of the natural stream of the underground potable water, and a pumping in of the solutions of reagents is made through annulue space and inter-pipe space of compounds - holes simultaneously with a crude and a gas production from a pay. The technical result is a reliable provision of purification of underground potable water at simultaneous production of a crude and a gas.

EFFECT: the invention ensures a reliable provision of purification of underground potable water at simultaneous production of a crude and a gas.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности при скважинной разработке нефтяных и газовых месторождений, а именно к охране подземных питьевых вод от загрязнения при добыче нефти и газа. Способ может быть использован на скважинах, добывающих нефть и газ, а также для закачки в пласты нейтрализующих ингредиентов.The invention relates to the oil industry in the borehole development of oil and gas fields, namely to protect underground drinking water from pollution during oil and gas production. The method can be used in wells producing oil and gas, as well as for injecting neutralizing ingredients into formations.

Известен способ локализации загрязнений в водоносных горизонтах путем ограничения их продвижения по водоносному горизонту и задержки в зоне локализации нагнетанием в водоносный горизонт через специально пробуренные скважины различных растворов для создания гидро-, цементационных, силикатных и др. завес, преграждающих дальнейшее перемещение по водоносному горизонту /Бочевер Ф.М. и др. Защита подземных вод от загрязнений. - М., Недра, 1979, с.155/. Способ не обеспечивает надежной локализации загрязнений в зоне локализации, т.к. с течением времени происходит перенаполнение зоны локализации загрязненными водами и обтекание ими завес или выход их на поверхность земли.There is a method of localizing pollution in aquifers by restricting their movement along the aquifer and delays in the localization zone by injection into the aquifer through specially drilled wells of various solutions to create hydro-, cementation, silicate, and other curtains that block further movement along the aquifer / Bochever F.M. and others. Protection of groundwater from pollution. - M., Nedra, 1979, p. 155 /. The method does not provide reliable localization of contaminants in the localization zone, because over time, there is a re-filling of the localization zone with polluted waters and the flow around them of curtains or their exit to the earth's surface.

Известен способ ликвидации загрязнений подземных вод путем закачки через нагнетательную скважину за контуром загрязненного пласта чистой воды и откачки загрязненной воды через специальные утилизационные скважины, вскрывающие глубинный утилизационный пласт /Пат. РФ №2107129, Е 03 В 3/06, oп. 1998 г./. Недостатком способа является низкая вымывающая способность воды, необходимость большого объема чистой воды и утилизации загрязненной воды.A known method of eliminating groundwater pollution by injection through an injection well beyond the contour of a contaminated reservoir of clean water and pumping contaminated water through special utilization wells that open the deep utilization reservoir / Pat. RF №2107129, Е 03 В 3/06, op. 1998 /. The disadvantage of this method is the low leaching ability of water, the need for a large amount of clean water and the disposal of contaminated water.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности (прототипом) является способ очистки загрязненных подземных вод /Пат. СССР № 1838598, Е 21 В 43/28, оп. 1993/, в котором по контуру очага загрязнения через скважины закачивают культуральную жидкость микроорганизмов с органическим питанием. Недостатком способа является образование в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий сероводорода.Closest to the claimed technical essence (prototype) is a method of purification of contaminated groundwater / Pat. USSR No. 1838598, E 21 B 43/28, op. 1993 /, in which the culture liquid of microorganisms with organic nutrition is pumped through wells along the contour of the source of contamination. The disadvantage of this method is the formation as a result of the activity of sulfate-reducing bacteria of hydrogen sulfide.

Задачей изобретения является надежное обеспечение очистки подземных питьевых вод при одновременной добыче нефти и газа.The objective of the invention is the reliable provision of the purification of underground drinking water while the extraction of oil and gas.

Поставленная задача решается тем, что в способе очистки подземных питьевых вод при добыче нефти, включающем ограничение движения загрязнений путем строительства скважин и закачки растворов реагентов, согласно изобретению по контуру очага возможного загрязнения строят сетку скважин с управляемым межтрубным и затрубным пространством - компаунд-скважин, расстояние между которьми и количество ступеней выбирают в зависимости от пористости и проницаемости горных пород, ступени компаунд-скважин располагают перпендикулярно направлению движения естественного потока пластовых вод, а закачку растворов реагентов производят с определенным давлением через межтрубное и затрубное пространство компаунд-скважин независимо от добычи нефти и газа из продуктивного пласта.The problem is solved in that in a method for purifying underground drinking water during oil production, including restricting the movement of contaminants by building wells and injecting reagent solutions, according to the invention, a grid of wells with controllable annulus and annular space — compound wells — is constructed along the contour of the source of possible contamination. between which the number of steps is chosen depending on the porosity and permeability of the rocks, the steps of compound wells are perpendicular to the direction of the rock flow equations can be naturally produced water injection solutions and reactants produce a certain pressure through the annulus between the tubes and compound wells regardless of oil and gas from the producing formation.

Поиск по отличительным признакам показал, что отдельные признаки заявляемого способа известны. В частности известен способ локализации загрязнений в водоносных горизонтах /Пат. РФ 2039230, Е 21 В 43/28, оп. 1995 г./ путем ограничения движения загрязняющих веществ за счет нагнетания реагентов, однако нагнетание реагентов осуществляется предварительно через специальные скважины, а очистка происходит за счет сорбции загрязнений на породах, предварительно обработанных растворами реагентов.A search for distinctive features showed that certain features of the proposed method are known. In particular, a known method for the localization of pollution in aquifers / Pat. RF 2039230, E 21 V 43/28, op. 1995 / by restricting the movement of pollutants by injection of reagents, however, the injection of reagents is carried out previously through special wells, and cleaning is carried out by sorption of contaminants on the rocks previously treated with reagent solutions.

Строительство скважин с управляемым затрубным и межтрубньм пространством - компаунд-скважин описано в способе по пат. РФ № 2139413, МПК Е 21 В 33/1999 г. Однако в известном способе компаунд-скважины используются лишь для добычи нефти или газа. В заявляемом же способе осуществляется одновременно с добычей нефти или газа и закачка растворов реагентов, что позволяет получить новый технический результат - очистка пластовых вод одновременно с добычей нефти или газа.The construction of wells with controlled annulus and annulus - compound wells is described in the method according to US Pat. RF № 2139413, IPC E 21 In 33/1999, however, in the known method, compound wells are used only for oil or gas. In the claimed method, it is carried out simultaneously with the extraction of oil or gas and the injection of reagent solutions, which allows to obtain a new technical result - the treatment of produced water simultaneously with the extraction of oil or gas.

Из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения с такими же отличительными признаками. Именно заявляемая совокупность существенных признаков позволяет решить задачу надежной очистки пластовых питьевых вод одновременно с добычей нефти и газа, что позволяет судить о соответствии заявляемого решения критерию “изобретательский уровень”From the patent and scientific and technical literature, the authors are not aware of methods of the same purpose with the same distinguishing features. It is the claimed combination of essential features that allows us to solve the problem of reliable treatment of produced drinking water simultaneously with oil and gas production, which allows us to judge whether the proposed solution meets the criterion of “inventive step”

На чертеже показана схема реализации способа. Нагнетательные, добывающие, разведочные, структурные или поглощающие скважины обозначены поз.1, компаунд-скважины 2, контур очага возможного загрязнения 3, первая ступень расположения компаунд-скважин 4, вторая ступень расположения компаунд-скважин 5, третья ступень расположения компаунд-скважин 6, направление естественного потока подземных питьевых вод 7. Расстояние между ступенями расположения компаунд-скважин обозначено L_4-5, L_5-6, ширина фронта возможного загрязнения L расстояние между компаунд-скважинами по перпендикулярам направлению движения естественного потока подземных питьевых вод - Δl₁, Δl₂, Δl₃.The drawing shows a diagram of the implementation of the method. Injection, production, exploration, structural or absorbing wells are designated 1, compound wells 2, contour of the source of possible contamination 3, the first stage of the location of compound wells 4, the second stage of the location of compound wells 5, the third stage of the location of compound wells 6, natural flow direction of underground potable water 7. The distance between the compound wells staggered designated L _4-5, L _5-6, the width of the front of possible contamination distance L between the compound wells directed perpendicular th motion natural flow of underground drinking water - Δl _1, Δl _2, Δl _3.

Располагаются компаунд-скважины 2 непосредственно у границы очага возможного загрязнения 3 (за очаг возможного загрязнения принимается территория, на которой находятся нагнетательные скважины, нефтяные, ликвидированные, разведочные, структурные или поглощающие скважины 1. Компаунд-скважины располагаются в защитных зонах трехступенчато - 4, 5, 6 перпендикулярно направлению естественного потока 7 подземных пресных вод. За первую ступень 4 санитарно-защитной зоны принимается зона очага возможного загрязнения 3. Граница второй ступени 5 санитарно-защитной зоны условно проводится на расстоянии 3-5 км от очага возможного загрязнения 3 в зависимости от скорости естественного потока 7 (при большей скорости - большее расстояние). Условной границей третьей ступени 6 принимается зона разгрузки (река, болото, пруд, овраг и т.п.) Расстояние между компаунд-скважинами 2 в одной ступени определяется с учетом ширины фронта возможного загрязнения потока к расстоянию между скважинами.Compound wells 2 are located directly at the boundary of the source of possible pollution 3 (the area where the injection wells, oil, abandoned, exploration, structural or absorbing wells are located is taken as the source of possible pollution 1. Compound wells are located in protective zones in three stages - 4, 5 , 6 perpendicular to the direction of the natural flow of 7 underground fresh water .. For the first stage 4 of the sanitary protection zone, the zone of the focus of possible pollution is taken 3. The boundary of the second stage is 5 sanit The protection zone is conditionally carried out at a distance of 3-5 km from the source of possible pollution 3, depending on the speed of the natural flow 7 (at a higher speed - a larger distance). etc.) The distance between compound wells 2 in one stage is determined taking into account the width of the front of the possible contamination of the flow to the distance between the wells.

Во второй и третьей ступени необходимо пробурить по одной компаунд-скважине 2 по обоим крыльям возможного загрязненного потока 7 поверх расчетного. При значительной скорости движения подземных пресных вод и большой площади очага возможного загрязнения 3 необходимо пробурить дополнительные компаунд-скважины 2 в очаге 3 с перекрытием возможного пути движения потока 7.In the second and third stages, it is necessary to drill one compound well 2 along both wings of a possible contaminated stream 7 above the calculated one. With a significant speed of groundwater freshwater movement and a large area of the source of possible pollution 3, it is necessary to drill additional compound wells 2 in the source 3 with the possible flow path 7 blocked.

Компаунд-скважины 2 на самой площади очага возможного загрязнения 3 бурятся для своевременной очистки потока до границы очага загрязнения 3, т.к. движение загрязненного потока может продолжаться длительное время, подвергая загрязнению значительные площади.Compound wells 2 on the very area of the source of possible pollution 3 are drilled for timely cleaning of the flow to the boundary of the source of pollution 3, because the movement of a polluted stream can continue for a long time, exposing large areas to pollution.

Глубина заложения компаунд-скважин зависит от характера загрязнения и уровня размещения подошвы пресноводных горизонтов в зоне активного водообмена. При опасности загрязнения пресноводных горизонтов пластовьми или минерализованными водами по затрубному пространству эксплуатационных и нагнетательных скважин 1, компаунд-скважины 2 в количестве от 1-й до 3-х должны быть пробурены до башмака кондуктора в районе этих скважин, а в отдельных случаях (при большой мощности зоны пресных вод) и глубже.The depth of compound wells depends on the nature of pollution and the level of placement of the sole of freshwater horizons in the zone of active water exchange. If there is a danger of contamination of freshwater horizons with formation or mineralized waters in the annulus of production and injection wells 1, compound wells 2 in an amount of 1 to 3 should be drilled to the conductor shoe in the area of these wells, and in some cases (for large freshwater zone power) and deeper.

Способ очистки подземных питьевых вод при добыче нефти создает надежную ступень защиты окружающей среды от загрязнения вредными веществами, что значительно повышает экологическую безопасность и сокращает ущерб, наносимый природе загрязнением питьевых вод в районах добычи нефти. При этом не прерывается добыча нефти и газа из продуктивного пласта. Исключается опасность загрязнения водоемов, рек, озер, болот, почвы.The method of purification of underground drinking water during oil production creates a reliable level of protection of the environment from pollution by harmful substances, which significantly increases environmental safety and reduces the damage caused to nature by pollution of drinking water in oil production areas. At the same time, oil and gas production from the reservoir is not interrupted. The risk of pollution of water bodies, rivers, lakes, swamps, soils is eliminated.

Claims

A method of purification of underground drinking water during oil production, including restricting the movement of contaminants by building wells and injecting reagent solutions, characterized in that a grid of wells with controlled annular and annular space is constructed along the contour of the source of possible pollution — compound wells, the distance between which and the number of stages chosen depending on the porosity and permeability of the rocks, the steps of compound wells are perpendicular to the direction of movement of the natural flow of underground pi drinking water, and reagent solutions are injected through the annulus and annulus of the compound wells simultaneously with oil and gas production from the reservoir.