CC BY
4
ЛИТЕРАТУРА. Васильчиков И. В. Определение удельного вращения вещества и концентрации оптически активного раствора при помощи поляриметра. Иваново, 1958.— Мироненко А. В. Методы определения алкалоидов. Минск, 1966, с. 120—127.— Руцков А.П. Лабораторно-практические работы по поляриметрии. Архангельск, 1953.— Смирнов А. И. Справочные таблицы по биохимии табака. М.—Л., 1940.— Ш м у к A.A. Химия табака н махорки. М., 1948.—Ш м у к A.A. Исследования по биологической и агрономической химии. М., 1951.— Шмук A.A., Медников А. И., Малов М. К. Производство никотина и лимонной кислоты из махорочного сырья. М., 1948.— Р f у 1 В., Schmitt О. Цит. Шмук А. А. Химия табака и махорки. М., 1948.
Поступила 7/IX 1976 г.
УДК 614.876:546.11.02.3]:622.1:622.2 72
М. С. Хозяинов, канд. техн. наук Ю. В. Середин, В. И. Зайцев,
О. Г. Польский
РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА И МЕРЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ТРИТИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА РАЗРАБОТКОЙ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии, Москва
На нефтяных месторождениях в качестве индикатора нагнетаемой в пласт воды применяется тритий в виде окиси — тритиевая вода. Она практически не сорбируется горными породами, дешева, наименее радиотоксична и не вызывает внешнего облучения. В связи с увеличением объема исследований, посвященных этой проблеме, представляется своевременным рассмотреть радиационную обстановку во время таких работ и рекомендовать безопасные приемы их проведения.
Существуют два способа введения индикатора в исследуемый пласт: либо ампулы с окисью трития с помощью специального устройства вводятся в ствол скважины и там раздавливаются, либо готовится меченный тритием раствор, который затем закачивается в скважину (Э. В. Соколовский). Как указано (С. А. Султанов), оптимальные результаты прослеживания потока нагнетаемой воды достигаются при закачке 10—100 м8 меченого раствора. Обеспечить закачку такого объема меченой жидкости с равномерной удельной активностью можно только при приготовлении данной жидкости с применением цементировочных агрегатов типа ЦА-320 или им подобных.
Меченная тритием вода готовится в рабочих емкостях агрегата ЦА-320, объем каждой из которых 3 м3. Ампула с высококонцентрированным раствором тритиевой воды с помощью дистанционного инструмента (типа, описанного Э. В. Соколовским) раздавливается на глубине 25—30 см ниже уровня воды, залитой в емкость агрегата. Активность одной ампулы 1—5 Ки. Затем меченая жидкость нагнетается в пласт по «продавоч-ной» линии, включающей насосно-компрессорные трубы скважины и наземные соединительные коммуникации. Непосредственно приготовлением меченого раствора занят 1 человек. Так как необходимо закачивать 10—100 м3, то подобную операцию повторяют несколько раз подряд.
Поскольку дистанционный инструмент после разрушения ампулы с тритиевой водой будет загрязнен, перед закладкой очередной ампулы с тритием его следует промыть большим количеством воды над емкостью агрегата. После закачки меченой жидкости для ее уверенного вытеснения в пласт из ствола скважины и насосно-компрессорных труб закачивают еще 10—15 м* воды. Эта воды набирается сначала в емкость агрегата, а затем проходит по всей «продавочной» линии, производя тем самым их дезактивацию. Таким образом, принятая технология закачки предусматривает дезактивацию используемого оборудования. После этого в емкости агрегата остается незначительное количество воды. Для оценки эффективности такой очистки емкости было взято несколько проб остаточной промывочной воды. Жидкостный сцинтилляционный счетчик показал, что удельная активность трития в пробах не превышает МО-' Ки/л, т. е. ниже СДК (3,2-Ю-6 Ки/л) трития для воды. Следовательно, после подобной очистки рабочие емкости и другое технологическое оборудование можно считать свободными от активности трития.
Аварийные ситуации во время закачки трития могут возникать вследствие неосторожных действий оператора при извлечении ампулы с тритием из упаковки и помещении ее в дистанционный инструмент, из-за нарушения герметичности «продавочной» линии, а также если скорость нагнетания будет превышать пропускную способность скважины. Кроме того, при нарушении герметичности колонны или целостности обсадного цеметного кольца возможен заколонный переток меченой жидкости и загрязнение тритием верхних водоносных горизонтов.
На втором этапе исследований — во время движения индикатора по пласту — контакт персонала с тритием отсутствует. Единственной потенциальной опасностью при этом является возможность поступления слабо разбавленного меченого раствора в водоемы, вода которых используется для хозяйственных нужд. Отметим сразу, что вероятность та-
кого прорыва чрезвычайно ничтожна так как исследованные нефтяные коллекторы лежат на глубине 500—1500 м и отделены от верхних водоносных горизонтов водоупорными пластами.
На третьем этапе, когда происходит отбор проб меченой воды, поступившей в наблюдательные и эксплуатационные скважины, концентрация трития в воде обычно составляет Ю-7—Ю-8 Ки/л из-за разбавления в процессе фильтрации по пласту. Расстояния между нагнетательными и эксплуатационными скважинами равны 300—500 м. При объеме отбираемой пробы воды 500 мл общая активность трития в пробе будет меньше Ю-3 Ки, т. е. ниже предельно допустимой активности на рабочем месте. Поэтому работы по подготовке пробы к измерению (дистилляция, перегонка и т. п.) и проведение измерений не являются радиационно опасными.
Из изложенного следует, что основным фактором, определяющим радиационную опасность, является не общая активность закачиваемого трития, а его концентрация в нагнетаемой воде. Как показывают расчеты и практические исследования (Э. В. Соколовский), разбавление индикатора по мере движения по пласту может достигать 10е раз. Концентрация природного трития в поверхностных водах, используемых для закачки, достигает л-10_*° Ки/л (А. П. Виноградов и соавт.). Следовательно, наименьшая концентрация трития, которая может быть использована для закачки, составляет Ю-3 Ки/л.
Оценим дозы облучения, обусловленные использованием такой концентрации. Формирование дозы от разового поступления в организм трития происходит таким образом, что за первые 10 дней после поступления доза облучения составит примерно 50% суммарной. Последняя от разового поступления 1 мкКи трития равна Ю-* бэр (В. П. Ша-мов). Оператор, работая с раствором Ю-5 Ки/л трития, для получения 100 мбэр в неделю (при постоянном ведении подобных работ) должен «вводить» в себя 1 л такого раствора. Поступление трития в организм человека из атмосферы, содержащей пары тритие-вой воды, происходит через органы дыхания и кожу с примерно одинаковой скоростью (Osborne). При скорости дыхания 103 л/ч и продолжительности закачки 2 ч для получения дозы 100 мбэр оператор должен находиться в атмосфере, насыщенной парами три-тиевой воды до 0,25 мл на 1 л воздуха. Так как даже абсолютная влажность воздуха при 20° много меньше и составляет 0,018 мл/л, то доза облучения оператора за одну закачку при нормальном ходе работы не может превысить 8 мбэр в неделю, а практически будет много меньше. Отметим также, что закачки трития происходят не еженедельно, а гораздо реже. Очевидно, что и в результате аварийной ситуации доза облучения не будет превышать 100 мбэр в неделю.
Поскольку даже весьма кратковременная фильтрация меченой воды в грунте приводит к снижению концентрации индикатора, можно утверждать, что в водоем поступит вода с концентрацией не выше Ю-4 Ки/л, причем объем этой воды будет невелик — не более 1 м3, так как такая фильтрация может происходить только по пропласткам малой мощности. Для формирования дозы 0,5 бэр/год (предел годовой дозы для отдельных лиц из населения) человеку необходимо употребить не менее 50 л такой воды — столько воды он потребляет примерно за месяц. За это время концентрация трития в водоеме уменьшится во много раз в результате естественных процессов разбавления.
Радиационному контролю во время описываемых исследований следует подвергать все три этапа работы.
Контролировать содержание трития в организме рекомендуется путем определения его в моче с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика (Е. И. Долгирев и соавт.). Пользуясь справочными материалами (В. П. Шамов), можно измерять дозу облучения на основании уровня трития в моче.
Чистота оборудования, использованного для закачки, определяется путем отбора и измерения проб остаточной промывочной воды. Анализ мочи у оператора, производящего закачку, целесообразно брать на следующий день после каждой закачки. Пробы остаточной промывочной воды отбирают сразу после окончания закачки.
Выводы
1. Определяющим фактором радиационной опасности при использовании тритие-вой воды в качестве индикатора на нефтяных месторождениях является не суммарная активность закачиваемого трития, а его концентрация.
2. При использовании концентрации Ю-* Ки/л и соблюдении предложенных мер радиационной безопасности дозы облучения персонала будут намного меньше предельно допустимых и обеспечится радиационная безопасность на всех этапах работы.
3. Радиационный контроль осуществляется с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика чувствительностью Ю-7 Ки/л.
ЛИТЕРАТУРА. Виноградов А.П., ДевирцА. Л., Добки-н а Э. И,— »Геохимия», 1968, № 10, с. 1147—1162.— Долгирев Е. И., Хозяине в М. С., Ш н м е л е в и ч Ю. С.— «Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ядерной геофнз. и геохимии», 1975, вып. 23, с. 114—119.— Соколовский Э. В. Применение радиоактивных изотопов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. М., 1968.— Шамов В. П. Тканеводозиметрические характеристики основных радиоактивных изотопов. Справочник. М., 1972, с. 82—83,—О s b о г n е R. V.—«Radiat. Res.», 1972, V. 50, p. 197—211. Постувшла VVÍ1 1976 г.
