Башкатов А.Д. Прогрессивные технологии сооружения скважин

Подождите немного. Документ загружается.

266

Ðèñ. 5.3.

Ðàñïðåäåëåíèå

ïîñòîÿííîãî äàâëå-

íèÿ â îêîëîñêâàæèíííîé çîíå:

– ëàìèíàðíûé ðåæèì;

– òóðáóëåíòíûé

ðåæèì

Ðèñ. 5.4. Ïðîâîëî÷íûé ôèëüòð ñ ïðîôèëè-

ðîâàííûì ñå÷åíèåì îáìîòêè è èçìåíÿþ-

ùèìñÿ óãëîì íàêëîíà ùåëè ê îñè êàðêàñà:

– ïåðôîðèðîâàííûé êàðêàñ;

– îïîðíûå

øòûðè;

– ïðîâîëîêà

sh 2

2sh

rgn Q

−





γπ





τµ γ







=− − (5.15)

Ôîðìóëû (5.12)–(5.15) õàðàêòåðèçóþò çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ

çîíû ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ êàê ôóíêöèþ äëèíû ôèëüòðà è ðàñ-

ñòîÿíèÿ îò ñêâàæèíû äëÿ ëàìèíàðíîãî è òóðáóëåíòíîãî ðåæèìîâ

ôèëüòðàöèè ôëþèäà â îêîëîñêâàæèííîé çîíå.

Â ìàñøòàáå ñòðîÿò ïîâåðõíîñòü ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ â îêî-

ëîñêâàæèííîé çîíå (ðèñ. 5.3). Ïðîâåäÿ ê ïîëó÷åííîé ïîâåðõíî-

ñòè ïåðïåíäèêóëÿð ê ëþáîé òî÷êå (ýïþðû íà ðèñ. 5.3), ïîëó÷àåì

íàïðàâëåíèå ãðàäèåíòà äàâëåíèÿ â äàííîé òî÷êå (íà îïðåäåëåí-

íîì ðàññòîÿíèè îò íèæíèõ îòâåðñòèé), ðàöèîíàëüíîå íàïðàâëå-

íèå âûïîëíåíèÿ îòâåðñòèé ôèëüòðà. Çíàÿ ðàöèîíàëüíîå íàïðàâ-

ëåíèå îñè ñèììåòðèè îòâåðñòèé ôèëüòðà ïî åãî äëèíå, ïîëó÷àåì

íóæíîå ðàñïîëîæåíèå îòâåðñòèé ôèëüòðà (ðèñ. 5.4).

Ðàññìîòðèì ïðèìåð ïîäáîðà ôèëüòðà â êîíêðåòíûõ óñëîâèÿõ.

Ñêâàæèíà âñêðûëà âîäîíîñíûé ïëàñò ìîùíîñòüþ 5 ì, ñëîæåí-

íûé òîíêîçåðíèñòûìè ïåñêàìè ñ êîýôôèöèåíòîì ôèëüòðàöèè

1 ì/ñóò. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî ïðè èçâåñòíîé êîíñòðóêöèè ñêâà-

æèíû ïðè ðàñõîäå 1 ë/ñ íàáëþäàåòñÿ ëàìèíàðíûé ðåæèì ôèëüò-

ðàöèè â îêîëîñêâàæèííîé çîíå, à ïðè ðàñõîäå 2 ë/ñ – òóðáó-

ëåíòíûé. Ïðè îòêà÷êå ñ äåáèòîì 0,8 ë/ñ ïîëó÷àåì õàðàêòåð èç-

ìåíåíèÿ ñêîðîñòåé ôèëüòðàöèè è ïåðåïàäîâ äàâëåíèÿ íà ôèëüò-

267

ðå (òàáë. 5.1). Ðàññìîòðèì ó÷àñòîê ôèëüòðà â èíòåðâàëå îò 0,85

äî 1,45 ì îò íèæíèõ îòâåðñòèé.

Çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè ïî äëèíå ôèëüòðà â ýòîì ñëó-

÷àå îïèñûâàåòñÿ âûðàæåíèåì (5.8) ñ ïàðàìåòðîì γ = 1.

Ïðè èñïîëüçîâàíèè â ðàñ÷åòàõ óäîáíûõ ðàçìåðíîñòåé Q, ë/ñ;

l, ì; k, ì/ñóò; ∆J

, ì; ò, ì, ðåêîìåíäóåòñÿ èñïîëüçîâàòü â ôîðìóëå

(5.11) ïåðåâîäíîé êîýôôèöèåíò 2,73. Òîãäà ïåðâûé ÷ëåí ðàâåí-

ñòâà (5.11) ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê

2, 73

;

kl J

∆

2,73

/10 ;

kl J

∆

2,73

10 ,

kl J

∆

=⋅

(5.16)

ãäå r

– ðàäèóñ ñêâàæèíû ó íèæíèõ ðàáîòàþùèõ îòâåðñòèé

ôèëüòðà; r – ðàäèóñ ïðèôèëüòðîâîé çîíû âûøå íèæíèõ ðàáî-

òàþùèõ îòâåðñòèé ôèëüòðà, íà êîòîðîì íàáëþäàåòñÿ òàêîå æå

äàâëåíèå, êàê è íà óäàëåíèè r

ó íèæíèõ îòâåðñòèé.

Ïîäñòàâëÿÿ â óðàâíåíèå (5.16) èñõîäíûå äàííûå, ïîëó÷àåì

17,06

10 .

∆

=⋅

(5.17)

Ðàñ÷åòû ïî ôîðìóëå (5.7) ïîçâîëèëè îïðåäåëèòü ðàñïðåäåëå-

íèå çîíû ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ ïî äëèíå ðàññìàòðèâàåìîãî èí-

òåðâàëà. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 5.1 â ãðàôå 5.

Ãðàôà 4 õàðàêòåðèçóåò ïåðåïàä äàâëåíèÿ ìåæäó ðàçëè÷íûìè ñå-

÷åíèÿìè ôèëüòðà. Â ãðàôå 6 ïîêàçàíà âåëè÷èíà ïðèðàùåíèÿ ðà-

äèóñà ïðèôèëüòðîâîé çîíû, íà êîòîðóþ óäàëÿåòñÿ ïîâåðõíîñòü

ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ îò ñêâàæèíû. Òàê, íà èíòåðâàëå ôèëüòðà

0,85–0,95 ì ðàäèóñ çîíû ïîñòîÿííîãî äàâëåíèÿ óâåëè÷èëñÿ ñ

0,089 äî 0,0925, ò.å. ïðèðàùåíèå ðàäèóñà ∆r = 0,0035 ì.

Òàáëèöà 5.1

, ì

ñì/ñ

∆J

∆r

, ì

a°

1 2 3 4 5 6 7

0,85 0,26 0,0017 – 0,089 – –

0,95 0,30 0,0027 0,001 0,0925 0,0035 2

1,05 0,347 0,0039 0,0012 0,097 0,0045 2,5

1,15 0,405 0,0056 0,0017 0,104 0,007 4

1,25 0,475 0,0074 0,0023 0,114 0,01 6

1,35 0,57 0,0105 0,0026 0,126 0,012 7

1,45 0,675 0,0132 0,0027 0,14 0,014 8

Ïðèìå÷àíèå.

∆l

= 0,1 ì.

268

Óãîë íàêëîíà ãðàäèåíòà äàâëåíèÿ è ñêîðîñòè ôèëüòðàöèè ïî-

âåðõíîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îñè ñêâàæèíû è ôèëüòðà,

arct

∆

α=

(5.18)

Ïîäñòàâëÿÿ â óðàâíåíèå (5.18) çíà÷åíèÿ èç òàáë. 5.1 (ãðàôà

6), ïîëó÷àåì óãîë íàêëîíà ãðàäèåíòà è ñêîðîñòü ôèëüòðàöèè ê

îñè ñèììåòðèè ïëàñòà α. Êàê ïîêàçàëè ðàñ÷åòû, âåêòîð ñêîðîñòè

è ãðàäèåíòû ôèëüòðàöèè íà èíòåðâàëå ôèëüòðà 0,85–1,45 ì èç-

ìåíÿåò óãîë íàêëîíà ê ïîâåðõíîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îñè

ñêâàæèíû è ôèëüòðà îò 2 äî 8°.

Â ýòîé ñâÿçè öåëåñîîáðàçíî èçìåíÿòü íàïðàâëåíèå îòâåðñòèé

ôèëüòðà ïî äëèíå ôèëüòðà íà ó÷àñòêå îò 0,85 äî 1,45 ì. Íà ó÷à-

ñòêå ôèëüòðà 0,85–0,95 ì ðàöèîíàëüíûé íàêëîí îòâåðñòèé ê ïî-

âåðõíîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îñè ñêâàæèíû è ôèëüòðà, ñîñòàâèë

2°, íà ó÷àñòêå 1,15–1,25 ì – 6°, à íà ó÷àñòêå 1,35–1,45 ì – 8°.

Â äàííûõ óñëîâèÿõ öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü ôèëüòð, â êî-

òîðîì îñü ñèììåòðèè îòâåðñòèé íàêëîíà ê ïîâåðõíîñòè ïåðïåí-

äèêóëÿðíîé îñè ñêâàæèíû ïîä ðàñ÷åòíûì óãëîì α. Îáîðóäîâàëè

ñêâàæèíó íîâîé êîíñòðóêöèåé ôèëüòðà.

Ðàññìîòðèì òóðáóëåíòíûé ïðèòîê ê ôèëüòðó íà ó÷àñòêå 0,85–

0,45 ì. Ïðè ðàñõîäå 2,04 ë/ñ â îêîëîñêâàæèííîé çîíå íàáëþäà-

ëàñü òóðáóëåíòíàÿ ôèëüòðàöèÿ. Õàðàêòåð ðàñïðåäåëåíèÿ âõîäíûõ

ñêîðîñòåé â ôèëüòð è ïåðåïàäîâ äàâëåíèÿ íà îòâåðñòèÿõ ïðåä-

ñòàâëåíû â òàáë. 5.2.

Äëÿ óäîáñòâà ðàñ÷åòà âòîðîé ÷ëåí óðàâíåíèÿ (5.11) ïðåîáðà-

çîâàëè ïî àíàëîãèè ñ ôîðìóëàìè (5.16) è (5.17):

9,7 10 ;

−



∆= ⋅ −





103,02 .

−= ∆ (5.19)

103,02 ;

=− ∆

103,02 .

−



=− ∆





(5.20)

Òàáëèöà 5.2

, ì

ñì/ñ

∆J

∆r

, ì

a°

1 2 3 4 5 6 7

0,85 0,705 0,0125 – 0,089 – –

0,95 0,835 0,0167 0,0042 0,092 0,003 2

1,05 0,975 0,0233 0,0066 0,098 0,006 3,5

1,15 1,102 0,0337 0,0104 0,109 0,009 5,2

1,25 1,29 0,0477 0,014 0,129 0,02 1,2

1,35 1,465 0,0697 0,022 0,182 0,053 0,8

1,45 1,655 0,0978 0,0281 0,384 0,202 64,0

Ïðèìå÷àíèå.

∆l

= 0,1 ì.

269

Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïî ôîðìóëå (5.20) ïðåäñòàâëåíû â

тàáë. 5.2 â ãðàôàõ 5 è 6. Óãîë íàêëîíà ãðàäèåíòà è ñêîðîñòè

ôèëüòðàöèè â îêîëîñêâàæèííîé çîíå îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå

(5.18) (ñì. ãðàôó 7).

Íà ó÷àñòêå ôèëüòðà 0,85–1,5 ì ðàöèîíàëüíûé íàêëîí îòâåð-

ñòèé ôèëüòðà ê ïîâåðõíîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé åãî ïðîäîëüíîé

îñè, èçìåíÿåòñÿ îò 2 äî 64°.

Ñîïîñòàâëÿÿ ëàìèíàðíûé è òóðáóëåíòíûé ðåæèìû ôèëüòðà-

öèè ôëþèäà ê ñêâàæèíå, ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî ïðè ëàìè-

íàðíîì ðåæèìå âåêòîð ãðàäèåíòà è ñêîðîñòè ôèëüòðàöèè, à òàê-

æå è ðàöèîíàëüíîãî íàïðàâëåíèÿ âûïîëíåíèÿ îòâåðñòèé ôèëüòðà

áîëåå ïëàâíî èçìåíÿåò ñâîå ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå ïî

äëèíå ôèëüòðà, ÷åì ïðè òóðáóëåíòíîì ðåæèìå.

275

Ãëàâà 6

•

ÈÇÎËßÖÈß ÏËÀÑÒÎÂ

Â ïðîöåññå ñîîðóæåíèÿ âûñîêîäåáèòíûõ ñêâàæèí ðàçëè÷íîãî

íàçíà÷åíèÿ ïîâûøàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ê èçîëÿöèè ïëàñòîâ. Ïðîíè-

öàåìûå ïëàñòû ñëîæåíû îáû÷íî òðåùèíîâàòûìè èëè îáëîìî÷-

íûìè ïîðîäàìè, ïåñêàìè, öåìåíòèðîâàíèå êîòîðûõ òðàäèöèîí-

íûìè ìåòîäàìè çàòðóäíèòåëüíî. Â ïðîöåññå áóðåíèÿ ñòâîë ñêâà-

æèíû ñîåäèíÿåò ðàçëè÷íûå ïëàñòû, ñîäåðæàùèå êîíäèöèîííóþ

âîäó è âîäó ñ ïîâûøåííûìè êîíöåíòðàöèÿìè âðåäíûõ ýëåìåí-

òîâ. ×åðåç ñêâàæèíó ïëàñòû ñîîáùàþòñÿ, ÷òî ÷àñòî ïðèâîäèò ê

ïîïàäàíèþ â ÷èñòûé ãîðèçîíò íåêîíäèöèîííûõ ïðèìåñåé èç ñî-

ñåäíèõ ïëàñòîâ è åãî çàãðÿçíåíèþ.

Ñ öåëüþ óñòðàíåíèÿ ìåæïëàñòîâûõ ïåðåòîêîâ ïðåäóñìàòðèâà-

åòñÿ êðåïëåíèå ñêâàæèíû îáñàäíûìè òðóáàìè ñ èõ ïîñëåäóþùèì

öåìåíòèðîâàíèåì. Êàê ïîêàçàëà ïðàêòèêà, ïðèìåíåíèå òðàäèöè-

îííûõ ìåòîäîâ êðåïëåíèÿ ñêâàæèí íå îáåñïå÷èâàåò íàäåæíîãî

ðàçîáùåíèÿ ïëàñòîâ äëÿ ðàçëè÷íûõ ãîðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëî-

âèé. Íàèáîëüøàÿ îïàñíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ ìåæïëàñòîâûõ ïåðå-

òîêîâ õàðàêòåðíà äëÿ âûñîêîäåáèòíûõ ñêâàæèí, âñêðûâàþùèõ

íàèáîëåå îáèëüíûå ïðîäóêòèâíûå èíòåðâàëû ïëàñòà ïðè ìèíè-

ìóìå êîëüìàòàöèè.

Îòñóòñòâèå óäîâëåòâîðèòåëüíîé òåõíîëîãèè ðàçîáùåíèÿ ïëà-

ñòîâ ïðèâåëî ê çàãðÿçíåíèþ ìåñòîðîæäåíèé ïîäçåìíûõ âîä è

öåëûõ áàññåéíîâ, êîòîðûå ïðèóðî÷åíû ê ïðîìûøëåííûì ðåãèî-

íàì. Îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü íàñòîÿùåãî ìîìåíòà – ïîñòîÿí-

íî óñêîðÿþùèåñÿ òåìïû çàãðÿçíåíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû. Ïî-

ýòîìó íàèáîëåå àêòóàëüíûå ïðîáëåìû – ðàçðàáîòêà íàäåæíîé

òåõíèêè è òåõíîëîãèè ðàçîáùåíèÿ ïëàñòîâ, êðåïëåíèå ñêâàæèí,

ëèêâèäàöèÿ ìåæïëàñтîâûõ ïåðåòîêîâ, îöåíêà êà÷åñòâà èçîëÿöèè

òàìïîíèðóåìûõ èíòåðâàëîâ.

Âîïðîñàìè òåõíîëîãèè êðåïëåíèÿ ñêâàæèí, èçîëÿöèè ãîðè-

çîíòîâ è ëèêâèäàöèè âíóòðè- è îêîëîñêâàæèííûõ ïåðåòîêîâ çà-

íèìàëèñü ìíîãèå èññëåäîâàòåëè. Íàèáîëåå ôóíäàìåíòàëüíûå ðà-

áîòû ñâîäÿòñÿ ê óñîâåðøåíñòâîâàíèþ ðåöåïòóð òàìíîíàæíûõ

ðàñòâîðîâ ñ öåëüþ ïðèäàíèÿ èì ñâîéñòâ íàèáîëåå ãåðìåòè÷íîãî

276

êîíòàêòà ñ îáñàäíûìè òðóáàìè è ïîðîäîé. Âîïðîñàì ðàçðàáîòêè

ðàöèîíàëüíûõ ñõåì êðåïëåíèÿ ñêâàæèí è òåõíîëîãèè èçîëÿöèè

ïëàñòîâ â ðàçëè÷íûõ ãîðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ âíèìàíèÿ

ïî÷òè íå óäåëÿëîñü.

Ïðèìåíÿåìûå òðàäèöèîííûå ìåòîäû öåìåíòèðîâàíèÿ ÷åðåç

áàøìàê ñ ïîìîùüþ ðàçäåëèòåëüíûõ ïðîáîê, ÷åðåç çàëèâî÷íûå

òðóáêè è ìàíæåòíîå öåìåíòèðîâàíèå – åäèíñòâåííûå ìåòîäû

èçîëÿöèè ïëàñòîâ. Â íåîäíîðîäíûõ ïî ôèëüòðàöèîííûì ñâîéñò-

âàì ðàçðåçàì è çíà÷èòåëüíîé ïðîòÿæåííîñòè èíòåðâàëà èçîëÿöèè

ïðèìåíåíèå òðàäèöèîííûõ ìåòîäîâ íå îáåñïå÷èâàåò ïîëîæèòåëü-

íîãî ðåçóëüòàòà. Òàìïîíàæíûé ðàñòâîð óõîäèò â çîíû ïîâûøåí-

íîé ïðîíèöàåìîñòè, èñêëþ÷àÿ âîçìîæíîñòü íàäåæíîãî çàïîëíå-

íèÿ ðàñ÷åòíîãî ìåæòðóáíîãî çàçîðà è åãî ïðîíèêíîâåíèÿ â ïîðî-

äó ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ ïðî÷íîãî êîíòàêòà è èñêëþ÷åíèÿ âîçíèêíî-

âåíèÿ ôèëüòðàöèîííûõ êàíàëîâ è çàêîëîííûõ ãðèôîíîâ. Íåðàâ-

íîìåðíàÿ èçîëÿöèÿ ñêâàæèíû íàáëþäàåòñÿ â îäíîðîäíûõ ïî

ôèëüòðàöèîííûì ñâîéñòâàì ïîðîäàõ ïðè ñóùåñòâåííîé äëèíå

èíòåðâàëà òàìïîíèðîâàíèÿ.

Äåïðåññèÿ íà ïëàñò ïðè öåìåíòàöèè ÷åðåç áàøìàê êîëîííû

óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ãëóáèíîé ñêâàæèíû, ÷òî ïðèâîäèò ê ïðåîáëà-

äàþùåìó ïîãëîùåíèþ ðàñòâîðà íèæíèìè èíòåðâàëàìè ïëàñòîâ è

íåêà÷åñòâåííîé èçîëÿöèè âåðõíèõ ãîðèçîíòîâ äðóã îò äðóãà.

Ïðèìåíåíèå ðåêîìåíäóåìîãî äëÿ ýòèõ öåëåé ìåòîäà ìàíæåòíîãî

öåìåíòèðîâàíèÿ îñëîæíÿåòñÿ îáû÷íî íåóäîâëåòâîðèòåëüíîé èçî-

ëÿöèåé çàêîëîííîãî ïðîñòðàíñòâà ñêâàæèíû â îòêðûòîì ñòâîëå,

õàðàêòåðèçóþùåìñÿ êàâåðíîçíîñòüþ.

Â èíòåðâàëàõ ñêâàæèíû, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ èçìåí÷èâîñòüþ

ôèëüòðàöèîííûõ ñâîéñòâ èëè çíà÷èòåëüíîé ïðîòÿæåííîñòüþ,

öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü òåõíîëîãèþ èçáèðàòåëüíîãî èëè ïî-

èíòåðâàëüíîãî òàìïîíèðîâàíèÿ. Â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ (íàïðèìåð,

ïðè îòñóòñòâèè êàâåðíîçíîñòè ñòâîëà è ïðèìåíåíèè ñïåöèàëüíî-

ãî èíñòðóìåíòà) èçáèðàòåëüíàÿ èçîëÿöèÿ èíòåðâàëîâ ìîæåò îáå-

ñïå÷èâàòüñÿ ïðè ìàíæåòíîì öåìåíòèðîâàíèè. Íà ïðàêòèêå îáåñ-

ïå÷èòü íàäåæíóþ óñòàíîâêó ìàíæåòû â îòêðûòîì ñòâîëå ñëîæíî,

à ÷àñòî íåâîçìîæíî. Ïðè íàëè÷èè êàâåðí â ñòâîëå ÷åðåç ìàíæåòó

îñóùåñòâëÿåòñÿ ïåðåòîê ðàñòâîðà, ÷òî ñâîäèò ê íóëþ ïðåèìóùå-

ñòâà ýòîãî ìåòîäà. Êðîìå òîãî, â ïðîöåññå ñïóñêà öåëîñòíîñòü

ìàíæåòû ÷àñòî íàðóøàåòñÿ, ÷òî èñêëþ÷àåò âîçìîæíîñòü ïîèíòåð-

âàëüíîãî è êà÷åñòâåííîãî òàìïîíèðîâàíèÿ çàäàííîãî èíòåðâàëà.

Ðåøåíèå ïðîáëåìû ñîõðàíåíèÿ ýêîëîãèè ïîäçåìíûõ ãîðèçîí-

òîâ è áåçàâàðèéíîé ïðîõîäêè ñêâàæèí âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü

ïðèìåíåíèÿ íîâûõ íåòðàäèöèîííûõ ìåòîäîâ èçîëÿöèè ïëàñòîâ.

Ïðîáëåìó çàãðÿçíåíèÿ ïîäçåìíûõ ãîðèçîíòîâ óñëîâíî ìîæíî

ïîäðàçäåëèòü íà ñëåäóþùèå ýòàïû:

277

îöåíêà ýêîëîãè÷åñêîé îáñòàíîâêè ãîðèçîíòîâ, ïðåèìóùåñò-

âåííî âìåùàþùèõ ïîäçåìíûå âîäû, òàê êàê îíè â ïåðâóþ î÷å-

ðåäü ïîäâåðæåíû íåîáðàòèìîìó çàãðÿçíåíèþ ïðè áóðåíèè ñêâà-

æèí íà âîäó, íåôòü, ãàç è äðóãèå ïîëåçíûå èñêîïàåìûå;

áîðüáà ñ ïîëîæåíèÿìè ïðîìûâî÷íîé æèäêîñòè ïðè áóðåíèè

ïî ïðè÷èíå çàãðÿçíåíèÿ ãîðèçîíòîâ ôèëüòðàòîì è ðåàãåíòàìè;

íàäåæíàÿ èçîëÿöèÿ ïëàñòîâ ñïåöèàëüíûìè ìåòîäàìè.

6.1. ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÁËÅÌÛ ÏÎÄÇÅÌÍÛÕ ÂÎÄ

È ÏÈÒÜÅÂÎÃÎ ÂÎÄÎÑÍÀÁÆÅÍÈß

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ áîëåå 75 % ïîòðåáíîñòè â ïèòüåâîé âîäå

íà òåððèòîðèè áûâ. ÑÑÑÐ óäîâëåòâîðÿåòñÿ çà ñ÷åò çàïàñîâ ïîä-

çåìíûõ âîä. Íà îòêðûòèè 4-é Ìåæäóíàðîäíîé êîíôåðåíöèè

«Íîâûå èäåè â íàóêàõ î Çåìëå» Â.Ï. Îðëîâ àêöåíòèðîâàë âíè-

ìàíèå íà òîì, ÷òî â 3-ì òûñÿ÷åëåòèè âîäîñíàáæåíèå áóäåò îñó-

ùåñòâëÿòüñÿ èç ïîäçåìíûõ ïèòüåâûõ èñòî÷íèêîâ. Ðÿä ðåãèîíîâ

Ðîññèè óæå ñåé÷àñ îáåñïå÷èâàåòñÿ ïèòüåâîé âîäîé òîëüêî èç

ïîäçåìíûõ èñòî÷íèêîâ. Ðîëü ïîäçåìíûõ âîä, ïî âñåé âèäèìîñòè,

áóäåò òîëüêî âîçðàñòàòü, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò ïîñëåäíèå ñîáû-

òèÿ íà ðåêå Äóíàé, ïðèâåäøèå ê ýêîëîãè÷åñêîé êàòàñòðîôå íà

òåððèòîðèè ðÿäà åâðîïåéñêèõ ãîñóäàðñòâ. Ñàìîå îïàñíîå, ÷òî âû-

ÿâëåííûå íà äàííûé ìîìåíò ìàñøòàáû çàãðÿçíåíèÿ ÿâëÿþòñÿ

òîëüêî «âåðõóøêîé» àéñáåðãà, îñíîâíûå ïîñëåäñòâèÿ êîòîðîãî

ïðîÿâÿòñÿ ñïóñòÿ îïðåäåëåííîå âðåìÿ è âåñüìà ñóùåñòâåííî.

Íàðÿäó

ñåðüåçíûì

ïîäõîäîì

çàãðÿçíåíèþ

ïîâåðõíîñòíûõ

âîä, ïî÷â, àòìîñôåðíîãî âîçäóõà, ýêîëîãè÷åñêîìó ñîñòîÿíèþ ïîä-

çåìíûõ âîä óäåëÿåòñÿ íåîïðàâäàííî ìàëîå çíà÷åíèå. Ýòî îáúÿñ-

íÿåòñÿ îòñóòñòâèåì êîìïëåêñíîãî ýôôåêòèâíîãî ïîäõîäà ê îöåí-

êå

çàãðÿçíåíèé,

ïðîãíîçó,

êîíòðîëþ

ýëåìåíòàðíûõ

ïàðàìåòðîâ àðå-

àëà

ðàñïðîñòðàíåíèÿ, áîëüøîé ðàñòÿíóòîñòüþ ïðîöåññà âî âðåìå-

íè, âëèÿíèåì öåëîãî

ðÿäà

ôàêòîðîâ,

è,

ïðåæäå

âñåãî,

òàêèõ

êàê ýê-

ñïëóàòàöèîííûå

ðåæèìû

îòðàáîòêè

ìåñòîðîæäåíèé

ïîäçåìíûõ âîä.

Çàãðÿçíåíèå ïîäçåìíûõ âîä ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç íàèáîëåå

îïàñíûõ ïðîöåññîâ ïî ñâîåé íåîáðàòèìîñòè äëÿ áóäóùèõ ïîêî-

ëåíèé, òàê êàê ïðîÿâëÿåòñÿ íå ñðàçó, à ïî ìåðå ðàñïðîñòðàíåíèÿ

îò î÷àãîâ çàãðÿçíåíèÿ ïðè ýêñïëóàòàöèè ìåñòîðîæäåíèÿ.

Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà ýêîëîãèè ïîäçåìíûõ âîä çàêëþ÷àåòñÿ â

òîì, ÷òî ñ îïðåäåëåííîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè âûÿâèòü è êîíòðîëè-

ðîâàòü

ïðîöåññ

ðàñïðîñòðàíåíèÿ

çàãðÿçíåíèÿ

âîçìîæíî

òîëüêî

òîãäà, êîãäà ïðîöåññ ñòàíîâèòñÿ íåóïðàâëÿåìûì è íåîáðàòèìûì,

à ðîëü ýêîëîãîâ ñâîäèòñÿ ê êîíñòàòàöèè íåóòåøèòåëüíûõ ôàê-

òîðîâ.

278

Ïîäçåìíûå âîäû, èìåþùèå ñòàáèëüíûå çàïàñû è ïðåäñòàâ-

ëÿþùèå èíòåðåñ äëÿ îðãàíèçàöèè ïèòüåâîãî âîäîñíàáæåíèÿ,

èìåþò ïëàñòîâûé õàðàêòåð è ïðèóðî÷åíû ê ïîðîäàì îïðåäåëåí-

íîãî ñîñòàâà è ãåîëîãè÷åñêîãî âîçðàñòà. Ïðåèìóùåñòâåííî âîäî-

íîñíûå ãîðèçîíòû ïðåäñòàâëåíû ïåñêàìè ðàçëè÷íîãî ãðàíóëî-

ìåòðè÷åñêîãî ñîñòàâà, ãðàâèéíî-ãàëå÷íèêîâûìè îòëîæåíèÿìè,

òðåùèíîâàòûìè èçâåñòíÿêàìè, ïðîñòèðàþùèìèñÿ è ðàñïðîñòðà-

íÿþùèìèñÿ íà çíà÷èòåëüíûå ïëîùàäè, çàõâàòûâàþùèå íå òîëüêî

òåððèòîðèþ ðàéîíà èëè îáëàñòè, à çà÷àñòóþ âûõîäÿò çà èõ ãðà-

íèöû.

Äðóãîé âàæíîé îñîáåííîñòüþ ïîäçåìíûõ âîä ÿâëÿåòñÿ îãðà-

íè÷åííîñòü èõ çàïàñîâ. Ïðîìûøëåííûå çàïàñû îáû÷íî èìåþò 2–

3 âîäîíîñíûõ ãîðèçîíòà.

Ïåðâûå îò ïîâåðõíîñòè âîäîíîñíûå ãîðèçîíòû, âñëåäñòâèå

íàëè÷èÿ ãèäðàâëè÷åñêîé ñâÿçè ñ ïîâåðõíîñòíûìè âîäàìè, íå

èìåþò ïðîìûøëåííûõ çàïàñîâ è ïðåèìóùåñòâåííî çàãðÿçíåíû

ïî öåëîìó ðÿäó êîìïîíåíòîâ, ïî êîòîðûì ïðåâûøàþòñÿ óñòàíîâ-

ëåííûå íîðìû ÏÄÊ. Áîëåå ãëóáîêèå ãîðèçîíòû íå èñïîëüçóþòñÿ

äëÿ ïèòüåâîãî âîäîñíàáæåíèÿ ïî ïðè÷èíå ïîâûøåííîé ìèíåðà-

ëèçàöèè, èëè èñïîëüçóþòñÿ â îãðàíè÷åííîì îáúåìå êàê ñòîëîâûå

èëè ìèíåðàëüíûå âîäû. Ðàññîëû, çàëåãàþùèå åùå ãëóáæå, íàõî-

äÿò îãðàíè÷åííîå ïðèìåíåíèå â ëå÷åáíûõ öåëÿõ.

Ïîäçåìíûå âîäû ïëàñòîâîãî çàëåãàíèÿ, èìåþò õîðîøóþ ãèä-

ðàâëè÷åñêóþ ñâÿçü è ïðè íàëè÷èè çàãðÿçíèòåëÿ âîçìîæíî åãî

ñâîáîäíîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïî ïëîùàäè â ïðåäåëàõ ðàäèóñà

âëèÿíèÿ ñêâàæèíû. Ñ óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè âîäîçàáîðà

âëèÿíèå ñêâàæèíû ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà âñå áîëåå îòäàëåííûå

îáëàñòè çà ñ÷åò ðîñòà äåïðåññèîííîé âîðîíêè, ñêâàæèíû íà÷è-

íàþò âçàèìîäåéñòâîâàòü äðóã ñ äðóãîì. Â ñâÿçè ñ ýòèì ïðè ïîïà-

äàíèè çàãðÿçíåíèÿ â òîò èëè èíîé èíòåðâàë ïëàñòà, ïðè ýêñïëóà-

òàöèè, îíî ìîæåò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ íåîãðàíè÷åííî ïî ïëàñòó,

çàõâàòûâàÿ âñå íîâûå îáëàñòè. Åñëè ïëàñò íå ýêñïëóàòèðóåòñÿ,

ëèáî çàäàííîé çîíû íå äîñòèãëà ïîñòîÿííî ðàñïðîñòðàíÿþùàÿñÿ

ïî ïëîùàäè äåïðåññèîííàÿ âîðîíêà, î÷àã çàãðÿçíåíèÿ ìîæåò íå

äàâàòü î ñåáå çíàòü çíà÷èòåëüíîå âðåìÿ è áûòü çàêîíñåðâèðîâàí-

íûì, âûïîëíÿÿ ôóíêöèþ «ìèíû çàìåäëåííîãî äåéñòâèÿ».

Çàãðÿçíåíèÿ â ïîäçåìíûõ âîäàõ ìîãóò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ íå

òîëüêî ïî ïëîùàäè ïðîñòèðàíèÿ ïëàñòà, íî è ïðîíèêàòü íà äðó-

ãîé ãîðèçîíò. Òàêîå çàãðÿçíåíèå ÿâëÿåòñÿ ïðÿìûì ñëåäñòâèåì

âîçäåéñòâèÿ ÷åëîâåêà íà îêðóæàþùóþ ñðåäó è ïåðåäàåòñÿ ïðå-

èìóùåñòâåííî ÷åðåç ñêâàæèíó. Ïðè áóðåíèè ñêâàæèí ãèäðàâëè-

÷åñêàÿ ñâÿçü ïëàñòîâ ïðîÿâëÿåòñÿ â ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ ñëó-

÷àÿõ: âñëåäñòâèå íåêà÷åñòâåííîãî öåìåíòèðîâàíèÿ îáñàäíûõ êî-

ëîíí, ñîåäèíÿþùèõ äâà è áîëåå ãîðèçîíòà; ïî ïðè÷èíå ñòàðåíèÿ

279

èëè ðàçìûâà öåìåíòíîãî êàìíÿ ñî âðåìåíåì; èç-çà ýêîíîìèè îá-

ñàäíûõ òðóá, äèàìåòðà áóðåíèÿ è ðÿäà äðóãèõ ôàêòîðîâ. Ìàññî-

ïåðåíîñ çàãðÿçíèòåëÿ âîçìîæåí è äî ìîìåíòà óñòàíîâêè îáñàä-

íûõ òðóá è öåìåíòèðîâî÷íûõ ðàáîò â ïðîöåññå áóðåíèÿ. Ýòî îò-

íîñèòñÿ, ïðåæäå âñåãî, äëÿ ðàçðåçîâ, ïðåäñòàâëåííûõ âîäîíîñ-

íûìè êîìïëåêñàìè ñ ðàçëè÷íûìè ïëàñòîâûìè äàâëåíèÿìè. Íà-

ïðèìåð, èìåþò ìåñòî âíóòðèñêâàæèííûå ïåðåòîêè èç íàïîðíîãî

ïëàñòà â ñëàáîíàïîðíûé ïðè áóðåíèè èëè îñòàíîâêå öèðêóëÿöèè.

Íåãàòèâíûå ÿâëåíèÿ çàãðÿçíåíèÿ ïîäçåìíûõ âîä äàþò î ñåáå

çíàòü óæå ñåé÷àñ. Â êàòàñòðîôè÷åñêîì ñîñòîÿíèè íàõîäèòñÿ Ìî-

ñêîâñêèé àðòåçèàíñêèé áàññåéí. Åñëè ðàíåå ïèòüåâûå âîäû äî-

áûâàëè èç òðåùèíîâàòûõ èçâåñòíÿêîâ ñ ãëóáèí 70–80 ì, çàòåì

100–140 ì, òî òåïåðü ñ 240–260 ì. Ïî ïðîáóðåííûì ñêâàæèíàì

çàãðÿçíåíèÿ ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ñ ïîâåðõíîñòè è âûøåëåæàùèõ

ïëàñòîâ íà ýêñïëóàòèðóåìûé ãîðèçîíò. Ïðè åãî çàãðÿçíåíèè ðå-

çåðâà áîëüøå íåò, òàê êàê ãëóáæå çàëåãàþò ìèíåðàëèçèðîâàííûå

âîäû, íå ïðèãîäíûå ê óïîòðåáëåíèþ áåç ïðåäâàðèòåëüíîé î÷èñò-

êè. Â àíàëîãè÷íîì áåäñòâåííîì ñîñòîÿíèè íàõîäèòñÿ áîëüøàÿ

÷àñòü àðòåçèàíñêèõ áàññåéíîâ êðóïíûõ ãîðîäîâ è ïðîìûøëåííûõ

ðåãèîíîâ Ðîññèè.

Àíàëîãè÷íóþ îáåñïîêîåííîñòü îòíîñèòåëüíî çàãðÿçíåíèÿ áàñ-

ñåéíà ïîäçåìíûõ âîä âûçûâàåò Õàíòû-Ìàíñèéñêèé àâòîíîìíûé

îêðóã, ãäå çà áîëåå ÷åì 40 ëåò èíòåíñèâíîé ïðîìûøëåííîé ýêñ-

ïëóàòàöèè ðåñóðñîâ íàíåñåí òÿæåëûé óùåðá îêðóæàþùåé ñðåäå.

Ýòî ïðèâåëî ê ïðîöåññàì äåãðàäàöèè ýêîñèñòåìû òåððèòîðèè.

Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ äîáû÷è 1 ìëí ò íåôòè è 1 ìëðä ì

ãàçà â ñóòêè

áûëî ïðîáóðåíî áîëåå 60 òûñ. ýêñïëóàòàöèîííûõ è áîëåå

100 òûñ. ãåîëîãîðàçâåäî÷íûõ ñêâàæèí, ñîîðóæåíî îêîëî 10 òûñ.

ïóñêîâûõ ïëîùàäîê, ïîñòðîåíî áîëåå 60 òûñ. êì âíóòðè- è ìåæ-

ïðîìûñëîâûõ òðóáîïðîâîäîâ. Ïðîëîæåíî îêîëî 9 òûñ. êì ìàãè-

ñòðàëüíûõ íåôòå- è ãàçîïðîâîäîâ, ïîñòðîåíû äåñÿòêè êîìïðåñ-

ñîðíûõ ñòàíöèé.

Èíòåíñèâíîå òåõíîãåííîå âîçäåéñòâèå íà îêðóæàþùóþ ñðåäó

ïðîÿâèëîñü ïî âñåé òåððèòîðèè äåÿòåëüíîñòè íåôòåãàçîäîáû-

âàþùåãî îêðóãà è ïðî÷èõ ïðîìûøëåííûõ îáúåêòîâ, òðóáîïðîâî-

äîâ, äîðîã, äðóãèõ êîììóíèêàöèé, à òàêæå âñëåäñòâèå ðàçðàáîòêè

ìåñòîðîæäåíèé êàðüåðàìè, íàðóøåíèÿ ïî÷âåííî-ðàñòèòåëüíîãî

ïîêðîâà.

Ýêîëîãè÷åñêîå ñîñòîÿíèå òåððèòîðèé è åãî äèíàìèêà çàâèñÿò

êàê îò òèïà è èíòåíñèâíîñòè àíòðîïîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ, òàê è

îò åñòåñòâåííûõ ïðèðîäíûõ îñîáåííîñòåé ðåãèîíà. Óñòîé÷èâîñòü

ãåîñèñòåì ê òåõíîãåííîìó âîçäåéñòâèþ îïðåäåëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ

ïðîòåêàíèÿ âàæíåéøèõ õèìè÷åñêèõ è áèîëîãè÷åñêèõ ïðåâðàùå-

íèé, òàêèõ êàê: ãèäðîëèç, îêèñëåíèå, ðàçëîæåíèå, âîññòàíîâëå-

280

íèå, ìèíåðàëèçàöèÿ; à òàêæå èíòåíñèâíîñòüþ âûíîñà ïðîäóêòîâ

ïðîöåññà òåõíîãåíåçà çà ïðåäåëû ðàññìàòðèâàåìîãî ðåãèîíà.

Îñíîâíûì òåõíîãåííûì öåíòðîì âîçäåéñòâèÿ íà ýêîñèñòåìó â

Õàíòû-Ìàíñèéñêîì àâòîíîìíîì îêðóãå ÿâëÿþòñÿ ðàçðàáîòêà è

ýêñïëóàòàöèÿ ìåñòîðîæäåíèé íåôòè è ãàçà. Òîëüêî â Íåôòåþ-

ãàíñêîì ðåãèîíå ýêñïëóàòèðóþòñÿ 27 ìåñòîðîæäåíèé. Èñòî÷íè-

êàìè íàèáîëåå ñèëüíûõ ïîâåðõíîñòíûõ çàãðÿçíåíèé è, êàê ñëåä-

ñòâèå, çàãðÿçíåíèÿ ìåñòîðîæäåíèé ïîäçåìíûõ âîä ÿâëÿþòñÿ ïðî-

ðûâû òðóáîïðîâîäîâ. Åæåãîäíî ïðîèñõîäèò áîëåå 500 ïðîðûâîâ

ñ çàôèêñèðîâàííûìè ýêîëîãè÷åñêèìè ïîñëåäñòâèÿìè.

Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî çàôèêñèðîâàííûõ ïðîðûâîâ ÿâëÿ-

åòñÿ ñëåäñòâèåì êîððîçèè. Âñåãî â ðåçóëüòàòå ïðîðûâîâ òðóáî-

ïðîâîäîâ íà òåððèòîðèè Íåôòåþãàíñêîãî ðàéîíà ðàçëèòî îêîëî

640 ò íåôòè, ïëîùàäü çàãðÿçíåíèé ïðåâûñèëà 13 ãà. Íà êîíåö

ãîäà áûëî 380 íåðåêóëüòèâèðóåìûõ øëàìîâûõ àìáàðîâ, â êîòî-

ðûõ ñîäåðæàëîñü ïîðÿäêà 52 ò îòõîäîâ áóðåíèÿ IV êëàññà òîê-

ñè÷íîñòè è 36 òûñ. ò íåôòåøëàìîâ III êëàññà òîêñè÷íîñòè, 10

ñâàëîê îòõîäîâ ïîòðåáëåíèÿ è ïîëèãîí óòèëèçàöèè áûòîâûõ îò-

õîäîâ, íà êîòîðîì åæåãîäíî çàõîðàíèâàåòñÿ 70–80 òûñ. ì

òâåð-

äûõ áûòîâûõ îòõîäîâ.

Îñîáóþ îïàñíîñòü ïðèîáðåòàåò ïðîöåññ çàãðÿçíåíèÿ ïîäçåì-

íûõ âîä ñ ïîâåðõíîñòíûõ î÷àãîâ â ðåãèîíàõ, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ

âûñîêîïðîíèöàåìîñòüþ ïî÷âåííûõ áëèçëåæàùèõ ê ïîâåðõíîñòè

ïîðîä.

Çàãðÿçíåíèå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ïåðâîíà÷àëüíî íà ïîâåðõíîñò-

íûå âîäû, à ëèøü çàòåì ÷åðåç ñêâàæèíû íà ïîäçåìíûå âîäîíîñ-

íûå ãîðèçîíòû. Äëÿ ïîâåðõíîñòíûõ âîä ðåãèîíà õàðàêòåðíû ïî-

âûøåííîå ñîäåðæàíèå òóìèíîâûõ êèñëîò, èîíîâ àììîíèÿ, æå-

ëåçà, ìàðãàíöà, ôåíîëîâ, à òàêæå ïîíèæåííàÿ ìèíåðàëèçàöèÿ è

æåñòêîñòü.

Âîäîåìû ðåãèîíà ïîäâåðãàþòñÿ ñëåäóþùèì àíòðîïîãåííûì

çàãðÿçíåíèÿì:

íåôòüþ è íåôòåïðîäóêòàìè, ïîñòóïàþùèìè â âîäîåìû, è íà

ïëîùàäü âîäîñáîðà ïðè àâàðèÿõ íåôòåïðîâîäîâ, ãîðåíèè ôàêå-

ëîâ, ðîçëèâîâ ñîäåðæèìîãî øëàìîâûõ àìáàðîâ;

òÿæåëûìè ìåòàëëàìè, ïîëèàêðèëàòàìè è äðóãèìè êîìïîíåí-

òàìè áóðîâûõ ðàñòâîðîâ;

ìèíåðàëüíûìè ñîëÿìè, âõîäÿùèìè â ñîñòàâ ïîäçåìíûõ âîä, à

òàêæå æèäêîé ôàçîé áóðîâûõ ðàñòâîðîâ.

Ïî äàííûì ýêñïåðòèçû îò îáùåãî îáúåìà íåôòè, ïîïàäàþùåé

â âîäîåìû, 53 % ïðèõîäèòñÿ íà àâàðèè òðóáîïðîâîäîâ, 35 % – íà

ðàçìûâû øëàìîâûõ àìáàðîâ, 9 % – íà ñòî÷íûå âîäû ïðåäïðè-

ÿòèé, 2,5 % – íà ðàñïûëåíèå ÷àñòè÷åê íåôòè ïðè ãîðåíèè ôàêå-

ëîâ è ïðî÷åå. Â ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ êîëîññàëüíîå êîëè÷åñòâî