ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование гелиевого метода для решения гидрогеоэкологических задач из "Гидроэкология Башкортостана" Объективное решение вопроса об источниках и путях проникновения загрязняющих веществ в зону пресных вод возможно только на базе комплексных гидрогеологических и гидрогеохимических исследований. Среди последних, как установлено, весьма информативны гелиометри-ческие исследования [Абдрахманов, 1993 Абдрахманов, Попов, 1990 Попов, Егоров, 1990]. [c.241] Определение источников и условий поступления загрязняющих веществ в зону пресных вод является важной частью оценки защищенности ( сверху и снизу ) последних от техногенного воздействия. Это особенно важно в нефтедобывающих районах, где миграция рассолов в верхние горизонты, содержащие пресные воды, возможна как через зону аэрации, так и непосредственно из глубокозалегающих водоносных комплексов путем восходящих перетоков, преимущественно по стволам и затрубным пространствам скважин. [c.241] Основанием для использования гелиевого метода при рещении задач охраны подземных вод в нефтедобывающих районах являются следующие обстоятельства. При миграции попутных нефтепромысловых рассолов в зону пресных вод через зону аэрации (например, при порыве трубопроводов) формируются гидрогеохимические аномалии, обладающие низкими (фоновыми) концентрациями гелия, равновесными атмосферной (5-10 мл/л). Это связано с тем, что при отделении нефти от рассола (а его содержание в общем флюиде достигает 90% и более), представляющем довольно сложный технологический процесс, осуществляемый на установках ППН, практически весь гелий выводится из воды в результате дегазации. Так, на Туймазинском, Шкаповском, Манчаровском нефтяньк месторождениях гелиеносные рассолы девона (содержание гелия до 1—5 мл/л) после переработки в цехах ППН содержат гелия всего (5-6)-10 мл/л. [c.241] Данные табл. 26, характеризующие химический состав и гелиеносность вод неогеново-четвертичных и верхнепермских отложений районов Шкаповского, Туймазинского, Манчаровского и других нефтяных месторождений, свидетельствуют о том, что при изменении минерализации от 0,4 до 85,5 г/л и химического состава от гидрокарбонатного магниево-кальциевого до хлоридного натриево-кальциевого содержание гелия преимущественно остается фоновым — 4,6-10 мл/л. [c.242] Как видно, в данном случае гелий индифферентен к геохимическим показателям вмещающей его водной среды. Это позволяет заключить, что поступление рассолов в горизонты пресных вод происходит сверху (то есть через зону аэрации) из негерметичных водоводов, прудов-отстойников и прочих объектов на поверхности. В ходе этого процесса общий ионно-солевой состав рассолов не претерпевает существенных изменений, чего нельзя сказать о составе газовой фазы (потеря Не, СН4 и др.). [c.242] На Шкаповском месторождении повышенные фоновые значения гелия (11,5-24) 10 мг/л в восходящих карстовых источниках естественного (см. табл. 26, 5) или искусственного происхождения (скважина 6) с небольшим содержанием сероводорода (0,1-0,5 мг/л), характерного для зоны затрудненного водообмена, свидетельствуют о разгрузке их с небольшой глубины (до 100-150 м) из водоносного горизонта сульфатно-карбонатных отложений свиты А верхней Казани, залегающей здесь в зоне затрудненной циркуляции. В зафиксированном ранее (1985 г) источнике с высокой гелиеносностью (до 134-10 мл/л), рассматриваемой нами [Абдрахманов, Попов, 1990] как результат восходящей разгрузки рассолов из продуктивных пластов девона через гидрогеологические окна техногенного происхождения, при опробовании в 1991 г получена концентрация гелия близкая к фону, что является свидетельством возможных изменений гидрогеодинамического режима эксплуатируемого месторождения и прекращения поступления в верхнюю гидрогеохимическую зону рассолов из глубины. [c.242] Отмеченная закономерность нарушается в долине р. Ик с абсолютными отметками 95—100 м. Здесь, в 2,5 км юго-западнее д. Япрыково, в нижней части правого склона долины нами ряд лет наблюдался источник с ураганным содержанием гелия (90-1500-10 мл/л) и концентрацией солей в воде около 73 г/л. Этот источник с высоким содержанием HjS (до 112 мг/л), микроэлементов (см. табл. 21), повышенной температурой (7,5°С) является результатом разгрузки рассолов из ас-сельско-артинского комплекса. Свидетельством того, что это разгружаются рассолы из указанных отложений, являются высокие значения rNa/r l (0,8), сравнительно небольшая минерализация, характерные для вод этих пород. Пьезометрические уровни вод артинского комплекса здесь составляют от +130 до +150 м, что обеспечивает самоизлив рассолов из скважин. По всей вероятности, выход связан с разгрузкой вод по затрубному (или внутритрубному) пространству бездействующей скважины, расположенной рядом. [c.243] Таким образом, преобладающая часть загрязненных источников Шкаповского, Туймазинского, Манчаровского (по отдельным определениям и Кущкульского) месторождений обладает фоновыми содержаниями гелия. Это свидетельствует о том, что засоление пресньгх вод зоны дренирования (верхняя часть зоны интенсивного водообмена) происходит преимущественно через зону аэрации. [c.243] Повышенные концентрации гелия, указывающие на миграцию рассолов вод с глубины, зафиксированы лишь в отдельных источниках. [c.243] Участие глубинных рассодов в засолении подземных вод Уфимских отложений подтверждается результатами исследования в них гелия. Содержание его колеблется от 12-10 до 267-10 мл/л (см. табл. 26). Связь между гелием и хлором (минерализацией) прямая (рис. 66). [c.244] С удалением от р. Белой этот процесс постепенно затухает, в результате чего на более высоких гипсометрических отметках (III надпойменная терраса и нижняя часть коренного склона) содержание гелия в верхнепермских отложениях обычно фоновое и повышенно фоновое — до (10-13)-10 мл/л (см. табл. 26, рис. 51, 67). [c.244] Важно отметить, что максимальные концентрации гелия — (141-267)-10 мл/л — характерны для скважин, расположенных в наиболее низких частях Бельской долины (I надпойменная терраса), где создались наиболее благоприятные гидродинамические условия для восходяшей разгрузки гелиеносных вод из нижнего этажа (рис. 51, 67). [c.244] Различия в степени гелиеносности вод аллювия и отложений верхней перми объясняются особенностями процесса смешения с глубинными рассолами. Если в водах верхнепермских отложений доля последних достигает 70-80%, то в аллювии она не превышает 5-10%. [c.246] Сказанное выше указывает на то, что в бассейне нижнего течения р. Белой (и долине р. Камы) загрязнение (засоление) пресных подземных вод происходит как за счет естественного проникновения в них природных некондиционных напорных вод, так и в результате техногенных процессов через зону аэрации. [c.246] Результаты гидрогеологических исследований, проведенных в районах нефтяных месторождений Предуралья, позволяют заключить, что загрязнение пресных подземных вод происходит главным образом сверху, то есть через зону аэрации. Уязвимость верхних эксплуатационных водоносных горизонтов к загрязнению, высокие концентрации в них загрязняющих веществ, большие скорости миграции последних по вертикали и латерали на ряде нефтяных месторождений объясняются высокими фильтрационными свойствами пород зоны аэрации и водовмещающих отложений, отсутствием вьщержанных надежных водоупоров, региональной взаимосвязью водоносных горизонтов путем нисходящих перетоков через глинистые слои. Вследствие этого зона пресных вод на всю мощность (до 250 м) оказывается засоленной в течение нескольких лет с момента поступления загрязняющих веществ. [c.246] Важно подчеркнуть длительный период нахождения их в водоносных горизонтах (по данным натурных наблюдений и расчетов — в течение многих десятков и даже сотен лет). Это связано с тем, что для полного вывода загрязненных вод из горизонта требуется несколько циклов полного водообмена. А продолжительность только одного цикла в зоне активной циркуляции Предуралья изменяется от 10-20 лет для интенсивно трещиноватых и закарстованных сульфатно-карбонатных пород до 100-150 лет для глинистых терригенных пород. При этом следует отметить, что в первом случае загрязнение охватывает большие площади водоносных горизонтов (до 300-500 км на Шкаповском, Туймазинском, Арланском и других месторождениях), а во втором — оно локализуется в пределах небольших участков (до нескольких квадратных километров, на Манчаровском, Сергеевском и других месторождениях). [c.246] Вернуться к основной статье