СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Российский патент 1998 года по МПК E03B3/06 E21B43/12 

Изобретение относится к охране подземных вод от загрязнения и может быть применено в горнодобывающей промышленности при скважинной разработке нефтяных и газовых месторождений при очистке загрязненного водоносного пласта с питьевой водой.

Известен способ ликвидации загрязнения подземных вод, заключающийся в том что на залежи загрязненного водоносного горизонта бурят систему водонагревательных скважин, производят закачку пресной воды и осуществляют отбор загрязненной воды [1].

Известен также способ ликвидации загрязнений подземных вод, включающий закачку в водоносный пласт пресной воды через нагнетательные скважины и отбор загрязнений. При этом нагнетательные скважины размещают на главной линии тока ареала распространения загрязнения между источником загрязнения и областью разгрузки. Закачку пресной воды осуществляют с напором, большим напора источника загрязнения (прототип) [2].

Общим недостатком как аналога, так и прототипа является то, что размещение нагнетательных скважин внутри контура загрязненного пласта и областью разгрузки, а также источника обеспечивает очистку загрязненной воды только в области разгрузки, а противоположная сторона остается загрязненной или выдавливается в за контур загрязнения. Кроме того, при этом затрудняется измерение и регулирование давления на трех участках одного и того же пласта, как это предусмотрено в прототипе. Велики также энергетические и материальные затраты, далее извлекаемая в дневную поверхность загрязненная жидкость содержит в себе соли тяжелых металлов и радиоактивных веществ, которые на дневной поверхности загрязняют водоемы, почву, вредно воздействуя на экологическую обстановку.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим определение области загрязнения в пласте, закачку очищающей воды через нагнетательные скважины, отбор загрязненной воды и контроль ее качества и количества.

Новым является то, что при сооружении скважины для отбора загрязненной воды бурением дополнительно вскрывают и глубинный утилизационный пласт, в который направляют загрязненную воду при одновременной депрессии на загрязненный и репрессии на утилизационный пласт, при этом нагнетательные скважины сооружают за контуром загрязненного пласта.

Вышеприведенные отличительные признаки, по мнению авторов, соответствует критерию существенные отличия изобретения, поскольку они не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов, при этом на дату подачи заявки из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения с такими отличительными признаками, создающими новый положительный эффект, несвойственный известным способом.

Так, использование предлагаемого способа одновременно наряду с очисткой загрязненного водоносного пласта решается проблема захоронения загрязненной жидкости через одну и ту же скважину, из которой отбирается загрязненная вода, следовательно, исключатся опасность загрязнения водоемов, рек, почвы и т. д., отобранной водой из очищаемого загрязненного пласта, отпадает необходимость ее транспортировки, создаются благоприятные условия для оттеснения и отбора загрязненной воды из очищаемого пласта, а также наиболее полного ее удаления.

На фиг. 1 изображен контур загрязненного пласта, подлежащего очистке, с изображением нагнетательных скважин и скважины для отбора загрязненной воды; на фиг. 2 - процесс очистки загрязненного пласта, утилизации отбираемой жидкости из него и процесс нагнетания очищенной воды в загрязненный пласт.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Перед началом работ по ликвидации области загрязнения проводят исследования по определению области загрязнения (фиг.1), а также по выявлению источника загрязнения путем обследования технического состояния наземных и подземных сооружений, вертикального электрического зондирования, закачкой индикаторов и др. В случае обнаружения источника загрязнения он ликвидируется известными способами. Далее на залежи пресной воды, подлежащей очистке, проводят следующие работы.

Определяют глубину залегания залежи, параметры пласта, отбирают пробы воды. Проводят электроразведку. Строят геологические профили. Исследования проводят через сеть наблюдательных скважин или используют уже имеющиеся скважины нефтедобычи. По результатам исследования приступают к использованию способа.

Для этого в центре загрязненной залежи (фиг.1) пробуривают скважину 2 для отбора загрязненной пресной воды и контроля ее качества и количества, бурением вскрывают пласт 3 с загрязненной пресной водой и далее продолжают бурить до глубинного утилизационного пласта 4, куда подлежит направить загрязненную пресную воду, вскрывают его также бурением. Затем в эту скважину в зону загрязненного пласта опускают насос 5 с хвостовиком 6 для транспортирования отобранной жидкости в утилизационный пласт (фиг.2), с последующей запакеровкой затрубного пространства пакером 7.

За контуром загрязненного пласта сооружают нагнетательные скважины 8, производят обустройство и осуществляют в нее закачку очищающей пресной воды с напором большим, чем напор загрязненного пласта 3.

Количество вводимых нагнетательных скважин 8 зависит от площади загрязнения залежи 1, градиента естественного потока и коллекторской характеристики водоносного пласта 3. После этого насос 5 запускают в работу. Под напором закачиваемой жидкости через нагнетательные скважины загрязненная жидкость поступает в скважину 2 для отбора жидкости и с помощью насоса 5 ее направляют в утилизационный пласт 4.

Эту работу продолжают до тех пор, пока не очистится залежь от загрязненной воды. Необходимым условием выполнения способа является и направление загрязненной жидкости в глубинный утилизационный пласт при одновременной депрессии на загрязненный и репрессии на утилизационный пласты, т.е. при
P₁ < P_зп < P_з,
P₂ > P_уп,
где
P₁ - давление в приствольной зоне скважины для отбора жидкости, Мпа;
P_зп -давление в загрязненном пласте, МПа;
P₂ - давление в приствольной зоне утилизационного пласта, МПа;
P_уп - давление в утилизационном пласте, МПа;
P_з - давление в приствольной зоне нагнетательной скважины загрязненного пласта, МПа.

Необходимость в нагнетательных скважинах отпадает, если достаточно высоки проницаемость и естественный напор на контуре питания загрязненного водоносного пласта.

Технико-экономические преимущество предложения заключается в следующем.

Использование способа по сравнению с известными обеспечивает полное очищение загрязненного пласта и наименьшими затратами. Способ не требует извлечения загрязненной жидкости на поверхность, транспортирования по трубопроводам к месту захоронения, следовательно, исключается опасность загрязнения водоемов, рек, озер, почвы и т.д. транспортируемой загрязненной водой, сокращаются энергетические и материальные затраты, связанные с транспортированием, содержанием при этом обслуживающего персонала, ускоряется процесс очищения загрязненного пласта благодаря расположению нагнетательных скважин за контуром загрязненной залежи пресной воды.

Использование: при охране подземных пресных вод от загрязнения, в частности при очистке загрязненных водоносных пластов при скважинной разработке нефтяных и газовых месторождений. Обеспечивает снижение энергетических и материальных затрат, а также ускорение очистки загрязненных водоносных пластов с пресной питьевой водой. Сущность изобретения: по способу предусматривают определение области загрязнения. Осуществляют закачку очищающей воды через нагнетательные скважины, отбор загрязненной воды и контроль качества и количества. При сооружении скважины для отбора загрязненной воды бурением дополнительно вскрывают и глубинный нижележащий утилизационный пласт. В него направляют загрязненную жидкость. Одновременно создают депрессию на загрязненный и респрессию на утилизационный пласты, при этом нагнетательные скважины сооружают за контуром загрязнения пласта. 2 ил.

Способ ликвидации загрязнения подземных вод, включающий определение области загрязнения в пласте, закачку очищающей воды через нагнетательные скважины, отбор загрязненной воды и контроль ее качества и количества, отличающийся тем, что при сооружении скважины для отбора загрязненной воды бурением дополнительно вскрывают и глубинный утилизационный пласт, в который направляют загрязненную жидкость при одновременной депрессии на загрязненный и репрессии на утилизационный пласты, при этом нагнетательные скважины сооружают за контуром загрязненного пласта.