CC BY
8НАУКИ О ЗЕМЛЕ
ЙОД-БРОМНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ РАЦИОНАЛЬНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Даукаев А.А.
доктор геолого-минералогических наук, Комплексный научно-исследовательский институт РАН,
Академия наук ЧР, г. Грозный Бачаева Т.Х.
Доцент
кандидат геолого-минералогических наук Грозненский государственный нефтяной технический университет, Комплексный научно-исследовательский институт РАН,
г. Грозный Даукаев А. А. научный сотрудник, Комплексный научно-исследовательский институт РАН,
Академия наук ЧР, г. Грозный Саркисян И.В. старший преподаватель, Грозненский государственный нефтяной технический университет,
г. Грозный
Аннотация. В статье приведены краткие сведения о распределении по основным стратиграфическим комплексам и районирование йод-бромных вод Восточного Предкавказья. Даны рекомендации о необходимости разработки государственной стратегии в области использования, изучения и воспроизводства минерально -сырьевой базы основных типов промышленных вод для организации извлечения ценных компонентов.
Abstract. The article provides brief information on the distribution of the main stratigraphie complexes and zoning of iodine-bromine waters of the Eastern Ciscaucasia. Recommendations are made on the need to develop a state strategy in the use, study and reproduction of the mineral and raw material base of the main types of industrial waters for organizing the extraction of valuable components.
Ключевые слова: йод-бромные подземные воды, Чеченская Республика, караган-чокракские, меловые, верхнеюрские, отложения.
Key words: iodine-bromine groundwater, Chechen Republic, Karagan-Chokrak, Cretaceous, Upper Jurassic, sediments.
В продуктивных и непродуктивных горизонтах в разрезе месторождений нефти и газа залегают различные воды. По пространственно-геологическому отношению к залежам УВ она подразделяются на контурные, законтурные, подошвенные, промежуточные, верхние, нижние и др. Многие из них характеризуются высокой минерализацией и содержат ценные микрокомпоненты. Мировое производство йода к началу 2000-х гг. достигло около 20 тыс.т/год, а брома около 550 тыс.т. Основными производителями йода являются Япония, США, Чили. Текущая потребность России составляет 750-800 т. йода в год и может вырасти в 1,5-2 раза в связи с ожидаемым расширением его использования в новых областях техники и технологии, в здравоохранении, сельском хозяйстве. При современном уровне производства дефицит йода составит до 800-1000 т. В этой связи освоение йод-бромных подземных вод является актуальной проблемой и экономически обосновано. По оценкам международных экспертов недостаточность йода в пищевых продуктах становится одной из самых острых проблем в ряде регионов мира, где проживает более 1,5 млрд. человек. В регионах с резко выраженным йод дефицитом отмечается рост болезней, связанных с увеличением щитовидной железы, что способствует снижению интеллектуального потенциала (умственная отсталость) населения (примерно у 20% жителей). В связи с этим исследования по выявлению закономерностей распространения и условий формирования промышленных йод-бромных вод с оценкой их запасов, а также разработка технологии извлечения йода и брома из подземных вод является своевременной и актуальной задачей.
В 70-80-х гг. ХХ! в. в бывшем СССР проводились широкомасштабные исследования подземных вод в качестве гидроминерального сырья для получения йода, брома и других компонентов. В России, Туркмении и Азербайджане начали в промышленных масштабах добывать из подземных вод йод и бром. Попутные воды месторождений нефти газа являются одним из важных и малоиспользуемых источников минерального сырья. Эти воды, добываемые вместе с нефтью и газом, содержат много ценных
микроэлементов: йод, бром, стронций, марганец, соли магния и кальция и др. Ниже акцентируется внимание на йод-бромных водах в пределах месторождений углеводородов (УВ).
Согласно классификации Н.А. Плотникова, пластовые воды с содержанием более 1 мг/л йода и 25 мг/л брома относятся к категории йод-бромных. Если же содержание йода в водах превышает 10 мг/л, а брома 250 мг/л, то их относят к промышленным йода-бромным водам.
Распределение попутных вод по стратиграфическим комплексам нижеследующая:
1. Воды сарматских отложений
На территории Чеченской республики (ЧР) воды сарматских отложений характеризуются наиболее высоким содержанием йода: на площади Червленная - 55-85 мг/л, Горская - 40-60 мг/л, Октябрьская - 3555 мг/л, Правобережная - 41-58 мг/л. В большинстве указанных и других площадях ЧР дебиты вод не превышают 15-20 м3/сут. В связи с этим эксплуатация их с целью извлечения йода, брома и других микроэлементов считается нерентабельной. Исключение составляет Правобережная площадь с дебитами йод-бромных вод до 260 м3/сут. (скв. 22).
Практический интерес в плане рационального использования [6] попутных вод в качестве источника сырья для получения йода, брома и других микроэлементов представляют караган-чокракские, меловые и верхнеюрские отложения в пределах нефтеносных площадей ЧР.
2. Воды караган-чокракских отложений
Высокой водообильностью характеризуются IV-VII и XIII пласты карагана, а также XVI и XXII пласты чокрака. Так, дебит XVI пласта изменяется от 1000 до 3850 м3/сут [4]. Воды XV и XVI пластов чокракских отложений гидрокарбонатно-натриевого типа, бессульфатные. Общая минерализация составляет 122-278 мг-экв/л. В водах этого и других пластов миоцена присутствуют многие микроэлементы, в том числе йод и бром. К йод-бромным отнесены также воды Истисуйских источников, расположенных на Северном склоне Гудермесского хребта (скважины 1007, 1013) [1]
3. Воды верхнемеловых отложений
Йод-бромные воды верхнемеловых отложений впервые были получены в пределах Датыхской площади. Количество йода колеблется в пределах от 20 до 32 мг/л, а брома - более 120 мг/л. По результатам химического анализа вода относится к жестким, высокоминерализованным водам (1600-1700 мг-экв/л). Тип воды - хлоркальциевый. Примерно с аналогичным химическим составом получены воды из верхнемеловых отложений в ряде других площадей: Карабулак-Ачалукской, Заманкульской, Али-Юртовской, Xаян-Кортовской, Червленной, Правобережной и др. В целом воды характеризуются общей минерализацией от 1200 до 2600 мг-экв/л, количеством йода 20-40 мг/л, брома 100-300 мг/л. В частности, по Червленной площади содержание йода составляет 13-50 мг/л и брома до 254 мг/л.; по Правобережной площади содержание йода до 71 мг/л, а брома до 40 мг/л. Воды верхнемеловых отложений представляют интерес для бальнеологического использования [2].
4. Воды нижнемеловых отложений
На территории ЧР в пределах промысловых площадей получены воды, богатые микроэлементами из нижнемеловых отложений на Датыхской, Карабулак-Ачалукской, Малгобекской площадях. К примеру, на площади Датых в скважинах 6 и 7 получены воды с содержанием йода 25-30 мг/л, с общей минерализацией от 1450 до 2300 мг-экв/л. На Карабулак-Ачалукской площади - воды с содержанием йода 25-48 мг/л, содержание брома от 120 до 220 мг/л. Западнее, на месторождении Заманкул, йод-бромные воды, полученные из нижнемеловых отложений, характеризуются содержанием йода, равным 23-26 мг/л, брома 150 мг/л. Общая минерализация воды изменяется от 2300 до 2900 мг-экв/л. Состав воды хлоридно-натриевый, тип хлоркальциевый. В пределах Терского хребта йодо-бромные воды из нижнемелового водоносного комплекса получены в западной части месторождения Малгобекско-Вознесенско-Али-Юрт. Вода имеет минерализацию 2260-2500 мг-экв/л и содержат йода до 30 мг/л, брома 100-150 мг/л. Состав и тип воды аналогичен вышеописанной.
5. Воды юрских отложений
Йод-бромные воды юрского водоносного комплекса получены только из отложений верхней и средней юры, поскольку породы нижней юры в пределах рассматриваемой области еще не вскрыты глубокими разведочными скважинами. Поэтому ниже дается обобщенная гидрохимическая характеристика йодо-бромных вод верхне- и среднеюрских отложений. В районе Датыхской антиклинали, йодо-бромные воды получены из скв. 6 предположительно из верхнеюрских отложений. Вода хлоркальциевого типа, хлориднонатриевого состава. Минерализация не превышает 2500 мг-экв/л, йода 27 мг/л. В пределах Сунженского хребта, в районе Карабулак-Ачалукского месторождения йод-бромные воды аналогичного типа получены из скв. 47. Минерализация воды более высокая, чем из скв. 6 Датых, и равна 4300 мг-экв/л. В воде присутствует йод в количестве 30 мг/л, бром-140 мг/л.
Никаноров А.М. [5] проводил районирование Восточного Предкавказья по распространению подземных йод-бромных вод в юрских и меловых отложениях. В пределах Восточно-Предкавказской провинции йод-бромных вод выделены районы по степени обогащения микроэлементами:
Первый район с концентрацией йода и брома более 20 мг/л и 100 мг/л соответственно охватывает Терскую и Сунженскую антиклинальные зоны, и синклинальные прогибы между ними, а также Притеречную зону и Кабардинскую впадину. Подземные воды юрских и меловых отложений относятся к хлоркальциевому типу (по классификации В.А. Сулина) с общей минерализацией от 1200 - 1500 до 4500-
5000 мг-экв/л. Здесь подземные воды мезозоя детально изучены в пределах месторождений нефти и газа -Старогрозненского, Октябрьского, Малгобек-Вознесенского, Хаян-Кортовского, Заманкульского и др [3].
Второй район с концентрацией йода в мезозойских отложениях от 10 до 20 мг/л и брома до 400 мг/л располагается в районе Датыхской площади на юге и Терско-Кумской впадины на севере. На Датыхской площади хорошо изучены воды юрских отложений, общая минерализация которых составляет порядка 2500 мг-экв/л, а на севере воды нижнемеловых отложений с минерализацией 2300-4900 мг-экв/л.
Третий район охватывает полосу выхода мезозойских отложений в южной части Восточного Предкавказья и часть Терско-Кумской впадины. Для этого района характерна концентрация йода менее 10 мг/л повсеместно, незначительная концентрация брома на юге и высокая концентрация его на севере. Таким образом, по данным А.М. Никанорова и др., наиболее перспективным для поисков промышленных йод-бромных вод является первый из вышеперечисленных и малоперспективных - южная часть Восточного Предкавказья (полоса выхода мезозойских отложений).
Заключение. Для организации извлечения ценных компонентов, в частности йода и брома из попутных вод, необходимо на первом этапе исследований оценить эксплуатационные запасы попутных вод месторождений углеводородов, определить современный химический состав вод в пределах месторождений, где были установлены их высокие концентрации. Многими исследователями, а также нефтяными компаниями рассматривается возможность решения проблемы производства йода, брома и других ценных компонентов из попутных подземных вод месторождений углеводородов, основываясь на наличии инфраструктуры, рабочей силы и решении экологических проблем за счет снижения экологической опасности при освоении попутных вод. Вместе с тем, до сих пор ни в одном нефтегазоносном регионе не разведаны и не утверждены запасы попутных промышленных вод. Поэтому необходима разработка долгосрочной государственной стратегии в области использования, изучения и воспроизводства минерально-сырьевой базы основных типов промышленных вод; принятие комплекса правовых, организационных, экономических и других мер для обеспечения приоритетности использования собственной ресурсной базы промышленных вод и в первую очередь йод-бромных.
Список литературы
1. Гайрабеков У.Т., Даукаев А.А., Усманов А.Х. Проблемы комплексного использования попутных компонентов нефти (на примере ЧР). Вестник АН ЧР. №4, 2013. С. 91-96.
2. Геология нефтяных и газовых месторождений Терско-Сунженской нефтегазоносной области: Справочник /И.А. Керимов и др. - Грозный: Академия наук Чеченской республики, 2010. - 254 с.
3. Керимов И.А., Даукаев А.А. и др. К истории изучения минеральных и целебных вод ЧР. Вестник АНЧР, №1, 2012. С. 59-64
4. Минерально -сырьевые ресурсы Чеченской Республики. Коллективная монография / Под редакцией. Керимова И.А; Аксенова Е.М. Грозный, 2015.
5. Никаноров А.М. Гидрогеологическая районирование мезозойских отложений Вост. Предкавказья в связи с поисками подземных йодо-бромных вод // Геология и нефтегазоносность Северо-восточного Кавказа, Труды СевКавНИПИ. вып. IV. Орджоникидзе: изд-во «ИР», 1969. С. 255-258
6. Оздоева Л.И., Даукаев А.А. Попутные воды месторождений нефти и предложения по их рациональному использованию // Материалы конференции «Наука, образование и производство». г. Грозный, 19.02-1.03.2008 гг. Грозный: ГГНИ, 2008. С. 111-112.
