Оценка техногенного влияния на гидросферу при нефтедобыче

В.А. Тюленева, канд.геол.наук, доц.; Ю.А. Сибирко, асп. СумГУ

Оценка техногенного влияния на гидросферу при нефтедобыче

Процессы добычи, подготовки и транспортирования нефти, использования и утилизации в поглощающие горизонты попутно-промысловых вод, использование различных реагентов на буровых площадках, а также процессы, связанные с обращением с отходами (сточными водами, отработанными буровыми растворами и т.д.), приводят к загрязнению природной среды, в том числе и подземных вод.

В настоящее время большинство нефтегазовых месторождений Сумской области находится на конечной стадии разработки, особенностью которой является значительное увеличение доли попутно-промысловых вод при добыче полезного компонента. В некоторых случаях нефть составляет менее 10% от общего объема добычи. Как известно, большинство месторождений ОАО «Укрнафта» используют систему поддержания пластового давления (ППД), для которой применяют попутно-промысловые воды, одновременно частично решая вопрос их утилизации [1]. Разумеется, каким бы надежным не было оснащение нефтепромыслов, потери этих вод практически неизбежны, особенно в связи с интенсивным износом трубопроводов и технологического оборудования на конечной стадии разработки месторождения. Таким образом, в природную среду поступают высокоминерализованные пластовые воды. Масштаб и интенсивность воздействия этих вод на геохимию природных систем часто более значительны, чем воздействие собственно нефти и нефтепродуктов.

Весомыми источниками поступления солей в природную среду являются полигоны захоронения попутно-промысловых вод. Наибольшие из них - Качановский, Глинско-Розбышевский. Суммарная мощность полигонов 15000 м3/сутки. Развитая система водоводов высокого давления, насосные станции, участки подготовки воды - потенциальные источники загрязнения грунтов, поверхностных и подземных вод в районе месторождений. Только зарегистрированных прорывов трубопроводов происходит около 1000 в год. Средние потери воды при 1 прорыве составляют 1-5м3 [1].

Попутно-промысловые воды из продуктивных горизонтов месторождений Сумской области являются хлоридными натриево-кальциевыми рассолами с минерализацией до 300мг/л и концентрациями многих компонентов, превышающих ПДК для питьевых вод в сотни раз (таблица 1) [1]. Поэтому даже небольшие потери промысловых вод приводят к серьезным изменениям в составе пресных поверхностных и подземных вод верхнего горизонта.

Борьба с локальным загрязнением водоносных горизонтов - сложная задача, которая требует значительных затрат. В случае же, когда ореол загрязнения распространяется на значительную площадь, загрязнения ликвидировать не удается совсем. Следовательно, необходима система наблюдения за состоянием верхнего водоносного горизонта для оперативного выявления участков загрязнения.

В настоящее время на некоторых месторождениях ОАО «Укрнафта» функционирует программа по контролю, оценке и прогнозу санитарно-гигиенического состояния питьевых подземных и поверхностных вод [1]. Эта система состоит, в первую очередь, из мониторинговой сети наблюдательных скважин и гидропостов и отбора проб воды для последующего химического анализа. Контролируются основные загрязняющие компоненты: сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты, ионы кальция, магния, стронция, натрия, калия, железа, а также содержание нефтепродуктов.

Таблица 1 - Состав попутных вод нефтяных месторождений северной прибортовой зоны Донецко-Днепровской впадины

Эта система довольно неэффективна для оперативного реагирования на загрязнения, поскольку контроль такого количества ионов в подземных водах приводит к снижению экспрессности определения компонентов и удорожанию системы мониторинга. В свою очередь это ведет к снижению частоты отбора проб, а следовательно, снижает оперативность выявления загрязнения.

Рассмотрим механизм попадания загрязнения в водоносный горизонт.

Утечки из технологического оборудования, коммуникационных сетей, промплощадок и полигонов для захоронения попутно-промысловых вод попадают в грунт и приводят к техногенному засолению [2]. Скорость очищения грунтов определяется водным режимом. На территории Сумской области почвы нефтяных месторождений имеют промывной режим (атмосферные воды вымывают соли в верхний водоносный горизонт) [3]. Таким образом, воздействие высокоминерализованных вод на поверхностные воды и верхний водоносный горизонт происходит, как правило, в процессе разбавления их в почвенно-грунтовых комплексах и вымывания в грунтовые воды, то есть в результате рассоления техногенно засоленных почв. Этот процесс характеризуется подвижностью ионов загрязнителя и такими параметрами почв, как фильтрация, механический состав и др.

Наибольшей подвижностью среди ионов загрязнителей обладают хлориды (в большей степени, чем сульфаты и гидрокарбонаты). Следовательно, ионы хлора первыми попадают в водоносные горизонты. Так как в высокоминерализованных пластовых водах концентрации ионов хлора составляют 200-300 ПДК, а при попадании в водную среду разбавляются до 2-3 ПДК, что облегчает процесс обнаружения и не требует высокочувствительных методов анализа [1].

Исходя из этого, мы предлагаем использовать ионы хлора в качестве индикатора загрязнения поверхностных и подземных вод в результате утечки высокоминерализованных пластовых вод. Отбор проб для контроля десятка компонентов, которые отбираются в настоящее время, мы рекомендуем проводить только в случае обнаружения повышенного содержания ионов хлора. Это позволит увеличить частоту отбора проб для своевременного проведения мероприятий по локализации и ликвидации загрязнений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Журавель М.Ю., Клочко П.В., Бульбас В.М., Лісовий Г.А. Система оцінки та прогнозу санітарно-гігієнічного стану питних підземних і поверхневих вод в районах розташування підприємств ВАТ “Укрнафта”// Нафтова і газова промисловість. - 1998. - №3.

2. Журавель Н.Е., Васильєв А.Н., Клочко В.П. Техногенне засолення чорноземів на Бугреватівському родовищі // Нафтова і газова промисловість. - 1997. - №5.

3. Васильев А.Н., Журавель Н.Е., Клочко В.П. Прогноз техногенного засоления почв на нефтепромыслах в северо-восточном регионе Украины. - Харьков, 1999.