Спосіб визначення зон забруднення приповерхневих шарів нафтопродуктами

Заявляється винахід, який стосується способів визначення зон забруднення приповерхневих шарів нафтопродуктами, наприклад, на ділянках розміщення магістральних нафтотрубопроводів, нафтосхо вищ, гудрононакопичувачів та/або на нафтових родовища х внаслідок негерметичності резервуарів, видобувних свердловин тощо, та в результаті витоків з них нафтопродуктів при аварійних ситуаціях. Відомим є спосіб [1] наземних пошуків вуглеводнів, що включає літогеохімічне опробування ґрунтів з визначенням мікроелементного складу та вмісту в них вуглеводнів, виявлення аномальних показників при лабораторному аналізі та виокремлювання ділянок їх поширення. Недоліком способу є низька ефективність виявлення витоку нафтопродуктів в підземних умовах за результатами опробування ґрунтів. Найближчим за технічною суттю до способу, що заявляється, є відомий спосіб, який обрано за прототип [2], що полягає у комплексному геохімічному дослідженні поверхні Землі, а також у проведенні приповерхневої геотермічної зйомки для виявлення вуглеводнів. Відомий спосіб [2] має наступні ознаки, спільні з ознаками пропонованого технічного рішення, а саме: - проведення польових та лабораторних геохімічних опробувань ґрунтів для визначення вмісту газу над об'єктом, що містить вуглеводні, наприклад, над покладом нафти та на ділянках з пробуреними експлуатаційними свердловинами; - здійснення геотермічної зйомки на поверхні; - виявлення та оконтурювання ділянок з аномальним вмістом газу. Недоліком способу [2] є низька ефективність внаслідок неможливості встановити за даними досліджень місцеположення зони забруднення в ґрунтах, особливо коли відбувається, наприклад, просочування в пласт нафти із видобувної свердловини, або витік нафтопродуктів з підземних сховищ-резервуарів внаслідок негерметичності конструкцій. Тобто, проведення геохімічного опробування ґрунтів є витратним та недостатньо інформативним заходом при визначенні підземних зон забруднення нафтопродуктами. В основу винаходу поставлено задачу підвищити ефективність визначення та поширення підземних зон забруднення нафтопродуктами за рахунок більш чіткого встановлення місця витоку вуглеводнів, шля хів їх поширення та виявлення в приповерхневих шарах. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому та найбільш близькому за технічною суттю до пропонованого способі [2], при якому проводять геохімічні опробування ґрунтів над потенційним приповерхневим джерелом забруднення для визначення вмісту газ у, що мігрує, здійснюють геотермічну зйомку території, виявляють і оконтурюють ділянки з аномальними значеннями, згідно винаходу, при геохімічних опробуваннях визначають співвідношення вмісту метану до суми інших газів, в тому числі і метану, після чого ідентифікують вуглеводні, джерелом яких є нафтові родовища, з вуглеводнями, що містяться в зонах забруднення, виокремлюють ділянки, які за даними геохімічного опробування ідентифіковані з джерелом забруднення, потім порівнюють ізотерми геотермічної зйомки ідентифікованих ділянок над потенційним джерелом забруднення та ділянок поза ним, виділяють за підвищеними температурними даними ділянки, що прилягають до джерела забруднення, після чого за величиною зміни температури встановлюють напрямок поширення зони забруднення нафтопродуктами в приповерхневих шарах. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, що відрізняють та характеризують винахід, і те хнічним результатом, який буде досягнуто, полягає в тому, що: - проведення геохімічних опробувань з наступним визначенням співвідношення вмісту метану до суми інших газів, в тому числі і метану, дозволяє ідентифікувати вуглеводні, джерелом яких є нафтові родовища, з вуглеводнями, що містяться в зонах забруднення, - виділення та порівняння ізотерм геотермічної зйомки над потенційним джерелом забруднення, наприклад, над нафтовим родовищем та в зоні присвердловинних ділянок дозволяє виокремити за температурними даними присвердловинні ділянки з підвищеними температурами, що вказує на підвищений вміст вуглеводнів в присвердловинній зоні внаслідок негерметичності конструкції видобувної свердловини, оскільки підвищення температури відбувається, в основному, за рахунок анаеробного розкладу вуглеводнів метаноутворюючими бактеріями. Цей процес є екзотермічним, відбувається з виділенням метану, двооксиду вуглецю та теплоти, що фіксують при проведенні газової та геотермічної приповерхневої зйомок; - визначення поширення зони забруднення нафтопродуктами за величиною зміни температури дозволяє виокремити зони витоку нафтопродуктів в підземних умовах чи то із свердловини, або з магістрального нафтопроводу внаслідок негерметичності їх конструкцій. В джерелах патентної і науково-технічної інформації не виявлено вищенаведені нові признаки способу, що заявляється, отже, можна стверджувати, що новий спосіб контролю герметичності підземного сховища газу, відповідає критерію "новизна". Крім того, ознаки нового способу, що відрізняють його від способу-прототипу і надають йому нових властивостей, а також послідовність їх здійснення є суттєвими для реалізації способу та достатніми для досягнення технічного результату, який забезпечує винахід, отже відповідають критерію "суттєві відзнаки". Техніко-економічними перевагами технічного рішення є те, що при впровадженні нового способу ефективно визначають зони забруднення та шляхи поширення нафтопродуктів в приповерхневих шарах, а також оперативно проводять контроль за герметичністю видобувних свердловин, магістральних нафтопроводів, тощо. Крім того, застосування пропонованого способу дозволяє найбільш достовірно оцінити розповсюдження вуглеводнів в приповерхневих шарах Землі головним чином при аварійних ситуаціях на нафтови х родовищах, а також мінімізувати їх негативний вплив на довкілля. Спосіб реалізують наступним чином. Приклад. При проведенні моніторингу поверхні нафтового родовища геохімічним опробуванням ґрунтів встановлюють ділянки з підвищеною загазованістю та аномальним вмістом вуглеводнів. При газових дослідженнях ґрунтів визначають співвідношення вмісту метану до суми інших газів, в тому числі і метану. Такі дослідження дозволяють ідентифікувати вуглеводні, що містяться в приповерхневих шарах та в ґрунта х, джерелом яких є нафтові родовища, з вуглеводнями, що містяться в зонах забруднення. Співвідношення СІН4/å газів=0,5-0,6 у забруднених зонах, а в зонах, джерелом яких є нафтові родовища, ця величина рівна 0,2-0,4. Підвищена величина співвідношення пояснюється діяльністю метаноутворюючих бактерій в приповерхневих зонах забруднення нафтопродуктами. Крім того, вище пропонований критерій співвідношення СН4/å газів вказує на необхідність проведення у таких місцях додаткового геотемпературного зондування [3] приповерхневих шарів, що підвищує е фективність виявлення зон забруднення, оскільки міграція газів не завжди відбувається в строго вертикальному напрямку, а тому газове опробування ґрунтів (на відміну від геотемпературної зйомки, при якій тепломасоперенесення відбувається у вертикальному напрямку) не вказує однозначно на місце розміщення приповерхневої зони забруднення. Після цього проводять геотермічну зйомку ідентифікованих ділянок над потенційним джерелом забруднення та ділянок поза ним; виділяють за підвищеними температурними даними ділянки, що прилягають до джерела забруднення. Підвищення температурного фону в приповерхневих шарах вказує на протікання екзотермічного процесу розкладу вуглеводнів метаноутворюючими бактеріями. Потім проводять програмну обробку одержаного фактичного матеріалу, будуючи схеми геоізотерм для даної території та виділяють за даними розподілу температур в приповерхневому шарі зони максимальних температурних аномалій, після чого визначені ділянки виокремлюють для проведення природоохоронних робіт з ліквідації забруднення ґрунтів або усунення аварій. Таким чином, лімітація забрудненої зони в приповерхневих шарах за температурним фактором дозволяє більш чітко визначити місцеположення зони забруднення нафтопродуктами та встановити напрямок її поширення. Техніко-економічними перевагами технічного рішення є те, що при впровадженні нового способу більш ефективно визначають зони забруднення та поширення нафтопродуктами в приповерхневих шарах, а також оперативно проводять контроль за герметичністю видобувних свердловин, магістральних нафтопроводів, тощо. Крім того, застосування пропонованого способу дозволяє найбільш достовірно оцінити при аварійних ситуаціях шкідливі перетоки вуглеводнів в приповерхневі шари Землі, а також врахувати їх вплив на довкілля. Отже, підвищення ефективності визначення зони забруднення нафтопродуктами приповерхневих шарів є економічно та екологічно доцільним. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України № 42413, 7G07V9/00 / Полівцев А.В. Спосіб наземних пошуків вуглеводнів. опубл. Бюл. № 9, 2001 р. 2. Балакирев Ю.А., Мырка Я.М. Предупреждения и ликвидация загазованности территорий нефтегазопромыслов. - К.: Техника, 1992. - С. 18-31. - прототип. 3. Полевая геотермическая съемка / Э.Б. Чекалюк, И.М. Федорцов, В.Г. Осадчий. - К.: Наукова думка, 1974. 104 с.