Помощь студентам в учебе
Оценка эколого-геохимического состояния природных вод района Игольско-Талового месторождения нефти.
|
ВВЕДЕНИЕ 2
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ ИГОЛЬСКО-ТАЛОВОГО НЕФТЯНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ 4
1.1 Изученность природных условий 4
1.2 Административное и географическое положение 5
1.3 Физико-географические условия 7
1.4 Геологические условия 10
1.5 Тектоническое строение 18
1.6 Гидрогеологические условия 20
1.7 Характеристика техногенного воздействия на территорию 25
2 ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ ВОД ИГОЛЬСКО-
ТАЛОВОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 31
2.1 Атмосферные осадки 31
2.2 Поверхностные воды 32
2.2.1 Оценка экологического состояния поверхностных вод 38
2.3 Подземные воды палеогеновых отложений 41
2.3.1 Оценка состояния подземных вод палеогеновых отложений 46
2.4 Подземные воды апт-сеноманских отложений 47
2.4.1 Оценка пригодности воды апт-сеноманских отложений для целей поддержания
пластового давления 49
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
Список публикаций автора 60
Список использованных источников 61
Приложение А Assessment of ecogeochemical water bodies status 65
Приложение Б Ситуационная карта схема Игольско-Талового месторождения нефти 81
Приложение В Расчет комплексных показателей степени загрязненности воды 83
Приложение Г Результаты лабораторных анализов показателей общего химического состава питьевых подземных вод
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ ИГОЛЬСКО-ТАЛОВОГО НЕФТЯНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ 4
1.1 Изученность природных условий 4
1.2 Административное и географическое положение 5
1.3 Физико-географические условия 7
1.4 Геологические условия 10
1.5 Тектоническое строение 18
1.6 Гидрогеологические условия 20
1.7 Характеристика техногенного воздействия на территорию 25
2 ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ ВОД ИГОЛЬСКО-
ТАЛОВОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 31
2.1 Атмосферные осадки 31
2.2 Поверхностные воды 32
2.2.1 Оценка экологического состояния поверхностных вод 38
2.3 Подземные воды палеогеновых отложений 41
2.3.1 Оценка состояния подземных вод палеогеновых отложений 46
2.4 Подземные воды апт-сеноманских отложений 47
2.4.1 Оценка пригодности воды апт-сеноманских отложений для целей поддержания
пластового давления 49
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
Список публикаций автора 60
Список использованных источников 61
Приложение А Assessment of ecogeochemical water bodies status 65
Приложение Б Ситуационная карта схема Игольско-Талового месторождения нефти 81
Приложение В Расчет комплексных показателей степени загрязненности воды 83
Приложение Г Результаты лабораторных анализов показателей общего химического состава питьевых подземных вод
Несмотря на замедление темпов роста добычи нефти в последние годы, нефтедобывающая промышленность по-прежнему является одной из приоритетных отраслей народного хозяйства, потенциально опасных для природной среды.
Нефтяная промышленность является постоянным (отрицательное действие техногенеза присуще всем этапам освоения месторождений углеводородов) источником техногенной опасности и возникновения аварий, сопровождающихся чрезвычайными ситуациями и загрязнением природной среды большим разнообразием химических веществ.
Наибольшему техногенному воздействию подвергаются водные ресурсы. Ухудшение экологического состояния водных объектов под техногенным влиянием объектов нефтедобывающей промышленности усугубляется моральным и физическим старением производственных фондов. Основные фонды нефтяной промышленности уже сейчас имеют сильный износ и большой возраст, что приводит к частой аварийности на технологических объектах и трубопроводах. По данным Ростехнадзора за 2010-2014 годы произошло 74 зарегистрированных аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах (в среднем 0,06 отказов на 1000 км в год). Из них более чем две трети аварий произошли на нефтепроводах с износом основных фондов выше 50 - 85%.
В условиях экономического и экологического кризиса, ввиду указанных обстоятельств, проблема охраны водных ресурсов приобретает особую значимость для органов государственной власти, связанных с охраной окружающей среды и общественности.
Актуальность: на современном этапе освоения месторождений нефти проблема экологической безопасности актуальна для большинства поверхностных и подземных водных объектов, располагающихся в зоне непосредственного влияния объектов добычи и транспортировки нефти. Оценка эколого-геохимического состояния природных вод территории необходима для сохранения и восстановления водных объектов, а также для рационального размещения производительных сил.
Цель работы: оценка эколого-геохимического состояния природных вод района Игольско-Талового месторождения нефти.
Основные задачи: 1) выполнить литературный обзор о влиянии нефтедобывающей промышленности на компоненты окружающей среды; 2) выполнить литературный обзор о критериях оценки эколого-геохимического состояния водных объектов; 3) выполнить литературной обзор изученности природных условий территории Игольско-Талового нефтяного месторождения (ИТНМ); 4) изучить природные условия района исследования;
5) выявить основные источники техногенного воздействия на химический состав природных вод территории; 6) провести зонирование территории месторождения по техногенной нагрузке; 7) изучить химический состав атмосферных вод, поверхностных вод, подземных вод палеогеновых и апт-сеноманских отложений в условиях техногенного воздействия объектов месторождения; 8) дать оценку эколого-геохимического состояния природных вод; 9) рассчитать затраты на возмещение ущерба природной среде, наносимого в процессе эксплуатации ИТНМ, а также в случае аварийных ситуаций.
Объект исследования: природные воды территории ИТНМ, предмет научного исследования - их эколого-геохимическое состояние.
Исходными данными являются фондовые и производственные материалы ТФ АО «СНИИГГиМС», АО «Томскгеомониторинг», собранные за период прохождения производственной практики, а также соответствующая нормативная, справочная и научная литература. Обработка собранной информации проводилась на ПК, с использованием офисного пакета приложений Microsoft Office 2010, графического редактор Adobe Photoshop.
Методы исследований: анализ соответствия химического состава атмосферных и поверхностных вод требованиям к качеству воды водоемов рыбохозяйственного использования; анализ соответствия химического состава подземных вод палеогеновых отложений требованиям к качеству воды питьевого водоснабжения согласно СанПиН 2.1.4.1074-01; анализ соответствия химического состава подземных вод апт-сеноманских отложений требованиям к качеству вод, используемых для заводнения нефтяных пластов согласно ОСТ 39-225-88; оценка эколого-геохимического состояния поверхностных вод на основе метода комплексной оценки степени загрязненности вод по гидрохимическим показателям согласно РД 52.24.643-2002.
Практическая значимость работы заключается в обеспечении водохозяйственного комплекса исследуемого речного бассейна (бассейна р.Васюган) информацией о состоянии водных объектов для обеспечения его нормального функционирования.
Апробация работы: по теме исследования были опубликованы 3 статьи (в сборниках трудов студентов и молодых ученых Международного симпозиума имени академика М.А. Усова), в которых нашли отражение теоретические принципы и результаты работы.
Автор выражает благодарность заведующей химической лабораторией ТФ АО «СНИИГГиМС» Скогоревой А.С., руководителю группы мониторинга поверхностных водных объектов АО «Томскгеомониторинг» Матвееву Д.И. за предоставленные материалы, а также научному руководителю доценту Наливайко Н.Г за ценные советы и помощь при написании работы.
Нефтяная промышленность является постоянным (отрицательное действие техногенеза присуще всем этапам освоения месторождений углеводородов) источником техногенной опасности и возникновения аварий, сопровождающихся чрезвычайными ситуациями и загрязнением природной среды большим разнообразием химических веществ.
Наибольшему техногенному воздействию подвергаются водные ресурсы. Ухудшение экологического состояния водных объектов под техногенным влиянием объектов нефтедобывающей промышленности усугубляется моральным и физическим старением производственных фондов. Основные фонды нефтяной промышленности уже сейчас имеют сильный износ и большой возраст, что приводит к частой аварийности на технологических объектах и трубопроводах. По данным Ростехнадзора за 2010-2014 годы произошло 74 зарегистрированных аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах (в среднем 0,06 отказов на 1000 км в год). Из них более чем две трети аварий произошли на нефтепроводах с износом основных фондов выше 50 - 85%.
В условиях экономического и экологического кризиса, ввиду указанных обстоятельств, проблема охраны водных ресурсов приобретает особую значимость для органов государственной власти, связанных с охраной окружающей среды и общественности.
Актуальность: на современном этапе освоения месторождений нефти проблема экологической безопасности актуальна для большинства поверхностных и подземных водных объектов, располагающихся в зоне непосредственного влияния объектов добычи и транспортировки нефти. Оценка эколого-геохимического состояния природных вод территории необходима для сохранения и восстановления водных объектов, а также для рационального размещения производительных сил.
Цель работы: оценка эколого-геохимического состояния природных вод района Игольско-Талового месторождения нефти.
Основные задачи: 1) выполнить литературный обзор о влиянии нефтедобывающей промышленности на компоненты окружающей среды; 2) выполнить литературный обзор о критериях оценки эколого-геохимического состояния водных объектов; 3) выполнить литературной обзор изученности природных условий территории Игольско-Талового нефтяного месторождения (ИТНМ); 4) изучить природные условия района исследования;
5) выявить основные источники техногенного воздействия на химический состав природных вод территории; 6) провести зонирование территории месторождения по техногенной нагрузке; 7) изучить химический состав атмосферных вод, поверхностных вод, подземных вод палеогеновых и апт-сеноманских отложений в условиях техногенного воздействия объектов месторождения; 8) дать оценку эколого-геохимического состояния природных вод; 9) рассчитать затраты на возмещение ущерба природной среде, наносимого в процессе эксплуатации ИТНМ, а также в случае аварийных ситуаций.
Объект исследования: природные воды территории ИТНМ, предмет научного исследования - их эколого-геохимическое состояние.
Исходными данными являются фондовые и производственные материалы ТФ АО «СНИИГГиМС», АО «Томскгеомониторинг», собранные за период прохождения производственной практики, а также соответствующая нормативная, справочная и научная литература. Обработка собранной информации проводилась на ПК, с использованием офисного пакета приложений Microsoft Office 2010, графического редактор Adobe Photoshop.
Методы исследований: анализ соответствия химического состава атмосферных и поверхностных вод требованиям к качеству воды водоемов рыбохозяйственного использования; анализ соответствия химического состава подземных вод палеогеновых отложений требованиям к качеству воды питьевого водоснабжения согласно СанПиН 2.1.4.1074-01; анализ соответствия химического состава подземных вод апт-сеноманских отложений требованиям к качеству вод, используемых для заводнения нефтяных пластов согласно ОСТ 39-225-88; оценка эколого-геохимического состояния поверхностных вод на основе метода комплексной оценки степени загрязненности вод по гидрохимическим показателям согласно РД 52.24.643-2002.
Практическая значимость работы заключается в обеспечении водохозяйственного комплекса исследуемого речного бассейна (бассейна р.Васюган) информацией о состоянии водных объектов для обеспечения его нормального функционирования.
Апробация работы: по теме исследования были опубликованы 3 статьи (в сборниках трудов студентов и молодых ученых Международного симпозиума имени академика М.А. Усова), в которых нашли отражение теоретические принципы и результаты работы.
Автор выражает благодарность заведующей химической лабораторией ТФ АО «СНИИГГиМС» Скогоревой А.С., руководителю группы мониторинга поверхностных водных объектов АО «Томскгеомониторинг» Матвееву Д.И. за предоставленные материалы, а также научному руководителю доценту Наливайко Н.Г за ценные советы и помощь при написании работы.
Изучение природных вод территории Игольско-Талового нефтяного месторождения позволило выявить следующие закономерности:
Атмосферные воды ИТНМ, представленные пробами снега и дождя, являются ультрапресными, нейтральными и очень мягкими.
В химическом составе атмосферных осадков, выпадающих на территории ИТНМ, содержание большинства ионов не превышают предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного назначения, за исключением ионов аммония и фенолов. Содержание нефтепродуктов в снеговой воде близко к нормативному значению.
Поверхностные воды территории ИТНМ (р.Чертала, р.М.Бобровка, р.Б.Бобровка) гидрокарбонатные кальциево-магниевые, ультрапресные, нейтральные, очень мягкие и мягкие.
В химическом составе рек, дренирующих территорию ИТНМ, наблюдается превышение предельно допустимых концентраций водоемов рыбохозяйственного назначения, как в фоновых, так и в контрольных створах по содержанию в воде взвешенных веществ, аммонийного азота, нефтепродуктов, фенолов, соединений марганца, железа, цинка, меди и органических веществ (по величине ХПК).
По комплексной оценке качества поверхностных вод (УКИЗВ) воды рек М.Бобровка и Б.Бобровка характеризуются 4 классом качества как «грязные». Наиболее загрязненной является р.Чертала - ее воды характеризуется 5 классом качества как «экстремально грязные».
Характерное повышенное содержание в атмосферных и поверхностных водах взвешенных веществ, аммонийного азота, нефтепродуктов, фенолов, соединений марганца, железа, цинка и меди, величине ХПК обусловлено в большей степени природными факторами, но в химическом составе вод обнаруживаются следы техногенного загрязнения в результате деятельности ИТНМ.
Наибольшему техногенному влиянию подвержены воды р.М.Бобровка - химический состав вод в контрольных створах резко отличается от фоновых. Выявленное изменение химического состава р.М.Бобровка объясняется наиболее высокой степенью техногенной нагрузки на водосбор данного водного объекта, в пределах которого сконцентрированы разнообразные источники техногенного воздействия.
Подземные воды палеогеновых отложений, добываемые на водозаборе в.п. Игол гидрокарбонатные магниево-кальциевые, собственно пресные, нейтральные и слабощелочные, жесткие.
По большинству показателей подземные воды палеогеновых отложений соответствуют нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, предъявляемым к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Исключение составляют показатели железа, азота аммонийного, общей жесткости, перманганатной окисляемости, кремния. Повышенные значения, приближающиеся к нормативным, характерны для нефтепродуктов и марганца.
Отклоняющиеся от нормативных содержания железа, марганца, повышенная жесткость устраняются в процессе специальной водоподготовки на водозаборе в.п. Игол.
Ввиду глубоко залегания и надежной литологической защищенности атлымского водоносного горизонта, используемого для питьевого водоснабжения ИТНМ, характерные повышенные содержания некоторых веществ обусловлены природными геохимическими особенностями территории. Повышенные содержания в подземных водах таких веществ как железо, марганец, кремний, окисляемость типичны не только для палеогеновых отложений района ИТНМ, но в целом для терригенных комплексов гумидной зоны Западной Сибири, и находят объяснение в естественных условиях формирования инфильтрационных вод.
Качественный состав добываемых питьевых вод на водозаборе в.п. Игол за период работы нефтепромысла заметных изменений не претерпел.
Подземные воды апт-сеноманских отложений, используемые для поддержания пластового давления на ИТНМ, являются хлоридными натриевыми, слабосолеными, нейтральными и слабощелочными.
Подземные воды апт-сеноманских отложений, добываемых на ИТНМ, отвечают требованиям ОСТ 39-225-88, предъявляемым к воде для заводнения нефтяных пластов, за исключением показателя коррозионной активности.
За многолетний период эксплуатации подземных вод апт-сеноманского водоносного комплекса, в условиях его глубокого залегания и достаточно хорошей литологической защищенности, не наблюдается закономерного изменения их химического состава.
Атмосферные воды ИТНМ, представленные пробами снега и дождя, являются ультрапресными, нейтральными и очень мягкими.
В химическом составе атмосферных осадков, выпадающих на территории ИТНМ, содержание большинства ионов не превышают предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного назначения, за исключением ионов аммония и фенолов. Содержание нефтепродуктов в снеговой воде близко к нормативному значению.
Поверхностные воды территории ИТНМ (р.Чертала, р.М.Бобровка, р.Б.Бобровка) гидрокарбонатные кальциево-магниевые, ультрапресные, нейтральные, очень мягкие и мягкие.
В химическом составе рек, дренирующих территорию ИТНМ, наблюдается превышение предельно допустимых концентраций водоемов рыбохозяйственного назначения, как в фоновых, так и в контрольных створах по содержанию в воде взвешенных веществ, аммонийного азота, нефтепродуктов, фенолов, соединений марганца, железа, цинка, меди и органических веществ (по величине ХПК).
По комплексной оценке качества поверхностных вод (УКИЗВ) воды рек М.Бобровка и Б.Бобровка характеризуются 4 классом качества как «грязные». Наиболее загрязненной является р.Чертала - ее воды характеризуется 5 классом качества как «экстремально грязные».
Характерное повышенное содержание в атмосферных и поверхностных водах взвешенных веществ, аммонийного азота, нефтепродуктов, фенолов, соединений марганца, железа, цинка и меди, величине ХПК обусловлено в большей степени природными факторами, но в химическом составе вод обнаруживаются следы техногенного загрязнения в результате деятельности ИТНМ.
Наибольшему техногенному влиянию подвержены воды р.М.Бобровка - химический состав вод в контрольных створах резко отличается от фоновых. Выявленное изменение химического состава р.М.Бобровка объясняется наиболее высокой степенью техногенной нагрузки на водосбор данного водного объекта, в пределах которого сконцентрированы разнообразные источники техногенного воздействия.
Подземные воды палеогеновых отложений, добываемые на водозаборе в.п. Игол гидрокарбонатные магниево-кальциевые, собственно пресные, нейтральные и слабощелочные, жесткие.
По большинству показателей подземные воды палеогеновых отложений соответствуют нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, предъявляемым к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Исключение составляют показатели железа, азота аммонийного, общей жесткости, перманганатной окисляемости, кремния. Повышенные значения, приближающиеся к нормативным, характерны для нефтепродуктов и марганца.
Отклоняющиеся от нормативных содержания железа, марганца, повышенная жесткость устраняются в процессе специальной водоподготовки на водозаборе в.п. Игол.
Ввиду глубоко залегания и надежной литологической защищенности атлымского водоносного горизонта, используемого для питьевого водоснабжения ИТНМ, характерные повышенные содержания некоторых веществ обусловлены природными геохимическими особенностями территории. Повышенные содержания в подземных водах таких веществ как железо, марганец, кремний, окисляемость типичны не только для палеогеновых отложений района ИТНМ, но в целом для терригенных комплексов гумидной зоны Западной Сибири, и находят объяснение в естественных условиях формирования инфильтрационных вод.
Качественный состав добываемых питьевых вод на водозаборе в.п. Игол за период работы нефтепромысла заметных изменений не претерпел.
Подземные воды апт-сеноманских отложений, используемые для поддержания пластового давления на ИТНМ, являются хлоридными натриевыми, слабосолеными, нейтральными и слабощелочными.
Подземные воды апт-сеноманских отложений, добываемых на ИТНМ, отвечают требованиям ОСТ 39-225-88, предъявляемым к воде для заводнения нефтяных пластов, за исключением показателя коррозионной активности.
За многолетний период эксплуатации подземных вод апт-сеноманского водоносного комплекса, в условиях его глубокого залегания и достаточно хорошей литологической защищенности, не наблюдается закономерного изменения их химического состава.