Лаборатория геологии техногенных процессов
Максимович Н.Г., Казакевич С.В. Геоэкологические особенности Полазнинского месторождения нефти // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы регион. науч. - практ. конф.- Пермь, 2004. - С.277-280.
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛАЗНЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ
Н. Г. Максимович, С.В. Казакевич
За пятидесятилетний период эксплуатации Полазнинского нефтяного месторождения на поверхности грунтовых вод образовалась линза нефти, являющаяся источником загрязнения Камского водохранилища. Интенсивные поверхностные нефтепроявления на левобережной части месторождения (район д. Зуята), приводящие к загрязнению водохранилища, стали отмечаться с начала 70-х годов и продолжаются до настоящего времени. В отличие от других загрязнителей для нефти характерно формирование долговременных очагов. Фильтруясь через породы зоны аэрации, нефть насыщает их, формируя вторичный источник её поступления в подземные воды. Сезонные колебания уровней последних со слоем нефти способствует увеличению зоны загрязнения. Даже после извлечения жидкой нефти из водоносного горизонта её часть, сорбированная грунтом, может выноситься в подземные воды в течение десятков и сотен лет.
Анализ проведенных ранее работ (Б.А. Бачурин, В. Н. Быков, А. А. Оборин, И. Н. Шестов и др.) показал, что ряд аспектов проблемы загрязнения гидросферы в пределах месторождения практически не изучены. Не исследованы зона и характер разгрузки загрязненных вод в Камское водохранилище; слабо освещены закономерности фильтрации загрязненных вод; отсутствуют оценки скоростей движения нефтяной линзы; недостаточно выявлена связь закарстованности территории с загрязнением подземных вод; не разработаны подходы к борьбе с нефтяным загрязнением.
Для выявления причин формирования нефтяного загрязнения подземных и поверхностных вод решались следующие задачи: создание плановой гидродинамической модели; моделирование процесса фильтрации нефти на поверхности грунтовых вод; изучение роли закарстованности территории в формировании и распространении нефтяного загрязнения; анализ современного состояния геологической среды на основании полевых и лабораторных работ, включающих проведение режимных наблюдений в скважинах; детальное изучение зоны разгрузки загрязненных вод в Камское водохранилище с помощью терморезистивиметрии и геохимического опробования; сравнительный анализ нефти из залежи и линзы на поверхности подземных вод; изучение возможности биохимической деструкции нефти в линзе.
Анализ геолого-гидрогеологической информации по Полазненскому нефтяному месторождению показал, что проявления разгрузки нефти на береговой линии Камского водохранилища связаны с многолетней эксплуатации месторождения. Возможны два основных сценария развития процесса загрязнения: проникновение загрязнения из продуктивных нефтяных пластов и инфильтрация загрязнения при поверхностных утечках нефти.
Как предполагалось ранее, перетекание нефти из продуктивных пластов возможно при существенном превышении пластовых давлений в продуктивных горизонтах над напорами подземных вод в вышележащих водоносных горизонтах. Такие условия сложились в 70-е годы при интенсивной разработке месторождения с поддержанием высоких пластовых давлений с интенсивной закачкой воды в продуктивные горизонты. Однако анализ геологического строения толщи вышележащих пород показывает, что продуктивные горизонты хорошо изолированы от зоны интенсивного водообмена. Кроме того, значительные превышения пластовых давлений наблюдались короткое время и по значениям были близки к давлениям в пластах, существовавших в естественных условиях. Все это, а также представления о длительном формировании нефтеносной толщи в течение геологического времени, позволяет сделать вывод о том, что переток нефти из продуктивных пластов в вышележащие горизонты маловероятен. Распространение загрязнения из глубоких горизонтов возможно за счет перетока нефти по стволам выведенных из эксплуатации и не затампонированных скважин. Для этого в интервале зоны активного водообмена стволы скважин должны быть разрушены. Однако тампонаж выведенных из эксплуатации скважин не привел к существенному уменьшению проявлений загрязнения, что позволяет сделать вывод о том, что такой сценарий не является определяющим при формировании загрязнения.
Более вероятным представляется другой сценарий развития загрязнения, при котором нефть, проливающаяся на поверхность земли при авариях и утечках, инфильтруется и формирует линзу на поверхности грунтовых вод. Сливы нефти в карстовые воронки отмечались ранее, а в настоящее время при рекогносцировочном обследовании территории обнаружен прокопанный канал от одной из скважин, по которому в воронку ранее сбрасывалась нефть. Формирование линзы во многом обусловлено интенсивной поверхностной и глубинной закарстованностью массива. Благодаря этому практически вся нефть, попадающая на поверхность земли или в зону аэрации, беспрепятственно просачивается на поверхность грунтовых вод.
Изучение направлений миграции загрязнения, проведенное методом анализа пластики рельефа и на основе геофильтрационного моделирования показывает, что пути миграции направлены от потенциальных источников загрязнения — добывающих скважин — в сторону нефтепроявлений, отмеченных на берегу водохранилища.
Анализ возможного растекания нефтяной линзы, проведенный методом математического моделирования показал, что линза, формирующаяся в местах предполагаемых утечек, достигает водохранилища с задержкой превышающей 16 лет. Это объясняет большой срок прошедшей между началом эксплуатации и появлением нефтепроявлений в берегу водохранилища. Существенное влияние на распространение линзы оказывают колебания уровней водохранилища и гидравлически связанного с ним горизонта подземных вод. Это замедляет движение линзы и способствует уменьшению разгрузки нефти в водохранилище и накоплению ее в линзе.
Сравнительный геохимический анализ проб нефти яснополянской и башкирской залежи с нефтью линзы на поверхности грунтовых вод показал, что источником техногенных нефтепроявлений является нефть залежей, однако в линзе она по комплексу показателей существенно биодеградирована и отличается от свежей нефти.
Изучение разгрузки загрязненных грунтовых вод в водохранилище методом терморезистивиметрии и путем гидрохимического опробования показало, что она существенно неоднородна. Выделены три зоны с интенсивной разгрузкой подземных вод в виде родников в зимнюю межень и субаквально в остальное время. Минерализация вод водохранилища в этих зонах в 9 раз, а содержание нефтепродуктов в 165 раз превышает таковые значения вне этих зон. Интенсивная разгрузка подземных вод происходит по ослабленным зонам, которые также были выделены по результатам моделирования.
Таким образом, имеющиеся данные показывают, что наиболее вероятным и основным источником формирования техногенной нефтяной линзы служат разливы и сброс нефти на поверхность земли на начальных этапах эксплуатации месторождения, а основным фактором, способствующим этому — интенсивная закарстованность территории.
Для борьбы с загрязнением Камского водохранилища предложено два метода учитывающих сложную геолого-экологическую обстановку месторождения: откачка нефти с поверхности линзы по специальной технологии; биохимическая деструкция нефти на основе активизации микроорганизмов существующих в линзе нефти и участвующих в ее естественной биодеградации.
|
|
|
