Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Изучение гидрогеологических условий Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения в связи с техногенным воздействием при эксплуатации

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Изучение гидрогеологических условий Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения в связи с техногенным воздействием при эксплуатации"

На правах рукописи

Р Г Б ОД

}',? Ш?23011

Васильев Юрий Владимирович ^рО^^

ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ УРЕНГОЙСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В СВЯЗИ С ТЕХНОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 04.00.06 - «Гидрогеология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

/

Тюмень - 2000

Работа выполнена в проектном институте «Нефтегазпроект»

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор, заслуженный деятель науки и техники России Матусевич Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор

Курников Аркадий Романович

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Шубенин Николай Григорьевич

Ведущая организация: Институт геологии и геохими УрО РАН

Защита диссертации состоится 15 марта 2000 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д.064.07.01. при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу:

625000, г.Тюмень, ул. Володарского, 56, актовый зал учебного корпуса №4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ

Автореферат разослан 14 февраля 2000 г.

Приглашаю принять участие или прислать Ваш отзыв на автореферат, заверенный печатью по адресу: 625000, г.Тюмень, ул. Володарского, 38, Тюменский государственный нефтегазовый университет

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук, профессор А.А.Дорошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние десятилетия территория Ямало-Ненецкого автономного округа подвергается интенсивному освоению. За эти годы создана и продолжает создаваться инфраструктура нефтегазодобычи, построены новые города и промышленные объекты. В результате этого легко ранимая природа Крайнего Севера испытывает большую техногенную нагрузку. Происходит разрушение почвенно-растительного покрова, загрязнение почво-грунтов, поверхностных и подземных вод. Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов, и в первую очередь, водных становятся одной из важнейших экологических проблем.

Техногенное воздействие объектов Уренгойского

нефтегазокондетсатного месторождения (НГКМ) проявляется прежде всего в загрязнении водной среды, как наиболее подвижного компонента окружающей среды. Под водной средой понимаются природные поверхностные воды - категорийные и некатегорийные объекты (ручьи, реки, озера, болота ), пресные подземные воды напорных и безнапорных горизонтов. , используемые для хозяйственно-питьевых целей. Следует отметить, что подземные воды рассматриваемого региона являются уникальными ультрапресными водами и представляют собой основной источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в настоящее время и на далекую перспективу.

Современная гидрогеоэкологическая ситуация месторождения определяется двумя основными факторами: спецификой мерзлотных условий, которые формируют сложную гидрогеологическую ситуацию, обусловленную наличием сквозных таликйв и гидравлической связи с реками и озерами, и массированным техногенным воздействием нефтегазодобывающей промышленности. В этой связи гидрогеологические исследования, выполненные автором, имели многоплановый характер и были направлены на изучение условий формирования техногенных процессов, их классификацию по направленности основного фактора -тепломассопереноса, оценку антропогенного влияния на атмосферные

осадки, почво-грунты, поверхностные и подземные воды. Подобный комплекс

исследований, с оценкой техногенного воздействия на водную среду

месторождения, до настоящего времени не проводился.

Цель работы заключается в изучении современных гидрогеологических

условий Уренгойского НГКМ в связи с техногенным воздействием при

эксплуатации.

Содержание поставленных задач:

• . выявление естественного геохимического облика природных поверхностных и подземных вод;

• определение специфических природных особенностей качественного состава питьевых поверхностных и пресных подземных вод;

• оценка природной защищенности подземных вод и устойчивости водной среды к техногенному воздействию;

• выявление масштабов и степени техногенного воздействия на водную среду;

• установление источников загрязнения и их типизация;

• разработка мероприятий для обеспечения защиты и контроля за водной средой от загрязнения и истощения.

Об-ьектом исследований является водная среда Уренгойского НГКМ, которая включает:

- пресные поверхностные воды рек, озер, болот;

- пресные подземные воды(напорные и безнапорные) надмерзлотные, межи подмерзлотные воды кайнозойско-меловой системы бассейнов стока;

- пластовые воды высокой минерализации мезозойского гидрогеологического бассейна.

Предметом исследований является техногенез природных вод как фактор нарушения их естественного состояния в процессе добычи углеводородов, а также разработка комплекса природоохранных мероприятий для защиты водной и окружающей среды в целом. Научная новизна работы заключается в том, что:

• впервые в условиях криолитозоны Западной Сибири детально изучен техногенез природных вод в условиях эксплуатации уникального нефтегазоконденсатного месторождения;

• установлена степень загрязнения природных вод месторождения;

• охарактеризована природная защищенность пресных подземных вод;

• определено эколого-гигиеническое состояние питьевых вод;

• дана экологическая оценка подземного захоронения промстоков. Теоретическая значимость:

• на основе положений экологической гидрогеологии выявлены основные причины загрязнения ультрапресных подземных вод кайнозойско-меловой системы бассейнов стока и установлены их связи с атмосферой, почвами, поверхностными водами и "водами мезозойского гидрогеологического бассейна;

• проведена схематизация техногенеза поверхностных и подземных вод с учетом источников, видов воздействия и их направленности;

• разработана модель воздействия техногенного загрязнения на отдельные природные среды.

Автор выносит на защиту следующие основные защищаемые положения:

• поверхностные и пресные подземные воды исследуемого района в естественных условиях характеризуются недостатком основных солеобразующих (кальций, магний) и повышенным содержанием биологически активных компонентов (железо, марганец, кремневая кислота), что является биогидрогеогеохимическим фактором заболевания населения.

• антропогенное воздействие на водную среду происходит при нефтегазодобыче и определяется взаимодействующим влиянием эжекционных и инжекционных техногенных процессов;

• современные гидрогеологические условия характеризуются начальной стадией формирования ареала . техногенного загрязнения олигоцен-четвертичного гидрогеологического комплекса.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при:

• организации и ведении мониторинга водной среды с целью предотвращения ее загрязнения и истощения;

• оценке техногенного влияния объектов нефтегазодобычи на пресные поверхностные и подземные воды;

• выделении районов различной степени устойчивости и природной защищенности водной среды от загрязнения;

• разработке рационального комплекса водоохранных мероприятий для повышения качества и экономической эффективности проектных разработок при дальнейшем освоении территории.

Фактический материал . В основу диссертации положены материалы, полученные за период работы в проектных институтах Тюменгипроводхоз, ТюменНИИгипрогаз, Нефтегазпроект с 1994 г. по настоящее время. За это время обобщен большой фактический материал, который получен автором лично в результате выполнения полевых исследований, при участии сотрудников временных творческих коллективов, формировавшихся на отдельных этапах выполнения различных договорных работ. Апробация работы . Основные результаты работы по теме диссертации были представлены и доложены на IV горно-геологическом форуме «Природные ресурсы стран членов СНГ»(С-Петербург,1998 ), межвузовской научной конференции « Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией» ( Тюмень, 1999 ), опубликованы в периодических изданиях « Проблемы географии и экологии Западной Сибири» и « Вестник ТГУ» (Тюмень, 2000).

По теме диссертации опубликовано 8 работ Структура и объем работы . Работа состоит из введения , 5 глав и заключения. Она содержит 143 страницы машинописного текста, 44 рисунка, 48 таблиц и списка литературы из 114 наименований.

Автор приносит большую благодарность за внимание и поддержку при подготовке диссертации многим ученым и специалистам, с кем приходилось непосредственно общаться в процессе проведения полевых исследований и обсуждения полученных результатов: Ю.К.Иванову, В.А.Бешенцеву, А.И.Ковальчуку, В.В. Козину, В.А.Осипову , В.Л. Телицыну , В.Т.Цацульникову. Особую благодарность и признательность автор выражает генеральному директору ОАО "Нефтегазпроект", доктору технических наук, академику АТН РФ Н.А.Малюшину и научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору , академику РАЕН , заслуженному деятелю науки и техники России В.М.Матусевичу.

Основное содержание работы

Введение содержит обоснование актуальности, цели и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводятся основные научные понятия и определения Терминов, а также излагается сущность проблемы антропогенной трансформации окружающей среды и концепции техногенеза нефтегазодобывающих районов. Именно под влиянием техногенеза происходит эволюционное преобразование литосферы в качественно новое состояние - техносферу. В контексте специфики природной обстановки, присущей районам Крайнего Севера, рассмотрены условия и процессы формирования техногенеза природных вод.

Основным фактором техногенеза исследуемого района является разработка нефтегазового месторождения. При этом проявляется два вида техногенных изменений в гидрогеологических системах (по Ю.П.Гаттенбергеру, 1992): «сверху»- с земной поверхности, и «снизу»- из самого массива горных пород. Всякий отбор пластовых флюидов (нефть, газ, воды) - вызывает снижение пластовой энергии, расходуемой на приток флюида к скважине по пласту-коллектору, и затем на подъем его по стволу скважины. Техногенные процессы в гидрогеологических системах, испытывающие снижение пластового давления, объединяются в понятие «делрессионный (эжекционный) техногенез недр». Закачка воды в нефтеносные пласты для поддержания пластового давления или захоронение сточных вод в поглощающий водоносный горизонт способствуют подъему пластового давления, вызывая «репрессионный (инжекционный) техногенез недр».

Наиболее интенсивно техногенные процессы проявляются при водохозяйственной деятельности, поскольку подземные флюиды служат » главными агентами тепломассопереноса в литосфере. По направленности и характеру основного фактора их формирования- тепломассообмена (по Н.И.Плотникову, 1989) выделяется три группы техногенных процессов: инжекционные, когда основное негативное влияние на гидрогеологическую обстановку оказывает загрязнение подземных вод, эжекционные.

характеризующиеся истощением их запасов, и взаимодействующие (комплексные).

В рассматриваемой главе автор проводит обзор истории постановки и современного состояния вопроса, со ссылками на теоретические и методические работы специалистов, которые внесли значительный вклад в изучение различных вопросов, связанных с исследованием загрязнения подземной гидросферы: Ф.М.Бочевера, В.М.Гольдберга, Е.В. Пиниекера, Н.И. Плотникова, В.М. Шестакова и других. Научно- методические основы экологической гидрогеологии изложены впервые в трудах Н.И. Плотникова, ААКарцева , И.И.Рогинца. Теоретические основы формирования техногенных гидродинамических систем в нефтегазоносных бассейнах даны Ю.П.Гаттенбергером. Основные положения методики изучения и мониторинга загрязнения природной среды нефтегазодобывающих регионов изложены в работах В.М.Гольдберга, И.И.Мазура, Г.Е. Панова, Ю.И.Пиковского и др. В Западной Сибири вопросы охраны природных вод рассматривали: ВАБешенцев, В.П.Карлова, А.И.Ковапьчук , В.М.Матусевич , Р.Г.Новосельцева , А.Д.Резник, Ю.К.Смоленцев , В.Б.Стульников .В.Л.Телицын, Н.Г.Шубенин, В.Т.Цацульников. Первые сведения в изучение гидрогеологии Уренгойского месторождения внесли В.И.Елизаров , В.В.Нелюбин, Ю.К.Смоленцев.

Исследования предшественников и работа автора убеждают, что оценка и прогноз техногенных изменений подземных вод является наиболее важной частью актуальной проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов. По мнению автора , при проведении гидрогеологических исследований должны учитываться все составные части концепции техногенеза , что позволит достигнуть максимально эффективных результатов внедрения природоохранных мероприятий.

Во второй главе рассмотрены физико-географические условия, которые обусловливают сохранение ММП, низкую испаряемость и заболачивание территории. Месторождение вытянуто в меридианальном направлении с юга на север на расстояние 180 км при ширине от 15 до 30 км и распологается в пределах северной тайги, южной и северной лесотундры.

Геологический разрез месторождения представлен терригенными отложениями мезозойско-кайнозойского возраста. Наиболее древними образованиями , вскрытыми бурением, являются отложения юрской системы. Меловая система представлена нижним и верхним отделами. Нижняя часть представлена мегионской свитой мощностью до 520 м., верхняя - вартовской, мощностью от 700 до 900 м. С песчано- алевритистыми пластами этих свит связаны многочисленные газоконденсатные залежи. Верхнемеловые отложения состоят из покурской, кузнецовской, березовской и ганькинской свит. С верхней частью покурской свиты, относящейся к сеноману, мощностью 400-450 м., связана основная газовая залежь месторождения. Палеогеновая система, общей мощностью 600-700 м., представлена палеоценовыми отложениями тибейсалинской свиты, эоценовыми отложениями люлинворской и ирбитской свит, эоцен-олигоценовыми отложениями тавдинской свиты и олигоценовыми отложениями некрасовской серии. Четвертичные осадки сплошным чехлом (15-40 м) перекрывают отложения палеогена и представлены: ледниково-морскими (салехардская свита), прибрежно-морскими (казанцевская свита), аллювиальными (зыряновская), а также озерно-болотными отложениями.

В тектоническом плане Уренгойское месторождение приурочено к Нижнепуровскому мегавалу, в пределах которого выделяются Уренгойский вал, Ен-Яхинское и Северо-Уренгойское поднятия. Направленность и скорости новейших тектонических движений определили основные генетические типы и мощности четвертичных отложений. Эффект неотектонических движений проявился и в формировании геоморфологических уровней, образовании различных генетических типов рельефа, а следовательно и особенностей инженерно- геологических и гидрогеологических условий.

Геокриологические условия территории Уренгойского месторождения характеризуются повсеместным распространением ММП. Месторождение большей частью расположено в северной геокриологической зоне, преимущественно со слитным залеганием современной и реликтовой мерзлоты. Южнее реки Ево-Яха месторождение расположено в зоне двухслойной мерзлоты. Подошва ММП прослеживается на глубине 320-420 м. Сплошность ММП нарушается надмерзлотными (под озерами и в долинах рек) и межмерзлотными (на водоразделах и в долинах крупных рек)

таликами. Таким образом, специфика мерзлотных условий определяет и формирует сложные гидрогеологические условия месторождения.

В третей главе дана характеристика водной среды.

Рассматриваемый район в гидрографическом отношении соответствует левобережной части бассейна реки Пур. Малые уклоны местности способствуют сильному меандрированию русел. Озерность территории составляем около 7%, причем озера распределены неравномерно и приурочены, в основном, к водоразделам. Обилие озер обусловлено плоским рельефом, близким залеганием к поверхности водоупорных горизонтов, широким распространением ММП и большой увлажненностью. Заболоченность территории месторождения довольно высока, причем болота расположены довольно неравномерно. Так, в южной части месторождения они занимают 70%, а в северной - около 50% общей его площади.

Автором проведена статистическая обработка химических анализов большой выборки по макро-и микрокомпонентам поверхностных вод. При этом выявлен, что их химический состав является функцией ряда прямых и косвенных факторов. К прямым факторам, оказывающим непосредственное влияние на формирование химического состава, относятся: химический состав атмосферных осадков , химический состав и свойства горных пород и почв , жизнедеятельность биоты и деятельность человека. К косвенным факторам относятся условия протекания процессов взаимодействия веществ с водой, таких как : климат, растительность , рельеф и др. Поверхностные воды Уренгойского НГКМ ультрапресные, гидрокарбонатные, натриево - кальциевые с повышенным геохимическим фоном железа, марганца , кремнекислоты.

В разрезе Уренгойского месторождения, приуроченного к ЗападноСибирскому гидрогеологическому мегабассейну, выделяются два самостоятельных сложных гидрогеологических бассейнов: палеозойского и мезозойского, а также кайнозойско-меловой системы бассейнов стока (В.М.Матусевич,Ю.К.Смоленцев,1989). Формирование вод мезозойского и палеозойского гидрогеологических бассейнов находится в обстановке затрудненного водообмена, что приводит к образованию минерализованных и газонасыщенных, термальных вод, непригодных для хозяйственно-питьевого

водоснабжения. Удовлетворяющие этим требованиям воды содержатся в кайнозойско-меловой системе бассейнов стока, которая по условиям водообмен, динамике и химическому составу подразделяется на два гидрогеологических комплекса: первый - олигоцен - четвертичный представляющий собой преимущественно единую водонасыщенную толщу, второй - турон-палеогеновый, который является региональным водоупором .

С учетом вышеотмеченных мерзлотно-гидрогеологических условий пресные "подземные воды олигоцен-четвертичного комплекса, представленные водами " сеэонно-талого слоя, надмерзлотных ( сквозных и несквозных ) таликов, и межмерзлотными водами имеют достаточно тесную гидравлическую связь как между собой, так и с поверхностными водам. Потому им свойственен и близкий химический состав. Проведенный автором факторный анализ большой выборки результатов лабораторных анализов позволил определить два основных фактора влияющих на общий облик химического состава подземных вод : первый - низкая минерализация, где основными солеобразующими компонентами являются гидрокарбонаты, ионы кальция, натрия, калия при повышенной окисляемости из-за наличия органических веществ, второй - повышенное содержание железа, марганца, кремневой кислоты. Отличительные черты химического состава подземных вод обусловлены особенностями их формирования в условиях сезонного, и неоднократно возникающими в геологической истории процессами вымораживания при формировании ММП. Определенный вклад принадлежит литологическому составу водовмещаюших пород. За счет кварцевых песков при низких температурах в подземных водах накапливается кремнезем. Источником повышенных содержаний железа и марганца являются тонкодисперсные, рассеянные в глининистых породах сидерит (РеСОЗ) и родохрозит (МпСОЗ), которые переходят в раствор в условиях восстановительной обстановки, характерной для подземных вод района.

Подземные воды мезозойского гидрогеологического бассейна представлены тремя водоносными комплексами: апт-альб-сеноманским, мощностью 200-300 м, содержащими воды хлоридного кальциевого состава с минерализацией 15-20 г/л; неокомским (мощностью 1100-1200 м), с водами хлоридного натриевого состава с минерализацией 3-10 г/л; и юрским, мощностью порядка 400 м, (с водами хлоридного кальциевого и

гидрокарбонатного натриевого состава ) и величиной минерализации от 24 до 35 г/л. Подземные воды палеозойского гидрогеологического бассейна на месторождении не изучены.

Автором работы рассмотрены особенности качественного состава питьевых вод как биогидрогеохимический фактор эндемических заболеваний населения. Под экологически чистой питьевой водой понимается вода, которая имеет состав и физические характеристики, благоприятные для организма человека и отвечает требованиям действующих нормативных документов (ГОСТ 2874-82, СанПин 2.1.4. 559-96 т.д.). Когда говорят о некачественной воде, традиционно подразумевают ее загрязнение, т.е. превышение уровня концентраций веществ относительно ПДК. Но не менее опасной для человека является физиологическая неполноценность воды. Она определяется не только верхней, но и нижней границами содержания определенных природных компонентов. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) указывает не только верхний предел ПДК, но и нижнюю границу допустимых концентраций, а также и рекомедуемые концентрации компонентов в питьевой воде. Олигоцен-четвертичный водоносный комплекс, содержащий пресные воды, образует с поверхностными водами единую систему и используется для питьевого водоснабжения Уренгойского НГКМ. По общим солевым показателям они близки и относятся к гидрокарбонатным калиево-натриево-кальциевым. В естественных условиях основной особенностью химического состава питьевых вод этого района являются: крайне низкая минерализация, малое содержание кальция, магния, фтора; высокие значения концентраций железа, марганца, кремния.

Выявленные автором особенности химического состава питьевых вод, подтверждают ранее проведенные исследования (Ю.К.Смоленцев, 1987) и позволяют отнести рассматриваемое месторождение к кремнийсодержащим, железосодержащим, марганцесодержащим, фенолсодержащим,

гумусосодержащим и дефицитным по содержанию фтора биогидрогеохимическим субрегионам.

Особености состава питьевых вод позволяют сделать следующие выводы:

- недостаток солеобразующих и биологически необходимых компонентов в питьевых водах может быть скомпенсирован внесением в рацион питания населения столовых минеральных вод.

- использование пресных вод для питьевых целей без предварительной очистки может привести к тяжелым эндемическим и неинфекционным заболеваниям (мочекаменная болезнь, заболевание печени, щитовидной железы, кариес и др.).

В четвертой главе дается детальная характеристика техногенного воздействия на водную среду. Источниками воздействия на водную среду в условиях Уренгойского месторождения являются многочисленные площадные и линейные объекты основного и вспомогательного технологического процесса , а также объекты сопутствующей инфраструктуры (УКПГ, ЦПС, ДНС, КС, трубопроводы , автодороги , мосты , карьеры, водозаборы и др.). Степень воздействия и количество источников существенно меняется в зависимости от стадии обустройства. На современном этапе разработки месторождения невозможно разделить эти стадии, поскольку на фоне уже существующих и находящихся не один год в эксплуатации объектов возводятся новые, поэтому окружающая природная среда , в том числе и водные объекты , испытывают постоянно возрастающую во времени суммарную нагрузку.

Виды техногенного воздействия автором классифицируются по направленности ведущего фактора - тепломассообмена, т.е. инжекционные (преимущественно химическое воздействие ), эжекционные (преимущественно механическое воздействие ) и взаимодействующие (комплексные). Химическое воздействие обусловлено поступлением загрязняющих веществ, как непосредственно путем сброса стоков в водные объекты, так и из воздушной среды и через почвы. Механическое воздействие проявляется, в основном, в виде изменения режима поверхностного стока, заболачивания территорий, русловых деформаций и береговых эрозионных процессов, увеличения мутности, изменения уклонов и уровней воды в результате прокладки трасс трубопроводов и автодорог, а также изъятия поверхностных и подземных вод для хозяйственно-бытовых и промышленных целей. Следует отметить, что указанные типы техногенного воздействия протекают одновременно, т.е. являются взаимодействующими.

Этот тип техногенного воздействия особенно характерен для пластовых глубинных вод сеномана. Отбор огромых объемов газовожидких флюидов вызывает интенсивную сработку напоров и запасов пластовых минерализованных вод, а законтурное и внутриконтурное заводнение с целью восстановления пластового давления и захоронения сточных вод существенно влияет на химический состав пластовых вод и определяет пупьсационный характер их гидродинамического режима. Другие виды воздействия (тепловое, радиационное, биологическое, гидродинамическое и др.) проявляются в пределах месторождения менее значительно. Приводится схема техногенеза природных вод Уренгойского НГКМ. (рис 1).

На месторождении формируются преимущественно два потока сточных вод -производственных и хозяйствееннно-бытовых, существенно отличающихся по объему и химическому составу, динамика объемов которых за период с 1988 г возросла почти в 2 раза, при ежегодном увеличении на 1-2 тыс.куб.м. и составила к 1998 г. почти 18 млн.куб.м. Из объема хозяйственно-бытовых сточных вод (что составляет 14-16% от общего объема стоков) сброшенных на рельеф и в водные объекты, 25% составляют загрязненные. На всех сооружениях биологической очистки эффективность водоподготовки не соответствует проектной по ВПК (90-95%) и по взвешанным веществам (8794%). Кроме того, в сточных водах после очистки сохраняется большое количество аммония, что определяет его повышенное содержание в поверхностных водах (1,5-3,0 ПДК).

Производственные сточные воды месторождения составляют 84-86 % общего объема водоотведения и формируются из стоков, поступающих от котепьных (60%) и систем охлаждения различного оборудования (25%). Остальная часть образуется за счет пластовых вод, рефлюксной воды, сточных вод станций обезжелезивания и других стоков. Как свидетельствуют фактические данные, только 25% очистных сооружений дают проектные показатели очистки от механических примесей и 20% - от нефтепродуктов. Следует отметить, что очистка от ДЭГа и метанола вообще не производится, поэтому их содержание зачастую превышает разрешенную норму: соответственно, - 3,2 и 40,0 г/л.

Рис.1 Схема техногенеза природных вод Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения

Соотношение объемов сточных вод в зависимости от места сброса следующее: в поверхностные водоемы около 90,4% , на рельеф - 3,2% и закачивается в альб-сеноманский горизонт около 6,4%.

Ежегодно на территории месторождения образуется 2568 т твердых отходов, которые содержат отходы I категории токсичности 1,1т (ртуть, свинец, медь, цинк) и II и III категории (нефтесодержащие) - 567 т. Треть всех объемов твердых отходов находится на неорганизованных свалках. В районах УКПГ-1,3,5,8,10-13 санитарно - защитные зоны свалок пересекаются с зонами санитарной охраны водозаборных скважин и водоохранными зонами рек.

Динамика общего водопотребления характеризуется постоянным ростом" его объемов , которые за период с 1988 г. увеличились в 1,5 раза и достигли в 1998 году 20 млн.куб.м. Количество забираемой воды и направления ее использования являются важной характеристикой при оценке уровня воздействия на водную среду, поскольку определяют объем сточных вод и связанные с этим проблемы их очистки и последующей утилизации.

Таким образом, техногенная нагрузка на природные воды месторождения значительна по объему и весьма опасна по содержанию токсичных компонентов. Следует отметить, что техногенные потоки сточных вод составляют 99,89% от общего объема загрязняющих веществ , поступающих на территорию месторождения , в то время *ак выбросы в атмосферу (атмогенная составляющая) и твердые отходы свалок составляют десятые и сотые доли процентов (рис 2).

В пятой главе дана оценка воздействия на водные ресурсы и изложены основные рекомендации по охране водной среды месторождения. В связи с тем, что загрязнение природных вод тесно связано с загрязнением окружающей среды в целом, определена степень воздействия на них атмосферных осадков и почвенного покрова.

• В районе -нефтегазодобычи атмосферные осадки являются не только источником восполнения ресурсов поверхностных и подземных вод, но и потенциальным источником их загрязнения. Объем выбросов от стационарных технологических источников в атмосферу за 1996 г. составил 19 620 т (метан, оксиды углерода и азота, нефтепродукты, сажа).

Рис.2. Схема формирования техногенных потоков и загрязнения природных сред на Уренгойского НГКМ

Исследования атмосферного воздуха показывают, что за период эксплуатации месторождения содержания перечисленных компонентов составляют доли ПДК в районе промплощадок. Химические анализы талой снеговой воды и твердого остатка в снеге свидетельствуют о том, что повышенные содержания марганца, цинка, железа, меди и кадмия не связано с загрязнением от деятельности газовой промышленности и соответствует региональному фону Севера Западной Сибири. Оценка современного состояния почв по вариации значений тяжелых металлов I и II класса опасности (ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк) по суммарному показателю загрязнения почв (СПЗ) показывает, что возможность возникновения зоны экологического риска существует, поскольку около 60% площади следует отнести к категории среднего загрязнения , 30%-слабого. Сильное загрязнение (около 10% площади) отмечено в виде локальных очагов вокруг отдельных промплощадок. Область распространения загрязнения имеет четко выраженное субмеридианальное простирание, аналогичное размещению объектов нефтегазодобычи. Следует отметить, что современное состояние почв не может препятствовать загрязнению поверхностных и подземных вод поступающими в почву полпютантами. Их необходимо рекультивировать и применять другие мероприятия реабилитационного плана для повышения их биологической активности, в качестве биофильтров, препятствующих загрязнению из атмосферы.

Анализ результатов многолетних гидрохимических исследований, выполненный автором, позволил проследить динамику загрязнения природных вод начиная с 1980 г., т. е. за период наиболее интенсивной эксплуатации месторождения. Особенности загрязнения водных объектов рассмотрены на примере специфических компонентов-загрязнителей: нефтепродукты, метанол, фенолы, СПАВ, соединения азота и окисляемость. Сопоставительный гидрохимический анализ по зонам УКПГ (без учета аварийных выбросов) показал, что средние концентрации нефтепродуктов в поверхностных водах превышают ПДК в 2-7 раз. Причем, максимальные их величины отмечаются в северных районах. Превышение ПДК метанола в 2-4 раза зафиксировано для УКПГ-1-4,10. В зонах УКПГ-1АС,5,6,9 это превышение составляет от 7 до 23 раз. В целом по месторождению степень

загрязнения поверхностных вод начиная с 1983 г., практически не меняется; расширяются лишь ее пространственные границы.

Техногенное загрязнение подземных вод нефтепродуктами, метанолом и фенолами было обнаружено на девяти из одиннадцати обследованных водозаборов ( исключение составляют водозаборы УКПГ-5 и 6). Концентрации основного загрязняющего вещества - нефтепродуктов в подземных водах намного ниже, чем в поверхностных. Отмечается эпизодическое увеличение концентраций загрязняющих веществ, без заметной закономерности как во времени, так и по площади.

В связи с площадным характером расположения объектов загрязнения и возможностью его проникновения в подземные воды, автором работы, выполнена оценка их природной защищенности. Анализ построенных схем районирования показывает , что площадки большинства УКПГ расположены в пределах зон слабозащищенных подземных вод , за исключением УКПГ-4 и 5. Количественная оценка степени защищенности грунтовых вод надмерзлотного водоносного горизонта показывает, что время фильтрации загрязняющих веществ с поверхности земли до уровня подземных вод составляет 10-50 суток, что также свидетельствует об очень слабой их защищенности.

Анализ полученных данных о степени и площадях загрязнения почвенного покрова и поверхностных вод, а также результаты гидрохимических обследований водозаборных скважин УКПГ. свидетельствует о том , что основными источниками загрязнения подземных вод месторождения являются крупные наземные объекты нефтегазодобычи. Автором выделяется техногенный водоносный горизонт, который формируется в верхней части мерзлотно-гидрогеологического разреза под нарушенными и загрязненными почвами и водоемами. Контур техногенного водоносного горизонта имеет мозаичный, локальный характер и тяготеет к зонам слабой природной защищенности подземных вод.

В целом, для территории месторождения экологическое состояние подземных вод олигоцен - четвертичного гидрогеологического комплекса не оценивается как критическое. Однако, имеющиеся факты загрязнения вызывают обоснованную тревогу за сохранность их в ближайщем

будущем, учитывая их крайне медленные самоочищение и полный водообмен.

Оценка техногенного воздействия на водные ресурсы позволяет сделать вывод, что их существенного истощения в настоящее время не происходит. Питание подземных вод межмерзлотного горизонта (естественные ресурсы) составляет 430 тыс.куб.м/сут. , т.е. обеспечивает, восполнение ,их эксплуатационных запасов (173,4 тыс^<уб.м/сут) почти в 2,5 раза. Современный же водоотбор на объектах месторождения достигает лишь 14,3 тыс.куб.м./сут., то есть в 12 раз "меньше оцененных эксплуатационных запасов.

Оценка экологического состояния подземного захоронения промстоков позволяет сделать следующие выводы:

- альб-сеноманский водоносный горизонт, подстилающий газовую залежь, соответствует гидрогеологическим и геоэкологическим критериям выбора поглощающих горизонтов;

- в физико-химическом отношении захороняемые сточные воды хорошо совместимы с пластовой водой поглощающего горизонта, что подтверждается на практике стабильной производительностью скважин при низких давлениях нагнетания;

- гидрогеологические прогнозы на 25 лет эксплуатации полигонов по закачке стоков свидетельствуют о незначительных радиусах распространения стоков (не более 2 км) и небольших приростах пластового давления (0,521,8 МПа), не компенсирующих падение пластового давления при отборе газа из залежи (0,18-0,43 МПа/год). В связи с этим закачка сточных вод является дополнительным природоохранным мероприятием, восстанавливающим естественное гидродинамическое равновесие, нарушенное отбором газа;

- техническое состояние нагнетательных скважин удовлетворительное, о чем свидетельствуют многолетний опыт эксплуатации полигонов по захоронению стоков;

- в настоящее время случаев проникновения токсичных сточных вод в верхние водоносные горизонты не зафиксировано.

Учитывая технологические особенности и специфику нефтегазодобычи, профилактике загрязнения природных вод должен способствовать комплекс

мер по охране окружающей среды в целом. В состав комплекса проектно-изыскательских работ по обустройству месторождения должны входить проекты водоохранных зон (рек и озер) и зон санитарной охраны водозаборов подземных вод с обязательным прохождением экологической экспертизы. В пределах согласованных и утвержденных зон должны осуществляться следующие основные мероприятия: а) в местах разливов нефти проводится техническая и биологическая рекультивация загрязненных земель; б) ограничиваются любые виды строительства и освоения территории, ведущие к ее загрязнению; в) устраняются или резко сокращаются выбросы, способствующие загрязнению атмосферы; г) в основных технологических процессах используются системы оборотного водоснабжения; д) совершенствуются системы водоочистки и водоподготовки;

е) прекращается сброс сточных вод без предварительной водоочистки;

ж) обязательно осуществляются мероприятия по обезвреживанию твердых отходов.

В связи с суровыми климатическими условиями наземные очистные сооружения не в состоянии обеспечить экологическую безопасность поверхностных речных вод. Мероприятием, предотвращающим загрязнение поверхностных вод , является захоронение сточных вод в сеноманский поглощающий горизонт. Защищенность сеноманского водоносного комплекса высокая, о чем свидетельствует отсутствие утечек углеводородов и минерализованных хлоридных вод в водоносный горизонт олигоцен-четвертичного возраста. Зоны загрязнения промстоками поглощающего горизонта невелики, поэтому масштабы этого загрязнения не оказывают отрицательного воздействия на разработку газовых залежей и на минеральные лечебные воды, содержащиеся в горизонте. Альб-сеноманский водоносный комплекс, соответсвует гидрогеологическим и геоэкологическим критериям выбора поглощающих горизонтов, о чем свидетельствует опыт закачки стоков начиная с 1979 г.

Наиболее эффективным методом обеспечения рационального использования подземных вод, контроля за состоянием подземной гидросферы и ее взаимосвязи с различными компонентами окружающей природной среды, получения информации для обоснования и принятия управленческих решений является создание системы мониторинга

подземных вод. Достоверный прогноз изменения состояния водных объектов месторождения возможен лишь при организации и ведении мониторинга водной среды, а также постановке специальных научно-исследовательских работ. Основой концепции мониторинга могут служить установленные автором особенности техногенного воздействия на водную среду и специфика ее загрязнения.

Выводы.

1. Поверхностные и пресные подземные воды , являющиеся в пределах исследуемой территории единственным источником питьевого водоснабжения ультрапресные, с высоким содержанием железа , марганца, кремния и очень низкими концентрациями кальция , магния, фтора , что создает определенную степень риска для здоровья населения . Это требует применения современных методов водоподготовки и водоочистки , употребления в рационе питания населения минеральных (столовых) вод, постановки специальных медико-гигиенических исследований с проведением статистики заболеваний от водного фактора.

2. Техногенное воздействие на гидрогеологические условия месторождения проявляется в инжекционном воздействии - химическом загрязнении природных вод при сбросе загрязняющих веществ; эжекционном -механическом и гидродинамическом воздействии на водные объекты , в том числе при отборе подземных вод на хозяйственно-питьевые нужды; и комплексном взаимодействии - характерном для пластовых глубинных вод альб-сеномана.

3. Загрязнение поверхностных и подземных вод носит локальный характер, но прослеживается устойчивая тенденция увеличения площадей влияния крупных технологических объектов. Степень и масштабы загрязнения поверхностных и пресных подземных вод пока не являются критическими, однако установленный характер загрязнения вызывает серьезную тревогу за их сохранность в ближайшем будущем, учитывая их медленное самоочищение и возобновляемость.

4. На территории месторождения начинает формироваться техногенный водоносный горизонт, контуры которого проявляются в верхней части мерзлотно-гидрогеологического разреза под участками загрязненных земель

и водоемов поверхностных вод, в зонах со слабой природной защищенностью подземных вод олигоцен-четвертичного комплекса.

5. Истощения ресурсов как пресных подземных, так и поверхностных вод в результате эксплуатации месторождения не ожидается. Исключение составляют небольшие озера, расположенные в северной части месторождения, при использовании воды из них на строительство скважин Имеющееся загрязнение, особенно озерных и пресных подземных вод, могут сохраняться длительное время, поскольку естественные процессы самоочищения в условиях Крайнего Севера протекают замедленно.

6. Последующее загрязнение и другие негативные воздействия на водные объекты находятся в прямой зависимости от реализации природоохранных мероприятий. Одним из таких мероприятий в отношении пресных природных вод является подземное захоронение сточных вод. Оно неизбежно ведет к загрязнению альб-сеноманского водоносного (поглощающего) горизонта, однако, как показывают прогнозные расчеты, масштабы этого загрязнения будут сравнительно невелики и не окажут отрицательного воздействия на разработку газовых залежей.

Результаты научных исследований, изложенные в диссертации, опубликованы в 8 работах:

1 Васильев Ю.В. Объектный мониторинг подземных вод нефтегазодобывающих районов Севера Западной Сибири // Материалы Всероссийской научно-практической конференции«Социокультурная динамика Ханты-Мансийского автономного округа сегодня и в перспективе XXI века».-Сургутский гос.ун-т, 1998.

2 Васильев Ю.В. Гидроэкологические проблемы Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения. //Материалы IV горногеологического форума «Природные ресурсы стран членов СНГ».-С-Петербург, 1998.

3 Васильев Ю.В., Цацульников В.Т. Техногенез природных вод Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения, там же.

4. Васильев Ю.В., Цацульников В.Т. Характеристика естественной защищенности пресных подземных вод Уренгойского НГКМ: Материалы межвузовской научной конференции «Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией».-Тюмень: изд. Тюм.гос.ун-та, 1999.

5. Васильев Ю.В., Цацульников В.Т. Эколого-гигиеническое состояние питьевых природных вод Уренгойского НГКМ, там же.

6. Васильев Ю.В., Цацульников В.Т. Условия и процессы формирования техногенеза природных вод (на примере Уренгойского НГКМ), там же.

7. Васильев Ю.В. Оценка воздействия на водные ресурсы в результате эксплуатации Уренгойского НГКМ.// Вестник. Тюм.гос.ун-т, вып.Ш, 1999.

8. Васильев Ю.В., РадченкоА.В., Телицын В.Л. Экологические риски освоении северных территорий и пути для уменьшения вероятности вероятности их возникновения.// Проблемы географии и экологии Западной Сибири, Bbin.IV, изд.Тюм.гос.ун-та, 2000 (в печати).

Подписано к печати 8.02.2000 г. Заказ №4 5. Тираж 100 экз.

Институт <с Нефтегазпроект»,625019, г. Тюмень, ул. Республики 209, тел.227-356

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Васильев, Юрий Владимирович

Введение

Глава! Техногенез геоэкологической среды нефтегазодобывающих районов. . э

1.1 Определение термина , его содержание , сущность проблемы.

1.2 Условия процессы формирования техногенеза нефтегазодовающих районов.//

Глава 2. Природные факторы формирования водной среды./

2.1 Физико-географические условия.)

2.2 Геологическое строение. . 2/

2.3 Тектоника

2.Н Геокриологические условия. .«

Глава 3. Характеристика водной среды.

3.1 Поверхностные воды.

3.1.1 Особенности химического состава поверхностных вод.

3.2 Подземные воды

3.2.1 Подземные воды кайнозойско-меловой системы бассейнов стока.4/

3.2.2 Подземные воды мезозойского и палеозойского гидрогеологических бассейнов

3.3 Основные особенности формирования химического состава пресных подземных вод.

3.4 Эколого-гигиеническое состояние питьевых природных вод.

Глава 4. Техногенное воздействие на водную среду

4.1 Источники и виды воздействия.

4.2 Воздействия эжекционного типа.

4.3 Воздействия инжекционного типа.

4.4 Твердые отходы. ¡

Глава 5 Оценка воздействия на водную среду и рекомендации по ее охране

5.1 Критерии загрязнения водной среды.

5.2 Загрязнение поверхностных вод.12&

5.3 Загрязнение подземных вод.¡

Введение Диссертация по геологии, на тему "Изучение гидрогеологических условий Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения в связи с техногенным воздействием при эксплуатации"

В последние десятилетия территория Ямало-Ненецкого автономного округа подвергается интенсивному освоению. За эти годы создана и продолжает создаваться инфраструктура нефтегазодобычи, построены новые города и промышленные объекты. В результате этого легко ранимая природа Крайнего Севера испытывает большую техногенную нагрузку. Происходит разрушение почвенно-растительного покрова, загрязнение почво-грунтов, поверхностных и подземных вод. Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов, и в первую очередь, водных становятся одной из важнейших экологических проблем.

Техногенное воздействие объектов Уренгойского нефтегазокондетсатного месторождения (НГКМ) проявляется прежде всего в загрязнении водной среды, как наиболее подвижного компонента окружающей среды. Под водной средой понимаются природные поверхностные воды - категорийные и некатегорийные объекты (ручьи, реки, озера, болота ), пресные подземные воды напорных и безнапорных горизонтов, используемые для хозяйственно-питьевых целей. Следует отметить, что подземные воды рассматриваемого региона являются уникальными ультрапресными водами и представляют собой основной источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в настоящее время и на далекую перспективу.

Современная гидрогеоэкологическая ситуация месторождения определяется двумя основными факторами: спецификой мерзлотных условий, которые формируют сложную гидрогеологическую ситуацию, обусловленную наличием сквозных таликов и гидравлической связи с реками и озерами, и массированным техногенным воздействием нефтегазодобывающей промышленности. В этой связи гидрогеологические исследования, выполненные автором, имели многоплановый характер и были направлены на изучение условий формирования техногенных процессов, их классификацию по направленности основного фактора - тепломассопереноса, оценку антропогенного влияния на атмосферные осадки, почво-грунты, поверхностные и подземные воды. Подобный комплекс иссследований, с оценкой техногенного 6 воздействия на водную среду месторождения, до настоящего времени не проводился.

Цель работы заключается в изучении современных гидрогеологических условий Уренгойского НГКМ в связи с техногенным воздействием при эксплуатации.

Содержание поставленных задач :

• выявление естественного геохимического облика природных поверхностных и подземных вод;

• определение специфических природных особенностей качественного состава питьевых поверхностных и пресных подземных вод;

• оценка природной защищенности подземных вод и устойчивости водной среды к техногенному воздействию;

• выявление масштабов и степени техногенного воздействия на водную среду;

• установление источников загрязнения и их типизация;

• разработка мероприятий для обеспечения защиты и контроля за водной средой от загрязнения и истощения.

Объектом исследований является водная среда Уренгойского НГКМ, которая включает:

- пресные поверхностные воды рек, озер, болот;

- пресные подземные воды (напорные и безнапорные ) надмерзлотные, меж-и подмерзлотные воды кайнозойско-меловой системы бассейнов стока;

- пластовые воды высокой минерализации мезозойского гидрогеологического бассейна.

Предметом исследований является техногенез природных вод как фактор нарушения их естественного состояния в процессе добычи углеводородов, а также разработка комплекса природоохранных мероприятий для защиты водной и окружающей среды в целом. Научная новизна работы заключается в том, что:

• впервые в условиях криолитозоны Западной Сибири детально изучен техногенез природных вод в условиях эксплуатации уникального нефтегазоконденсатного месторождения;

• установлена степень загрязнения природных вод месторождения;

• охарактеризована природная защищенность пресных подземных вод;

• определено эколого-гигиеническое состояние питьевых вод;

• дана экологическая оценка подземного захоронения промстоков.

Теоретическая значимость:

• на основе положений экологической гидрогеологии выявлены основные причины загрязнения ультрапресных подземных вод кайнозойско-меловой системы бассейнов стока и установлены их связи с атмосферой, почвами, поверхностными водами и водами мезозойского гидрогеологического бассейна;

• проведена схематизация техногенеза поверхностных и подземных вод с учетом источников, видов воздействия и их направленности;

• разработана модель воздействия техногенного загрязнения на отдельные природные среды.

Автор выносит на защиту следующие основные защищаемые положения: поверхностные и пресные подземные воды исследуемого района в естественных условиях характеризуются недостатком основных солеобразующих (кальций, магний) и повышенным содержанием биологически активных компонентов (железо, марганец, кремневая кислота), что является биогидрогеогеохимическим фактором заболевания населения.

• антропогенное воздействие на водную среду происходит при нефтегазодобыче и определяется взаимодействующим влиянием эжекционных и инжекционных техногенных процессов ;

• современные гидрогеологические условия характеризуются начальной стадией формирования ареала техногенного загрязнения олигоцен-четвертичного гидрогеологического комплекса.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при: 8

• организации и ведении мониторинга водной среды с целью предотвращения ее загрязнения и истощения;

• оценке техногенного влияния объектов нефтегазодобычи на пресные поверхностные и подземные воды;

• выделении районов различной степени устойчивости и природной защищенности водной среды от загрязнения;

• разработке рационального комплекса водоохранных мероприятий для повышения качества и экономической эффективности проектных разработок при дальнейшем освоении территории.

Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, полученные за период работы в проектных институтах Тюменгипроводхоз, ТюменНИИгипрогаз, Нефтегазпроект с 1994 г. по настоящее время. За это время обобщен большой фактический материал, который получен автором лично в результате выполнения полевых исследований, при участии сотрудников временных творческих коллективов, формировавшихся на отдельных этапах выполнения различных договорных работ.

Апробация работы . Основные результаты работы по теме диссертации были представлены и доложены на IV горно-геологическом форуме «Природные ресурсы стран членов СНГ» (С-Петербург, 1998 ), межвузовской научной конференции « Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией» ( Тюмень, 1999 ), опубликованы в периодических изданиях « Проблемы географии и экологии Западной Сибири» и « Вестник ТГУ» ( Тюмень, 2000 ).

По теме диссертации опубликовано 8 работ

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Васильев, Юрий Владимирович

ВЫВОДЫ

Анализ выполненных исследований современного состояния природных вод в пределах криолитозоны в результате трансформации природной среды при разработке Уренгойского НГКМ позволяет сделать следующие выводы:

1. Низкая минерализация пресных природных вод , являющихся единственным источником питьевого водоснабжения в пределах исследуемой территории, высокие содержания железа , марганца , кремния , очень низкие концентрации кальция , магния .фтора, создают определенную степень риска для здоровья населения. Это требует применение современных методов водоподготовки и водоочичтки, употребление в рационе питания населения минеральных (столовых) вод, постановки специальных медико-гигиенических исследований.

2. В районе нефтегазодобычи атмосферные осадки являются не только источником восполнения ресурсов поверхностных и подземных вод, но и потенциальным источником их загрязнения. Выделяемые в атмосферу от факельных установок вредные вещества представляют собой газовоздушную смесь продуктов сгорания и несгоревших компонентов углеводородной смеси. Основной объем выбросов от стационарных источников в атмосферу составляет метан и другие углеводороды, оксиды углерода и азота, нефтепродукты, сажа. Исследования атмосферного воздуха в зоне влияния объектов обустройства Уренгой$кого НГКМ (в пределах санитарно-защитных зон) в период эксплуатации по данным фактических замеров окиси углерода, углеводорода, сажи составляет доли ПДК в районе промплощадок и нулевые значения на границе санитарно-защитной зоны. Химические анализы талой снеговой воды показывают нейтральную и слабокислую реакцию ( рН = 5-6,5 ). Причем большой вклад в нее вносят ионы гидрокарбонатов и хлора. Минерализация изменяется от 10 до 25 мг/л. Среди микрокомпонентов преобладают железо, марганец, цинк.

3. Комплексная оценка материалов почвенных исследований свидетельствует о том, что в райне исследований сформировалась геотехносистема особенности формирования и структура которой

93 обусловлены производственной деятельностью человека, связанной с использованием технических средств. Оценка соременного состояния почв Уренгойского месторождения показывает что возможность возникновения зоны экологического риска существует. Имеет место точечное сильное загрязнение обычное вокруг промплощадок. Локально загрязненные участки не способны самовосстанавливаться до прежнего состояния без участия человека в течении сотен и тысяч лет. Поэтому почвы небходимо рекультивировать и применять другие мероприятия реабилитационного плана для повышения биологической активности. Их восстановление необходимо в качестве биофильтров, препятствующих загрязнению гидросферы.

4. Источники и виды воздействия на водную среду существенно изменяются в зависимости от стадии обустройства месторождения. На современном этапе невозможно четко разделить влияние отдельных стадий на общее техногенное воздействие на водные объекты, так как они испытывают суммарную нагрузку, постоянно возрастающих во времени.

5. Техногенное воздействие на гидрогеологические условия месторождения проявляются в инжекционном воздействии - химическом загрязнении природных вод при сбросе сточных вод, эжекционном - механическом и гидродинамическом воздействии на водные объекты, в том числе при отборе подземных вод на хозяйственно-питьевые нужды, и комплексном взаимодействии - характерном для пластовых глубинных вод алб-сеномана.

6. Механические воздействия на водные объекты преобладают в основном на стадии строительства и проявляются в виде: изменения режима поверхностного стока, заболачивания территорий, русловых деформаций и береговых эрозионных процессов, увеличения мутности, изменения уклонов и уровней воды в результате прокладки трасс трубопроводов и автодорог, отсыпок площадок под промышленные объекты, а также изъятия нерестовых и нагульных площадей водоемов под переходы различных линейных сооружений и изъятия поверхностных и подземных вод для нужд бурения. За весь период эксплуатации Уренгойского месторождения не произошло истощения ресурсов как пресных подземных, так и поверхностных вод, поскольку фактическое водопотребление подавляющего числа объектов в 2-5 раз меньше проектного дебита. Отмеченное выше позволяет использовать существующие водозаборы

94 подземных и поверхностных вод для водоснабжения строящихся новых и проектируемых объектов.

7. Химическое воздействие заключается в загрязнении природных вод вредными веществами (мехпримесями, нефтью и нефтепродуктами, метанолом, ДЭГом, СПАВ, соединениями азота, фосфатами, солями и др.). Оно происходит:

- при сбросе недостаточно очищенных хозбытовых стоков на рельеф и в поверхностные водоемы;

- в результате закачки промстоков в поглощающий горизонт;

- при аварийных утечках нефти и нефтепродуктов из трубопроводов;

- в результате выбросов нефти на факельных площадках ЦПС и кустах нефтяных скважин;

- при бурении и капитальных ремонтах скважин;

- при неудовлетворительных условиях хранения и ликвидации твердых отходов;

- при отсутствии необходимых мероприятий по сбору и локализации загрязненных вод на промплощадках.

8. В настоящее время поверхностные воды загрязнены в результате производственной деятельности предприятий на большей части территории месторождения. Техногенному загрязнению подвергнуто около 70% обследованных водных объектов. Однако ареал рассеяния вредных компонентов не является сплошным, и даже в непосредственной близости от промышленных объектов встречаются водоемы, отличающиеся отсутствием или временным характером загрязнения. Отдельные участки месторождения различаются по степени загрязнения. Наибольшие средние содержания в водах нефтепродуктов характерны для зон УКПГ-11-13,15, а метанола - для зон УКПГ-1АС, 5,6. На периферийных участках (близ контура газоносности) воды загрязнены заметно меньше, чем в центральной части месторождения.

9. Техногенное загрязнение подземных вод обнаружено на большинстве обследованных водозаборов. В целом концентрации основного загрязняющего вещества - нефтепродуктов - в подземных водах заметно ниже, чем в поверхностных, что. можно признать вполне естественным, если учесть пути поступления загрязнений в подземные горизонты (из поверхностных водоембв I и грунтов по несквозным таликам). На территории месторождения начинает

195 формироваться техногенный водоносный горизонт, контуры которого проявляются в верхней части мерзлотно-гидрогеологического разреза под участками загрязненных, нарушенных земель и водоемов поверхностных вод, в зонах со слабой природной защищенностью подземных вод олигоцен - четвертичного водоносного комплекса.

10. Прогноз состояния водной среды состоит в следующем :

-- истощения ресурсов как пресных подземных, так и поверхностных вод в результате эксплуатации месторождения не произойдет. Исключение в этом плане, да и то временное, могут составить отдельные небольшие озера, расположенные в северной части месторождения, при использовании воды из них на строительство скважин;

-- имеющиеся загрязнения, особенно озерных и пресных подземных вод, могут сохраняться длительное время, поскольку естественные процессы самоочищения в условиях Севера протекают замедленно; -- прогноз возможности и интенсивности последующих загрязнений и других негативных воздействий на водные объекты находится в прямой зависимости от реализации водоохранных мероприятий, предложенных в последнем разделе данной работы.

11. Последующее загрязнение и другие негативные воздействия на водные объекты находятся в прямой зависимости от реализации природоохранных мероприятий. Одним из таких мероприятий в отношении пресных природных вод является подземное захоронение сточных вод, Оно неизбежно ведет к загрязнению альб-сеноманского водоносного (поглощающего) горизонта, однако, как показывают прогнозные расчеты, масштабы этого загрязнения будут сравнительно невелики и не окажут отрицательное воздействие на разработку газовых залежей и источники минеральных лечебных вод, содержащихся в горизонте.

196

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Васильев, Юрий Владимирович, Тюмень

1. Алекин О. А. Основы гидрохимии.-Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 443 с.

2. Анисимова Н.П. Криогидрохимические особенности мёрзлой зоны.-Новосибирск: Наука, 1981.-152 с.

3. Баулин В.В. Многолетнемерзлые породы нефтегазоносных районов СССР.-М.: Недра,1985.-172 с.

4. Беус A.A., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды.-М.: Недра ,1976.-247 с.

5. Бешенцев В.А. Экология подземных вод ЯМАО.// Тез. Докл. 3-го межд.конгр.« Вода : экология и технология».-1998.-с.161-162.

6. Биндеман H.H., Бочевер Ф.М. Региональная оценка эксплуатационных запасов пресных подземных вод.// Советская геология-1964.- № 1.- с.65-79.

7. Биомасса и. динамика растительного покрова и животного населения в лесотундре.-Свердловск: Сред.Уральское кн.изд., 1974.-224 с.

8. Бочевер Ф.М. .Орадовская А.Е. Гидрогеологическое обоснование защиты подземных.вод и водозаборов от загрязнения.-М.: Недра,1979.-254 с.

9. Бочевер Ф.М. Теория и практические методы гидрогеологических расчетов эксплуатационных запасов подземных вод. М.: Недра , 1968.- 325 с.

10. Будьков СХ Нефтегазовый комплекс и природа. Тюмень: ТГУ. 1988. - 66 с

11. Быков В .Д., Васильев A.B., Гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1972.-448 с.

12. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружение.-М.:Наука,1965.-312 с.

13. Воды нефтяных и газовых месторождений СССР: Справочник / под ред. Л. М. Зорькина.- М.: Недра, 1989.- 382 е.: ил.

14. Волобуев Г.П. Прогнозирование гидрогеологических обстановок в нефтегазодобывающих районах .-М.:Недра ,1986.-192 с.

15. Гавич И.К Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии.-М.: Недра, 1980.-358 с.

16. Гвоздецкий H.A. Физико-географическое районирование Тюменскойобласти.-М.: МГУ, 1973.-245 с.i

17. Геокриологическре районирование Западно-Сибирской газоносной провинции / под ред. С.Е.Гречищева .-Н.: Наука,1983.- 186 с.

18. Геокриология СССР. Западная Сибирь-М.: Недра, 1989.-447 с.

19. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности ЗападноСибирской низменности. / под ред. H. Н. Ростовцева М.: Гостехиздат, 1958 389 с.

20. Геология нефти и газа Западной Сибири./ А.Э.Конторович., И.И.Нестеров, Ф.К. Салманов и др.; -М.: Недра , 1975.-341 .с.

21. Геология СССР. Т. 44. -М.: Недра, 1963.-512 с.

22. Геохимические типы железосодержащих подземных вод с около нейтральной реакцией // С.Р.Крайнов, Г.А.Соломин, И.В. Василькова и др. -Гидрогеохимия. 1982.- №3.- с. 400 419.

23. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия освоения Западной Сибири.// Межвузовский сборник научных трудов.- Тюмень.:ТюмИИ, 1991.-85 с.

24. Гидрогеологические исследования для обоснования подземного захоронения промышленных стоков./ под ред., В. А. Грабовникова.- М.: Недра, 1993.-335 с.

25. Гидрогеология СССР. Том XVI Западно Сибирская равнина (Тюменская, Омская, Новосибирская и Томская области) / под ред. В.А. Нуднер.- М.: Недра 1970 .-368 с.

26. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод с природной средой.- Л.: Гидрометеоиздат, 1987.- 248 с.

27. Гольдберг В.М., Газда C.B. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения.- Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -115 с.

28. Гольдберг. В.М.Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземныхtвод от загрязнения.- М.: Недра, 1984.- 262 с.

29. Гордеев П.В., Шемелина В.А., Шулякова O.K. Гидрогеология.-М.:Высш.шк., 1990.-448 с.

30. Государственный водный кадастр: Основные гидрологические характеристики, т.15. Л.: Гидрометеоиздат, 1978, вып.З. - 247 с.

31. Григорьева C.B. Закономерности изменения геологической среды под влиянием деятельности человека на территории Западной Сибири.:Автореф. дис.канд. r-м наук .-М.,МГУ., 1979.-28 с.

32. Грушко Я. М. Вредные органические соединения в промышленных ЬТочныхводах .Справочник.-Л.: изд-во Химия, Ленинградское отделение, 1982.-216 с.98

33. Добринский Л.Н., B.B. Плотников. Экология Ханты-Мансийского автономного округа. -Тюмень.:изд-во ТГУ, 1997.- 286 с.

34. Европейские стандарты питьевой воды.- Женева.: Всемирная организация здравоохранения, 1972.- 60 с.

35. Егорова И.Н. Техногенные преобразования литосферных вод в районах разработки месторождений нефти и газа.-М.:Обзор ВИЭМС,1988.-54 с.

36. Зайцев И, К. Гидрогеохимия СССР.-Л.: Недра, 1986. 293 с.

37. Зайцев И.К., Толстихин Н.И. Закономерности распространения иформирование минеральных (промышленных и лечебных) подземных вод на•территории СССР.- М.: Недра, 1972.- 280 с.

38. Западная Сибирь (Природные условия и естественные ресурсы СССР).- М.: изд-во АН СССР , 1963.- 488 с.

39. Инженерная геологияя СССР. Западная Сибирь.( под ред. Сергеева Е.М.)-М.: МГУ, 1976.-264 с.

40. Казенов С.М., Арбузов А.Н.,Ковалевский Ю.В. Воздействие объектов нефтепродуктообеспечения на геологическую среду.// Геоэкология.-1998.-№1.-с 54-74.

41. Каменский Г.Н., Толстихина М.М., Толстихин Н.И. Гидрогеология СССР.-М.: 1959 .- 365 с.

42. Карцев A.A., Вагин С.Б.,Матусевич В.М. Гидрогеология нефтегазоносных бассейнов .-М.: Недра, 1986.-224 с.

43. Кащавцев Е.Е., Гаттенбергер Ю.П., Люшин С.Ф. Предупреждение солеобразования при добыче нефти. М.: Недра, 1985. - 215 с.

44. Кирпоковский И.П. Охрана природы : Справочник для работников нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности .- М.: Химия, 1980.-376 с.

45. Кирюхин В.А., Короткое А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия.- М., Недра, 1993.-384 с.

46. Климентов П.П.Кононов В.М. Динамика подземных вод.- М.:Высшая школа, 1973.-440 с.

47. Ковальчук А. И., Вдовин Ю. П., Козлов А. В. Формирование химического состава подземных вод Зауралья.- М.: Наука, 1980.-171 с.

48. Ковальчук А.И., Иванов Ю.К. Пресные подземные воды Ямало-Ненецкого автономного округа.// Тез.докл. 3-го межд.конгр.« Вода: экология и технология».-1998.-е.190-192.

49. Королев В.А. Мониторинг геологической среды: Учебник/ под ред. В.Т. Трофимова. -М.: Изд-во МГУ, 1995.-272 с.

50. Корценштейн В.Н. Нарушение равновесия природных флюидальных систем при разработке газовых и газоконденсатных месторождений.-М.: недра.,1980.-224 с.

51. Крайнов С.Р. Геохимия редких элементов в подземных водах.- М.: Недра,*1973.-295 с.

52. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяиственно-питьевого назначения.- М.: Недра, 1987. -237 с.

53. Крайнов С.Р., Щвец В.М. Основы геохимии подземных вод.- М.: Недра 1980.-285 с.

54. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. /Минприрода РСФСР.- М., 1992.- 58 с.

55. Куделин В.И. Подземный сток на территории СССР.-М.: МГУ, 1966.- 302 с. Куликов Г.В., Жевлаков A.B., Бондаренко С.С. Минеральные лечебные воды СССР. Справочник. -М.: Недра, 1991. -399 с.

56. Лаптев Ф.Ф., Соколов И.Ю. Сведения по химии подземных вод.-М.: Госгеолтехиздат, 1962- с. 165 -229.

57. Ласточкин А.Н. Ландшафтно-геоэкологические исследования на %геотопологической основеСПб,: изд-во С-Пб ун-та. 1994.-237 с.

58. Лучшева A.A. Практическая гидрология-Л.: Гидрометеоиздат, 1950.- 291 с. Маврицкий Б.Ф. Термальные воды складчатых и платформенных областей СССР. -М.: Наука ,1970.-242 с.

59. Мазур И.П., Молдованов О.И. Курс инженерной экологии .- М.: Высшая школа ,1999 .-446 с.

60. Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.-М.: Недра, 1876.-151 с.

61. Матусевич В,М., Шубенин Н.Г.,В.Т.Цацульников . Гидрогеология нефтяных«и газовых месторождений Западной Сибири. Учебное пособие. Тюмень, Изд-во ТИИ, 1990.-102 с.

62. Матусевич В.М.Балуев О.В. Геодинамика водонапорных систем Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.//Советская геология.-!986.-№2.-с 117-122.

63. Матусевич В.М.,Ковяткина Л.А. Техногенные гидрогеологические системы нефтегазоносных районов Западной Сибири.//Нефть и газ.-1997.-№1-с.41-46

64. Методические указания по прогнозированию загрязнения урожая сельскохозяйственных культур долгоживущими радионуклидами-М.:Колос, 1983.-83 с.

65. Мониторинг месторождений и участков водозаборов питьевых подземных вод ( методические рекомендации ). -М.: Мин.природных ресурсов РФ.,1998.-80 с.

66. Немкова Н.С.,Акопова Г.С. Проблемы охраны водной среды на объектах транспорта и хранения газа .М.: ИРЦ Газпром .,1995 84 с.

67. Охрана подземных вод в условиях техногенеза ./ Огняник Н.С.,Рудаков В.К.,Рыбин В.Ф. и др. Киев .: Высшая школа , 1985.-187 с.

68. Оценка изменений гидрогеологических условий под влиянием производственной деятельности ( под редакцией Фомина В.М.).-М.: Недра, 1978.-264 с.

69. Пагульнов П.П., Христианова Л.А. Питьевая вода : новый нормативный документ//Экология и промышленность России.-1998.-№4.-с.46-48.

70. Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно-безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М.: Колос, 1993.-213 с.

71. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде.-М.: изд-во МГУ,1993.-207 с.

72. Пиннекер Е.В. Проблемы региональной гидрогеологии .-М.: Наука .1977.-196с.

73. Плотников Н.И. Техногенные изменения гидрогелогических условйй.-М.:I1. Недра, 1989.-267 с.2.01

74. Плотников Н.И. Эксплуатационная разведка подземных вод. Изд. 2-е, перер. и доп. М. Недра, 1979- 272 с.

75. Плотников Н.И., Карцев А.А.,Рогинец И.И. Научно-методические основы экологической гидрогеологии.-М.: изд-во МГУ ,1992.-60 с.

76. Плотниковы.И., Краевский С.А. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды.- М.: Недра , 1983.-207 с.

77. Подземные воды Востока России : Материалы XV Всеросийского совещания по . подземным водам Сибири и Дальнего Востока.-Тюмень: ТюмГНГУ, 1997. -80 с.

78. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия .-Л.: Недра ,1975.-208 с.

79. Посохов Е.В., Толс^ихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). -П.: Недра, 1977.- 240 с.

80. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования. -М.: Минздрав СССР., 1983.- 61 с.

81. Проблемы экологии при освоении газовых и нефтяных месторождений крайнего севера.- М.: ВНИИГАЗ, 1995.-160 с.

82. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь- справочник. М.:Мысль,1990.-637с.

83. Романовский Н.Н. Подземные воды криолитозоны. М.: МГУ, 1983. - 232 с.

84. Руководство по контролю качества питьевой воды . Женева ( ВОЗ ). Медицина, 1994.-256 с.

85. Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене: Учебное пособие / Е. И. Гончарук, Р. Д. Габович, С. И. Гаркавый и др. Под ред. У. И. Гончарука.- М.: Медицина, 1990.- 416 с.

86. Самарина В.С. Гидрогеохимия. Учебное пособие,- Л.: Изд-во Ленингр. унив-та, 1977.-360 с.

87. Севастьянов О. М., Захарова Е. Е. Опыт подземного захоронения промстоков на Уренгойском месторождении.- М.: ИРЦ Газпром, 1993.- 41 с.

88. Сергеев Е.М. Инженерная геология и охрана окружающей среды.-М.: Вест. МГУ, сер.геол.№9.,1979.с75-85.

89. Смоленцев Ю.К. Микрокомпонентный состав поверхностных' водI

90. Западно-Сибирской низменности в области многолетней устойчивой202мерзлоты// Вопросы геологии , бурения и добычи в зоне мерзлых пород на нефтяных и газовых месторождениях Западной Сибири. Тюмень,-1969.-С.ЗЗ-44.

91. Смоленцев Ю.К. Некоторые вопросы гидрохимии подземных вод четвертичных отложений Западно- Сибирской низменности в области многолетней устойчивой мерзлоты// Там же .-с.45-62.

92. Смоленцев Ю.К. Новая провинция распространения содовых пресных подземных вод в гумидной зоне Западно-Сибирской равнины// Вопросыгидрогеологии и инженерной геологии Сибири. Тюмень,-1976.-С.44-49.*

93. Смоленцев Ю.К. Основные региональные гидрогеохимические закономерности зоны гипергенеза Западно-Сибирской платформы// Проблемы региональной гидрогеохимии . Л.,-1979.-С.87-88.

94. Смоленцев Ю.К. .Елизаров В.И. К вопросу организации хозяйственно питьевого и промышленного водоснабжения газового месторождения Медвежье// Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии.Тюмень,-1975,-с.151-155.

95. Смоленцев Ю.К., Нелюбин В.В. Поиски и эффективность освоения месторождений подземных вод для водоснабжения на севере Западной Сибири// Тезисы докладов девятого совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. Иркутск,-1979,-с.45-47.

96. Смоленцев Ю.К. Особенности формирования подземных вод зоны гипергенеза Западно-Сибирской плиты// Подземные воды юга Западной Сибири .Труды института геологии и геофизики . Вып 683. Новосибирск,-1987.-c.4-65.

97. Смоленцев Ю.К. Пресные подземные воды Западно-Сибирского мегабассейна : Автореф. дис.докт.г-м наук.-Иркутск, 1995.-50 с.

98. Ставицкий Б.П. Закономерности формирования солевого состава подземных вод нижнего гидрогеологического этажа// Гидрогеология СССР . Т. XVI. -М.: Недра ,1970,-с. 187-195.

99. Справочник гидрогелога./ под редакцией М.Е.Альтовского. М.: Гос. научно- тех. изд-во по геологии и охране недр. 1962 .-616 с.

100. Справочник по гидрогеохимии / под ред. А. М. Никонорова.-Л.: Гидрометероиздат ,1989.- 391 с.' *

101. Теоритические основы нефтегазовой гидрогеологии/Ю.П.Гаттенбергер, В.М.Матусевич и др.; под ред.А.А.Карцева.-М.: Недра, 1992.-208 с.

102. Ушатинский И.Н., Зарипов О.Г. Минералогические и геохимические показатели нефтегазоностности мезозойских отложений Западно-Сибирской плиты. -Свердловск.: (Труды ЗапСибНИГНИ. Вып.96);,- Сред.гУрал.кн.изд-во, 1978-207с. .

103. Ферсман А.Е. Геохимия .- М.Д: АН СССР , 1934. 354 с.

104. Фотиев С.М. Гидрогеотермические особенности криогенной области СССР. М.: "Наука", 1978. - 236 с.

105. Флеров Б.А. Биотестирование : терминология, задачи,перспективы Яеоритические основы биотестирования.-Волгоград, 1991-155 с.

106. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водополготовка.- М.: изд-во МГУ, 1996 .- 680 с.

107. Ханин A.A. Петрофизика нефтяных и газовых пластов, М.: Недра, 1976, -295с.

108. Химическая Энциклопедия / под ред. И.Л. Кнунянц.-М.: изд-во Советская энциклопедия ,1988 . -3 тома.

109. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 197$.-308 с.

110. ЧесаловС.М., Шмагин Б.А. Статистические методы . решения гидрогеологических задач на ЭВМ.- М.: Недра, 1989 .-174 с.

111. Шварцев С.Л. Гидрогеология зоны гипергенеза. -М.: Недра, 1978.-278 с.

112. Шварцев С.Л. Общая гидрогеология .Учебн. для вузов.- М.: Недра, 1996. -423 с.

113. Шестаков В.М. Динамика подземных вод. 2-е изд.-М.: изд-во МГУ ,1979. 367с.

114. Экологические очерки о природе и человеке. Пер. с немецкого-М. Прогресс, 1988.-623 с.