CC BY
54
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 2 (24) 2013. с. 110-116. Научные сообщения
УДК: 504.03
АКТУАЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕЕСТРОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА БИОСФЕРЫ ПРИКАСПИЯ
Валентина Сергеевна Мерчева, к.т.н.
ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет» [email protected].
Каспийское море, Северная акватория, экосистемы, сопредельные территории, особо охраняемые природные территории, нефтегазовые месторождения, геохимия, гидрогеология, база данных, реестр, компьютерные технологии
Одной из важнейших и глобальных задач современного человечества является рациональное и экологически безопасное использование природных ресурсов Земли. Анализ развития геологических процессов, их прогноз и учет влияния техногенных процессов на формирование современных экосистем позволяет осуществлять профилактические защитные мероприятия по предупреждению, возможному предотвращению а, следовательно, снижению масштабов последствий техногенных экологических катастроф и финансовых затрат на устранение их последствий. Формирование общедоступных информационных мониторинговых электронных систем - один из управленческих инструментов в области защиты окружающей среды.
RELEVANCE OF FORMATION OF ELECTRONIC REGISTRY FOR MONITORING
THE BIOSPHERE PRECASPIAN
Valentina Sergeevna Mercheva,
The Candidate of Technical Science Federal State Budget Educational Institution «Astrakhan State University»
The Caspian Sea, Northern waters, ecosystems, adjacent areas, protected areas, oil and gas deposits, geochemistry, hydrogeology, database, registry, computer technology
One of the most important and global problems of modern humanity is rational and environmentally safe use of the natural resources of the Earth. Analysis of geological processes, their prognosis and accounting impact of technological processes on the formation of modern ecosystems allows preventive protective measures to prevent, possible prevention and, therefore, reduce the magnitude of the effects of man-made environmental disasters and financial resources to address their consequences. Formation of public information monitoring electronic systems - one of the management tools in the field of environmental protection.
Одной из важнейших и глобальных задач современной геологии является рациональное и экологически безопасное использование человеком природных ресурсов Земли, особенно геологических.
Анализ развития геологических процессов во времени и пространстве, их прогноз и
учет влияния техногенных процессов на формирование современных экосистем всех уровней позволяет осуществлять профилактические защитные мероприятия, которые способствуют управлению (предупреждению, возможному предотвращению) а, следовательно, снижению масштабов последствий техногенных экологических катастроф разного уровня и финансовых затрат на устранение их последствий.
Совершенно очевидно, что для этого необходимо проводить разномасштабные долговременные и целенаправленные наблюдения за важнейшими компонентами геологической среды. Обобщение результатов наблюдений позволит установить основные тенденции развития, особенности проявления и разработать рекомендации по их управлению
Развитие человечества, а, следовательно, причины экономического, политического и социального характера, побуждают охватывать геологоразведочными работами и добычей природных ресурсов все новые и новые территории, даже таких, которые являются уникальными и имеют важнейшее международное экологическое значение [3, 4].
К одному из таких регионов относится территория Каспийского моря и сопредельные с ним земли. Сохранение экологического равновесия в уникальной природной зоне с богатой и своеобразной фауной и флорой в Волго-Ахтубинской пойме, Рамсарском водно-болотном угодье «Дельта реки Волги», Астраханском государственном биосферном заповеднике и других особо охраняемых природных территориях России, Азербайджана, Ирана, Туркменистана и Казахстана вызывает необходимость систематизации имеющейся и вновь получаемой геохимической информации, ее сопоставления, глубокого статистического анализа влияния техногенеза на экосистемы всех уровней Прикаспийского региона [6].
Активизация освоения нефтегазовых ресурсов Каспийского моря подтверждает прогнозы исследователей о том, что запасы углеводородов в его акватории не уступают ресурсам Ближнего Востока. Открытие в начале XXI века месторождений нефти и газа на Северном шельфе Каспийского моря может обеспечить создание на юге России крупнейшего Каспийского нефтегазодобывающего и перерабатывающего комплекса, способного в ближайшие 10 - 15 лет занять ведущее место в России по объёмам годовой добычи газа на уровне 100 млрд. м3 и 50 млн. тонн нефти[1, 5, 7].
В 2010 году введено в разработку месторождение им. Ю. Корчагина с годовой добычей газа более 1 млрд. м3 и до 8 млн. тонн нефти. В 2014 году ожидается начало добычи нефти на месторождении им. В.Филановского, крупнейшем открытом в РФ в постсоветское время, где запасы нефти достигают 220 млн. тонн и газа 140 млрд. м3. Выявлены перспективные структуры Самарская, Широтная, «170-й километр», Центральная, Ялама -Самур и др. Северо-восточнее в акватории выявлен нефтяной гигант Кашаган (Казахстан), являющийся морским продолжением прибрежных нефтяных гигантов Тенгиз и Королевское. Активно осуществляется разведка и добыча природных ресурсов в Юго-Западной и Юго-Восточной акваториях Каспийского моря. Объявлено об открытии нового углеводородного месторождения-гиганта в иранском секторе Каспийского моря.
Таким образом, широкомасштабное ускоренное освоение нефтегазовых месторождений в уникальной природной зоне Каспийского моря и сопредельных территорий, вызвали острую необходимость формирования глобального мониторинга биосферы, в частности обобщения геологической, гидрогеохимической и др. информации в общедоступные электронные базы данных для использования в режиме реального времени [6].
Результаты анализа проб нефти, газа, газового конденсата и попутно извлекаемой воды, внесенные в электронные базы, могут быть использованы заинтересованными структурами при оценке взаимосвязи продуктивных горизонтов различных месторождений, выявления биомаркеров при уточнении геохимической и геологической истории формирования нефтегазовой залежи. Кроме того, сопоставление обобщенной
гидрогеохимической информации и данных состояния биосферы позволят оценить степень воздействия геологоразведочных работ и процесса нефтегазодобычи в Прикаспийском регионе на все объекты окружающей среды. Такой многосторонний комплексный подход контроля показателей производственного и экологического направлений совершенно справедливо можно объединить в понятие «мониторинг биосферы Прикаспия» [5, 9, 10].
Существовавшая ранее (до распада Советского Союза) практика передачи геолого -гидрогеохимической информации по нефтегазовым месторождениям СССР в единый Центр, а также публикация наиболее информативной характеристики в открытой печати в виде сборников позволяла воспользоваться ею специалистам профильных организаций, студентам, обучающимся по соответствующим специальностям, и другим заинтересованным лицам [12].
Между тем, межгосударственная разобщенность акватории Каспийского моря (более 398 тыс. км2) и прилегающей к нему территории, а также коммерческая заинтересованность нефтегазовых предприятий в неразглашении геологической, гидрогеологической, геохимической другого рода информации затрудняют возможность объективно оценить экологическое состояние совместно используемого бассейна.
Несмотря на создавшуюся ситуацию, обобщение имеющейся в открытой печати разрозненной информации позволило объединить часть ее в электронную базу данных «Г еохимический состав и свойства природных ресурсов акватории Каспийского моря», на которую получено Свидетельство Федеральной службы по интеллектуальной собственности [2].За основу структуры базы данных принята следующая схема (рис. 1).
Рисунок 1. Структура базы данных «Г еохимический состав и свойства природных ресурсов акватории
Каспийского моря»
Результаты геохимических исследований, вошедшие в базу данных (БД), подтверждают, что газовые смеси залежей Северного Каспия являются результатом нескольких процессов генерации УВ. Органическое вещество (ОВ) осадочных пород Каспия, генерирующее в морских недрах широкий спектр углеводородов, представляет собой остатки наземных и морских организмов.
По соотношению Н/С (водород/углерод) и О/С (кислород/углерод), морское ОВ (кероген) разделяется на четыре типа: тип I - водорослевый, II - планктонный, III -земной (высшая растительность), IV- тип, образовавшийся из организмов. Эти сведения еще раз подтверждают теорию о зависимости генерации углеводородов из материнских пород от типа органического вещества и геотермических условий. По Н.Б. Вассоевичу (1960), промышленные нефтяные залежи связаны с сапропелевым типом органического вещества (I и II), тогда как основная газовая среда формируется за счет гуминового типа (III и IV). Первичное накопление углеводородного газа из органического вещества гуминового типа (III + IV) отличается от сапропелевого типа (I и II). Процессы созревания сапропелевого ОВ сопровождаются существенным образованием углеводородов группы С5+В, гуминовой же тип ОВ приводит к образованию значительного количества метановых и группы С2+В компонентов. Тогда как СО2 в основном генерируется на низких (начальных) стадиях термической зрелости [Hant, 1996].
В альбских песчаниках притоки газа и газового конденсата получены в скважинах № 4,5 Хвалынская и в скважине № 3 месторождения «170-й километр». Пластовые газы альбской залежи (скв. № 5, инт. 1311 ^ 1319 м) содержат (%масс): метана - 67, этана - 12, пропана - 5 ^ 6, бутана 4, пентана в сумме с высшими углеводородами - до 4, СО2- до 0,4; сероводород отсутствует.
Нефти аптской залежи (скв. № 4, 6 месторождения им. В. Филановского инт. 1357 ^ 1372 м, Рпл=14,9 МПа, Тпл=67°С) имеют плотность 830 кг/м3 и вязкость более 11 *10-6 м2/с, НК=53°С, характеризуются следующим составом, (%масс): серы - 0,15; смол - 4,2; асфальтенов- 0,05.
На Хвалынском месторождении из доломитов титонского яруса верхней юры (скв. № 1, инт. 2978 ^ 2993,5 м) получен промышленный приток газа и газового конденсата. На месторождении «170-й километр» из этих же доломитов в скважине № 3 получены промышленные притоки газа и нефти. Из известняков оксфордского яруса верхней юры (скв. № 3, инт. 3240 ^ 3268 м) получен промышленный приток нефти. Из келловейских песчаников в скважине № 3 получены промышленные притоки газа и конденсата. Нефти юрских залежей (скв. № 2 месторождения им. В.Филановского, инт. 1456 ^ 1462 м, Рпл=15,7 МПа, Тпл=69 °С) легкие (плотность 800 кг/м3), вязкость 0,6 мПа*с, серы до 0,7 %, смол до 2,7 %, асфальтенов 0,1%, парафина 8,9 %, НК до 50 °С.
На Сарматской структуре в карбонатных верхнеюрских отложениях выявлено 6 промышленных залежей: три газоконденсатные залежи в отложениях титонского яруса, одна газоконденсатная залежь в отложениях кимериджского яруса и две нефтяные залежи приурочены к оксфордскому ярусу. На структуре Центральная выявлена одна нефтяная залежь с газовой шапкой в отложениях волжского (титонского) яруса верхней юры, притоки нефти получены из алевролитов неокомского яруса нижнего мела. На структуре месторождения им. Ю.Корчагина открыто 6 промышленных залежей на глубинах от 690 м до 1860 м в отложениях средней юры, нижнего мела и палеогена. На структуре Ракушечная получен промышленный приток газа и нефти из песчаников нижнего мела и доломитов верхней юры [8, 10]. В таблице 1 приведена информация, как пример вошедшей в базу данных [11].
Таблица 1
_______Геохимическая характеристика флюидов месторождений Каспийского моря
Г еологический разрез, место отбора, возраст отложений Характеристика газов
О4 и СО2,% ^2+редкие Г еохимическая зональность
Тюлений, QIv 92,94 0,86 6,20 Растительные остатки
Азау, Ьу, аk 98,0 0,5 1,5 Биомассовая, Диагенез
Ракушечное, Широтное, 98,0 1,0 1,0 Биомассовая, Диагенез
им. В.Филановского,
Сарматское,
Хвалынское, Иу, \а.
Ракушечное, К1а1Ъ, глубина 1311 м, Тпл=65°С 76,0 С5+В<3 0,45 3,9 Протокатагенез, ПК1+ПК2, зона сухих газов
им. В.Филановского, 71,0 С5+в>5 0,40 4,2 Протокатагенез, ПКЗ+М1, зона сухих газов + ТУ
Каспийское К1ар
Ракушечное, 3 нефть: р=810 кг/м , у20=7,8*10" м2/с, НК=52°С, Тпл=70°С Протокатагенез, ПКЗ+МК1, зона нефтей вязких + газовые шапки
Широтное К1ПС
Ракушечное, 11 3 нефть: р =810 кг/м , у20=6,0 * 10-6 м2/с, НК=49°С, Тпл=75°С Мезокатагенез, МК2+МКЗ, зона вязких Нефтей
им. В. Филановского
Ракушечное, 11 3 нефть: р=801 кг/м , У2о=5,0 * 10-6 м2/с, НК=49°С, Тпл=80°С Мезокатагенез, МК4+АК1, зона легких нефтей, жирных газов, газоконденсата
Каспийское
Ракушечное, 12ВНК=1467м пластовая вода: тип-хлоридно-кальциевый, р=1060 кг/м3,М=81 г/дм3 Мезокатагенез
Ниже, в таблице 2 приведена сравнительная характеристика нефтей аптского и неокомского продуктивных горизонтов месторождений Каспия.
Таблица 2
Характеристика нефтей геологических горизонтов региона Каспийского моря
Параметры Неокомская Аптская
Пластовое давление, МПа 15,7 14, 9
Пластовая температура, °С 69 67
Давление насыщения при температуре пласта, МПа 10,9 8,2
Г азосодержание - при стандартной сепарации - при дифференциальном разгазировании - потенциальное газосодержание м3/м3 м3/т % масс м3/м3 м3/т %масс
98 119 13 51 61 7
87 107 11 45 55 6
99 120 12 55 66 8
Объемный коэффициент нефти в пластовых условиях, м3/м3
- при стандартной сепарации - при дифференциальном разгазировании 1,3 1,2 1,16 1,14
Объемный коэффициент нефти при давлении насыщения, м3/м3 - при стандартной сепарации 1,3 1,17
- при дифференциальном разгазировании 1,27 1,15
Плотность нефти, кг/м3 - в пластовых условиях - при давлении насыщения 723 716 768 761
Вязкость нефти, мПа*с - в пластовых условиях - при давлении насыщения 0,6 0,6 2,6 2,4
Коэффициент изотермической сжимаемости нефти при пластовой температуре, 1/МПа 0,0018 0,0013
Плотность выделившегося газа, кг/м3 - при стандартной сепарации - при дифференциальном разгазировании 1,2 1,1 1,27 1,12
Плотность сепарированной нефти при 20°С, кг/м3 - при стандартной сепарации - при дифференциальном разгазировании 823 817 830 826
Содержание, % масс.
газа до С4 вкл. 2,6 0,5
механических примесей 0,017 0,01
воды до обезвоживания следы отс.
после обезвоживания следы отс.
хлористых солей, мг/л 17 11
Давление насыщенных паров, Кпапри 38°С 41,456 36,124
Температура вспышки, °С:
в открытом тигле 13 29
в закрытом тигле ниже минус 35 ниже минус 35
Фракционный состав, % об.:
до 100°С 9 1
до 200°С 34 20
до 300°С 52 39
Приведены и другие показатели свойств нефти аптского и неокомского продуктивных горизонтов месторождений Каспия (табл.3, 4).
Таблица 3
Характеристика вязкости и плотности нефтей геологических горизонтов региона
Каспийского моря
Показатели качества Температура, °С
20 30 40 50
неоком апт неоком апт неоком апт неоком апт
Кинематическая вязкость, * 10-6 м2/с 7,1 9 4,4 13 3,6 8,9 3 6,7
Условная вязкость, °ВУ 1,6 1,7 1,3 2,1 1,3 4,7 1,2 1,5
Плотность, кг/м3 825 838 817 830 809 826 801 815
Таблица 4
Фракционный состав нефтей геологических горизонтов региона Каспийского моря
Температурные пределы кипения фракций, °С Продуктивный горизонт
неоком апт
Газ до С4 1,8 1,4
Н.К.-60 5,4 3,2
60-90 5,4 3,2
0 2 т 0 9 6,7 4,8
120- 150 6,3 4
150- 200 9,8 6,3
2 0 0 250 9,6 7,6
250- 300 10 8,9
300- 350 9 7,4
350- 400 7,9 6,4
4 0 0 450 6,8 6,3
450- 500 6,8 6
Как уже говорилось, в условиях широкомасштабного межгосударственного освоения нефтегазовых ресурсов Прикаспия, учитывая его международное экологическое значение, предваряя возможность увеличения объемов загрязнений и их воздействие на все объекты окружающей среды, остро встает вопрос создания общедоступной информационной
системы по управлению мониторинговыми данными, хранению первичной информации и результатов ее интерпретации.
На вопросе необходимости обобщения всей имеющейся и вновь получаемой информации геологического направления заострил внимание в 2G12 г. и Президент России. При этом подчеркнуто, что статус ее востребованности должен выходить за рамки внутрикорпоративных на государственный уровень, а касательно освоения природных ресурсов совместных территорий всех приграничных государств. Только действуя согласованно и взаимосвязано, устраняя все барьеры по защите геологической информации нефтегазовых предприятий, можно добиться сохранения уникальной природы акватории Каспийского моря.
Сформированная и зарегистрированная Федеральной службой по интеллектуальной собственности РФ база данных «Геохимический состав и свойства природных ресурсов акватории Каспийского моря» является важным вкладом в банк мониторинговых данных состояния биосферы Прикаспия [1G, 11].
Работа выполнена в рамках ГК 14.B 37.21.G586 ФЦП РФ.
Литература
1. Алекперов, B.Ю. Нефть России: прошлое, настоящее и будущее [Текст] / B^. Алекперов. - М.: Креативная экономика, 2G11. - 43G с.
2. База данных «Геохимический состав и свойства природных ресурсов акватории Каспийского моря», Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2G1362G227, зарегистрированное в Реестре баз данных G4 февраля 2G13 г. (заявка № 2G12621464, дата поступления 17 декабря 2G12 г.). Авторы: Серебряков А.О., Смирнова Т.С., Фадеев М£., Серебряков О.И., Мерчева B.C
3. Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий [Текст] / Л. И. Лобковский. -М.: Наука, 2005. - 325 с.
4. Делия, QB. Каспийское море - новый объект мировой и евразийской экономики и политики [Текст] I CB. Делия, А.О. Серебряков // Геология, география и глобальная энергия. 2G11. -№ 4. -С. 141147.
5. Мерчева, B.C Особенности нефтегазоносности Прикаспийской впадины [Текст]/ Мерчева B.C, Н.Ф. Федорова, О.И. Серебряков, O.B. Красильникова, А.О.Серебряков, ИЗ. Быстрова, Т.С. Смирнова, Е.Н. Лиманский //Геология, география и глобальная энергия. 2011.- № 3. - С. 1G5-113.
6. Мерчева B.Q Экологическая ответственность при разработке нефтегазовых месторождений Прикаспия [Текст] /B.Q Мерчева // Астраханский вестник экологического образования. -Астрахань, 2G12. - № 3. - С. 94 -101.
7. Сабанаев, К.А. Геологическое строение и нефтегазоносность осадочного комплекса российского сектора Каспийского моря [Текст] / К.А. Сабанаев, B.K Черкашин. - Махачкала: ДИНЭМ, 2GG8. -2G4 с.
8. Серебряков, А.О. Состав и свойства нефтей Западного Прикаспия [Текст] /Серебряков А.О., Серебрякова О.А., Серебряков А.О. //Геология, география и глобальная энергия. 2012.-№ 2. -С. 2649.
9. Серебряков, А.О. Геологическая история развития и генерационный углеводородный потенциал Каспийского моря [Текст] / А.О. Серебряков, О.А. Серебрякова // Геология, география и глобальная энергия, 2G11. - № 2. - С. 45-51.
10. Серебряков, А.О. Геоэкология и геохимия генерации углеводородов в Каспийском море [Текст] /Серебряков А.О., Серебрякова О.А., Серебрякова B.R // Г еология, география и глобальная энергия, 2012. - № 1. - С. 94-100.
11. Серебряков, А.О. Геоэкологическая характеристика и переработка попутных вод нефтегазовых месторождений Каспийского моря [Текст]/ А.О. Серебряков. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2G12. - С. 8-15.
12. Требин, Г. Ф. Нефти месторождений Советского Союза / Г. Ф. Требин [и др.]. - М.: Недра, 1974. -584 с.
