Влияние добычи нефти и газа на экологию водных ресурсов

ёёёё

    Постоянство газового фактора объясняется также тем, что при Pпл > Pнас газовые выделения в пласте отсутствуют, поэтому в каждой тонне нефти добывается лишь тот объем газа, который был в ней растворен при соблюдении пластовых условий (рис. 2.4). Обводнение скважины осуществляется довольно быстро. Но при многократной неоднородности пласта обеспечение водой скважин может затягиваться по времени, потому что по хорошо проницаемым прослойкам пластовая вода оперативно достигает забоев скважин, а в плохо проницаемых - довольно медленно. При водонапорном режиме осуществляется довольно эффективное вытеснение нефти, и получаются наиболее крупные коэффициенты нефтеотдачи. 
    Отличается естественный водонапорный режим от искусственного непрерывного напора воды тем, что последний, вытесняющий нефть, создает ее нагнетанием с поверхности с помощью системы нагнетательных скважин. В данном случае пласт-коллектор не должен обладать выходом на дневную поверхность для последующего получения постоянного питания. 
    При водонапорном режиме объем отобранной жидкости из месторождения (нефть, вода) всегда равен объему вторгшейся в месторождение законтурной воды при соблюдении пластовых термодинамических условий.  

    Перераспределение давления, происходящее  в пласте при изменении в  отборах жидкости из скважин,  в данном режиме должно осуществляться  быстро (в теории моментально), поэтому  подобный режим также именуют  жестким. Депрессионная воронка  у скважины устанавливается столь  же моментально. Данный режим  в теории изучен наиболее полноценно. В данный момент более 80 % всей  добытой нефти выходит из залежей,  разработанных при условии водонапорного  режима (по большей мере искусственного).  
     Использование методов водного воздействия на пласты не обеспечивает полного извлечения геологических запасов нефти, в недрах остается больше половины, а на месторождениях вязких нефтей — до 85% разведанных запасов. Для повышения нефтеотдачи пластов в последние годы применяют новые методы воздействия на пласт — закачку с водой поверхностноактивных веществ (ПАВ), полимеров, растворителей, эмульсий, и др. Использование этих методов позволяет на 10—30 % повысить нефтеотдачу пластов. 
    При закачке в нефтяной пласт воды с добавкой ПАВ снижается поверхностное натяжение на границе нефть — вода, увеличивается подвижность нефти и улучшается вытеснение ее водой. Добавка полимеров, в частности полиакриламида, к воде позволяет улучшить условия вытеснения нефти из пласта водой. 

  
    Закачка в пласт слабощелочных растворов весьма эффективна при вытеснении нефтей, содержащих значительное количество нафтеновых кислот. При контакте растворов с нефтями существенно уменьшается поверхностное натяжение на границе нефть—щелочной раствор.  
    Одним из самых эффективных способов повышения нефтеотдачи считается нагнетание в пласт диоксида углерода. Растворение СО2 в нефти снижает ее вязкость, увеличивает объем, что способствует росту объема пор, занятых нефтью, создает благоприятные условия для ее движения. 
    Большую роль в увеличении эффективности разработки месторождений с нефтями повышенной вязкости играют тепловые методы воздействия на залежь: закачка в пласты горячей воды, пара и внутрипластовое горение. Методы теплового воздействия позволили резко, повысить отдачу пластов ряда месторождений острова Сахалин, Бориславского месторождения на Украине, Ярегского месторождения в республике Коми. Основным фактором, определяющим эффективность вытеснения нефти из пласта, является соотношение вязкости нефти и воды: чем оно больше, тем выше нефтеотдача. Тепловое воздействие на высоковязкие нефти позволяет увеличить это соотношение в 30—50 раз.  
 
 
 

  
     Наряду с воздействием непосредственно на залежь для интенсификации добычи нефти используют различные химические, физические и тепловые — способы воздействия на призабойную зону. При кислотной обработке призабойной зоны поступающая в пласт кислота взаимодействует с карбонатными породами, которые связывают частицы песка, растворяет породы, что приводит к увеличению диаметра каналов пор и возрастанию проницаемости пористой породы. Весьма эффективными оказались методы газокислотной обработки скважин, термохимического и термогазохимического воздействия на призабойные зоны.  
    К числу физических методов относится гидравлический разрыв пласта, который проводят для образования новых трещин и повышения проницаемости призабойной зоны. Гидравлический разрыв пласта происходит в результате закачки в пласт жидкости под высоким давлением.  
 
 

    И так, проще говоря заливается  вода. Вода нагревается. Разогретые  остатки нефти и масел, закупоривающие  дыры и щели, всплывают. Вода  через них уходит. Образуется Пустота.  
    Отсюда напрашивается вопрос.  
    Чем же заполняются пустоты?

Если  нефтяная скважина даёт попутный газ, то его же и использую для подачи давления, в таких случаях вода не используется, да и потом, нефть  не в чистом виде добывается, всё  что остаётся после очистки, так  же используется для подачи в скважину. Но не для заполнения пустот. Когда  скважина полностью себя вырабатывает, она просто консервируется.  

     Значительное загрязнение водного  бассейна идет с суши через  систему рек и подземных вод.  Известно, что лишь 30% нефти и поступает  в скважину самотеком, дальнейшая  добыча нефти возможна лишь  при закачивании в соседнюю  скважину пара или воды. Объем  воды, используемый при нефтедобыче,  очень велик: в 1993 г. он составил  в России 1002,5 млн м3. Одновременно велик сброс сточных вод в поверхностные водоемы, при этом доля загрязненных вод составила в 1993 г. болеё 60%. 
 
                                       Дефицит воды на планете  
      В широком смысле всю воду на нашей планете можно рассматривать как потенциальный ресурс. Основная масса воды на  Земле — соленая (96,4 %), пресной воды в  жидком и твердом состоянии всего 3,6%. Конечно, можно использовать и соленую вод (технологию ее опреснения активно применяют в странах Персидского залива), но брать пресную воду из водоемов удобней и выгодней. Поэтом чаще под  водными ресурсами понимают только ресурсы пресной воды. Впрочем, и они не везде одинаково доступны. Основная часть пресных вод на суше заключена в подземных льдах в  зоне многолетней мерзлоты, в покровных и горных ледниках, в подземных водных горизонтах либо находится в  атмосфере в виде водяного пара.  
 
 

Их можно  задействовать (изъятие подземных  вод, искусственная  конденсация  водяного пара), но это требует финансовых затрат. Поэтому в основном все  ориентируются на ту воду, которая  находится в озерах, водохранилищах, подземных водоносных горизонтах и  в руслах рек. 
     Эти  водные ресурсы могут быть статическими и возобновляемыми (схема). Статические, или вековые, — та  часть,  которая практически не меняется от года в год, поэтому ее использование запрещено или ограничено (если ограничение не соблюдать, то запас истощится). Они составляют стратегический резерв человечества, который накапливался тысячелетиями. Довольно много пресной воды в болотах, но она плохого качества. 
    Получается, что мы можем расходовать на себя и на хозяйство только возобновляемые ресурсы пресной воды. К ним относятся частично озера, водохранилища, неглубокие подземные водоносные горизонты и реки. Реки — наиболее привлекательный источник, поскольку возобновляются быстрее всего (вода в реках планеты полностью обновляется в среднем за 16 суток). Но этот ресурс содержит всего лишь 1,8% от всего объема пресной воды гидросферы. 
    В результате при огромных запасах воды на Земле мы можем брать для своих нужд лишь небольшую ее часть. Причем надо иметь в виду, что и в реках необходимо оставлять достаточно воды для того, чтобы они не пересыхали и оставались элементом ландшафта, а также чтобы не только выше, но и ниже водозабора могли нормально существовать водные обитатели. Какую часть возобновляемых ресурсов допустимо изымать — сложный и малоизученный вопрос. Нормативов нет, но, по некоторым оценкам, безвозвратно забирать можно не больше 25% возобновляемых ресурсов реки.  
 
 
 

      Почему возникает 
                           дефицит воды?  

  
Предпосылки для природного дефицита воды есть — ведь, как мы выяснили, объем речных вод не очень велик. К тому же распределены они по странам и регионам неравномерно. Причем даже при большом их объеме дефицит возможен. Это зависит от площади страны, численности ее населения, географического положения, а также внутригодового распределения стока воды (табл. 1). Если же учесть все эти факторы, то окажется, что, например, в  Китае (пятое место в мире по абсолютной величине возобновляемых водных ресурсов) на одного человека приходится 5750 л. в сутки, или 2100 м3/год, а в Канаде — около 300 000 л/сутки, или 109 000 м3/год. В этом смысле Канада — самая обеспеченная водой страна в мире. Россия находится на втором месте после Бразилии, но если рассмотреть ее ресурсы с учетом территории, то по этому показателю Россия переместится на последнее место среди наиболее обеспеченных водой стран.  

    Что касается дефицита на конкретном  участке суши, то он может быть  постоянным или временным. Хотя  объем воды на  Земле —   величина практически постоянная, обмен водными массами между  океаном и сушей не  всегда  сбалансирован. В этой системе  бывают периоды, когда с поверхности  океана на сушу перемещается  больше или  меньше воды  по сравнению с тем, сколько  возвращается обратно с речным  стоком. Если на сушу поступает  больше влаги, чем возвращается  в океан, то уровень океана  понижается. Куда исчезает вода? Она аккумулируется в покровных и горных ледниках и «консервируется» в них на многие годы. В настоящее время  взаимодействие между   Мировым океаном и сушей таково, что с суши в океан поступает больше воды, чем переносится с поверхности океана на сушу. Причина — таяние ледников, а следствие — повышение уровня Мирового океана. Этот совершенно естественный процесс напрямую влияет на многолетнее изменение возобновляемых ресурсов пресной воды.  
 

    Водные ресурсы зависят не только от климата, но также от размеров  континента и рельефа местности. Например, на территории России при переходе от ее западных границ к восточным осадки распределяются неравномерно из-за гор (в частности, Уральских). Когда воздушные массы, насыщенные  влагой с поверхности Атлантического океана, движутся на восток, выпадающие на этом пути осадки подпитывают разные водные объекты. Чем дальше от океана, тем меньше влаги остается в воздухе. На наветренных склонах гор воздушные массы поднимаются и охлаждаются, в результате выпадает больше осадков. После преодоления горного барьера воздушная масса опускается, ее температура повышается, а значит, и осадков будет меньше, и соответственно меньше воды поступит в реки. Такая  ситуация, в частности, характерна для западных и восточных склонов Уральских гор. 

ёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёёё