Научная статья на тему 'О захоронении промышленных отходов в глубокие горизонты земной коры'

О захоронении промышленных отходов в глубокие горизонты земной коры Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
187
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — А. Я. Гаев, И. Н. Алферов, Е. Б. Савилова

При вводе в эксплуатацию нефтегазовых комплексов проектам локализации токсичных сточных вод в глубоких горизонтах земной коры нет альтернативы. Проекты включают работы: геолого-геофизические и гидрогеологические по выбору объектов; физико-химические по совместимости их с пластовой средой; технологические, технико-экономические и санитарно-гигиенические, мониторинговые.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — А. Я. Гаев, И. Н. Алферов, Е. Б. Савилова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ABOUT INDUSTRIAL WASTER CONCEAL IN LAYERS OF THE EARTH ERUST

The localization projects of toxic sewages in deep horizon of the terrestrial cortex have got no alternative during commissioning of oil and gas complexes. The Projects include the following work: geologo-geophisical and hydrogeological at the objects option, physico – chemical on their compatibility with stratum ambience; technological, technical – economic and sanitary – hygienic, monitoring.

Текст научной работы на тему «О захоронении промышленных отходов в глубокие горизонты земной коры»

4. Геоэкология месторождения полезных ископаемых

А.Я. Гаев, И.Н. Алферов, Е.Б. Савилова

A.Ya. Gaev, I. N. Alferov, E.B. Savilova Оренбургский государственный университет Orenburg state university

О ЗАХОРОНЕНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ГЛУБОКИЕ ГОРИЗОНТЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

ABOUT INDUSTRIAL WASTER CONCEAL IN LAYERS OF THE EARTH ERUST

Аннотация. При вводе в эксплуатацию нефтегазовых комплексов проектам локализации токсичных сточных вод в глубоких горизонтах земной коры нет альтернативы. Проекты включают работы: геолого-геофизические и гидрогеологические по выбору объектов; физико-химические по совместимости их с пластовой средой; технологические, технико-экономические и санитарно-гигиенические, мониторинговые.

Annotation. The localization projects of toxic sewages in deep horizon of the terrestrial cortex have got no alternative during commissioning of oil and gas complexes. The Projects include the following work: geologo-geophisical and hydrogeological at the objects option, physico -chemical on their compatibility with stratum ambience; technological, technical - economic and sanitary - hygienic, monitoring.

Научно-техническое обоснование к проектам ЮжНИИГИПРОгаза по закачке трудно очищаемых сточных вод Оренбургского нефтегазового комплекса в глубокие поглощающие и продуктивные горизонты были разработаны в 70-х гг. ХХ столетия учеными Оренбургского и Пермского политехнических институтов [5, 6, 8]. В то время в России и б. СССР не было законодательства по этой проблеме, поэтому этот опыт был востребован и использован не только на объектах нефтяной и газовой промышленности б.СССР, но и в других отраслях производства. В этой сложной проблеме наметились основные направления, этапы и стадии исследований:

1. Геолого-геофизическое и гидрогеологическое по выбору объектов захоронения отходов, как в плане путем выбора благоприятных гидрогеологических структур, так и в геологическом разрезе с выбором соответствующих поглощающих и продуктивных горизонтов [2, 3, 4, 7, 9]. Коллекторы этих горизонтов способны принять соответствующее количество неочищаемых сточных вод и обеспечить их безопасное хранение в течение длительного времени благодаря надежным экранирующим горизонтам.

2. Физико-химическое, связанное с обоснованием проблемы совместимости захороняемых отходов производства с пластовыми водами и вмещающими породами геологической среды [5, 6, 8].

3. Санитарно-гигиеническое и микробиологическое, обусловленное необходимостью предотвращения возможных эпидемиологических вспышек, поскольку и в сточных водах и в природной среде имеется широкий комплекс микроорганизмов, а так же питательных и токсичных веществ, при смешении которых может резко увеличиться риск опасной для людей и природного комплекса эпидемиологической ситуации [4, 8].

4. Технико-технологическое направление включает в себя вопросы технического оснащения полигонов по подготовке и захоронению токсичных отходов производства в недра и технологические проблемы соответствующего производства [5, 8].

5. Технико-экономические проработки возможных вариантов данного производства призваны ответить на вопросы рентабельности внедрения того или другого варианта складирования отходов производства в недрах. Они являются венцом всего комплекса исследований и предшествуют, а затем и сопровождают опытную и опытно-промышленную стадии внедрения выбранного варианта [2, 8].

Поскольку законодательства по использованию геологической среды для складирования и захоронения токсичных отходов производства в то время не было, то именно через упомянутые направления, этапы и стадии работ прошло внедрение проектов по закачке трудно очищаемых сточных вод на Оренбургском нефтегазовом комплексе. Выполненный комплекс изысканий и исследований обеспечил эксплуатацию сооружений по закачке попутных пластовых вод и промышленных стоков под нефтегазовые залежи в условиях достаточно высокой экологической безопасности.

Необходимо учесть, что ряд нефтегазовых объектов расположен в непосредственной близости от поймы р. Урал и населенных пунктов. Поэтому была предусмотрена система мониторинга, включающая в себя контроль за состоянием атмосферного воздуха, почв, растительности, пресных подземных и поверхностных вод, а также сооружений по закачке [2, 5, 8]. Все виды проверки и исследовательские работы фиксируются в паспорте поглощающей (или нагнетательной) скважины. В нем предусмотрены следующие сведения:

1. Об объемах закачки за год.

2. О давлениях закачки — средних, максимальных и минимальных.

3. О среднесуточном объеме закачки за год.

4. О видах обработок и воздействий на поглощающие интервалы (СКО, ССКО и др.) и их описание.

5. О характеристике скважин: степени изношенности в результате коррозии (из актов контрольных замеров), о герметичности НКТ и пакера.

6. О видах геофизических исследований с указанием организаций, выполнивших

их.

С учетом многолетнего опыта закачки промышленных стоков на Оренбургском нефтегазовом комплексе и на других объектах предусмотрен технологический, гидрогеологический, микробиологический, геофизический контроль, а также контроль за газовыделениями. Технологический контроль осуществляется по всей цепи технологических узлов с помощью систем сигнализации и блокировки. Контролируются и записываются в журналы давление и уровень воды в сепараторах, давление в трубопроводах, расходы жидкости. Гидрогеологический контроль предусматривает следующие мероприятия:

1. Регистрацию объемов закачки промышленных стоков.

2. Фиксирование давлений на устье поглощающих и нагнетательных скважин и пластовых давлений в поглощающей толще.

3. Гидродинамические исследования поглощающих и наблюдательных скважин.

4. Отбор проб пресных подземных и поверхностных вод по режимной сети и мелким наблюдательным скважинам.

5. Отбор проб питьевых вод по водозаборным скважинам и выполнение химических анализов.

Для контроля за изменениями гидрогеологических параметров нагнетательных скважин (коэффициентов приемистости, проницаемости, пьезопроводности), химического состава пластовых рассолов, давления и температуры в буферном водоносном комплексе проводятся гидродинамические исследования в нагнетательных, наблюдательных и эксплуатационных скважинах после капитального ремонта [1-7]. В глубоких наблюдательных скважинах не менее одного раза в три года измеряются пластовые давления глубинным манометром, температура, определяется статический уровень.

Гидрохимический и микробиологический контроль устанавливается за изменением следующих параметров:

1. Химического состава закачиваемых промышленных стоков.

2. Совместимости закачиваемых промышленных стоков с пластовой средой.

3. Химического и микробиологического состава пресных подземных и поверхностных вод по режимной сети наблюдений.

4. Химического состава пластовых рассолов в поглощающем и буферном

горизонтах за счет воздействия закачанных промышленных стоков.

Вокруг сооружений по закачке токсичных сточных вод в поглощающие горизонты установлены три охранные санитарные зоны. Первая санитарно-защитная зона строгого режима расположена вокруг всех сооружений по закачке промышленных стоков и составляет 10^30 м с отводом земель. Вторая — с расчетом дальности миграции компонентов стоков по пласту за двадцатипятилетний период эксплуатации нагнетатель -ных скважин — 2-3 км. Третья зоны охраны соответствует приведенному радиусу влияния нагнетательных скважин — 30 км.

На промыслах Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения полигон подземного захоронения трудно очищаемых промышленных стоков в поглощающие горизонты в районе с. Нижняя Павловка был ликвидирован в 1986 г., поскольку сточные воды начали использоваться для увеличения давления в продуктивных горизонтах. На Оренбургских газоперерабатывающих заводах полигон по сбросу промышленных стоков в поглощающие горизонты успешно функционирует и в настоящее время. В 70-80-х гг. ХХ века уникальный по запасам и составу газов Оренбургский нефтегазовый комплекс был крупнейшим в Европе. Ввод его в эксплуатацию стал возможен только благодаря осуществлению проектов локализации токсичных и трудно очищаемых сточных вод в глубоких поглощающих и продуктивных горизонтах земной коры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абукова Л.А. Экологические функции депрессионных водонапорных систем / Л.А. Абукова, А.В. Кудельский, А.Я. Гаев и др. // Электронный журнал, 2010, вып 1.

2. Белицкий А.С. Охрана природных ресурсов при удалении промышленных жидких отходов в недра земли / А.С. Белицкий - М.: Недра, 1976. - 145 с.

3. Боревская А.В., Гидрогеологические исследования для захоронения промышленных сточных вод в глубокие водоносные горизонты: Метод, указания / А.В. Боревская, И.Т. Гаврилов, В.М. Гольдберг и др.; Под ред. К.И. Антоненко, Е.Г. Чаповского - М.: Недра, 1976.

- 312 с.

4. Гаев А.Я. Водоснабжение и инженерные мелиорации. Ч II. Основы геоэкологии: учеб. пособие для студентов геол. и строит. специальностей / А.Я. Гаев, И.Н. Алферов, В.Г. Гацков и др. - Пермь: Перм. ун-т., 2008. - 314 с.

5. Гаев А.Я. Промышленные стоки в подземные горизонты / А.Я. Гаев - Челябинск: ЮжноУральское книжное издательство, 1978 - 108 с.

6. Гаев А.Я. Подземной захоронение сточных вод на предприятиях газовой промышленности / А.Я. Гаев - Ленинград. Отделение: Недра, 1981 - 167 с.

7. Гаев А.Я. Об экологическом значении глубоких поглощающих горизонтов / А.Я. Гаев, Л.А. Абукова, Ю.М. Нестеренко и др. // Проблемы региональной экологии, 2010, № 1. - С. 72

- 76.

8. Гаев А.Я. Подземные резервуары. Условия строительства, освоения и технологии эксплуатации / А.Я. Гаев, В.Д. Щугарев, А.П. Бутолин - Л.: Недра, 1986. - 223 с.

9. Гольдберг В.М. Подземное захоронение промстоков химической промышленности / В.М. Гольдберг - М.: ВСЕГИНГЕО, 1968. - 162 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.