13.1. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды

[1, c. 231-235; 3; 10]

Воды и ВР в недрах, в том числе в нефтяных и газовых месторождениях, часть окружающей нас среды. Использование и охрана вод – составная часть ООС и рационального природопользования. Под охраной вод понимается комплекс мер по сохранению качественного и количественного их состояния, позволяющего использовать их в народном хозяйстве.

Вопросы охраны вод выделились в особую отрасль гидрогеологии – экологическую гидрогеологию (ЭГ). Это учение о роли гидрогеологических условий существования и развития биосферы и ноосферы в особенности в обстановке техногенеза. Прикладная ЭГ занимается выработкой и обоснованием мер, направленных на оптимизацию экологических взаимосвязей в системе «гидрогеологические условия – ноосфера». Важной ветвью прикладной ЭГ является нефтегазовая прикладная ЭГ.

Охранять воды в земной коре нужно от истощения и загрязнения. Под истощением вод земной коры понимается снижение уровней и (или) напоров ниже пределов, установленных при оценке запасов. Основа охраны водных богатств земных недр от истощения – это регулирование работы водозаборов и рациональное расходование добываемых вод.

Под загрязнением вод понимается изменение их качества, делающее их непригодными к использованию в первоначальных целях. Воды загрязняются промышленными и коммунально-бытовыми стоками, химическими удобрениями и ядохимикатами с сельхозугодий. Из них главный источник загрязнения вод – сброс неочищенных или плохо очищенных стоков промышленными предприятиями. В глубокозалегающие водосодержащие пласты промышленные стоки попадают нередко через заброшенные или дефектные скважины, в которые их специально сбрасывали.

Охрана вод должна начинаться с профилактических мероприятий, тогда, когда еще не появились сведения о загрязнении. Для этого следует предварительно изучить возможные будущие источники загрязнения вод, создать наблюдательные пункты вблизи крупных предприятий и водозаборов, подготовить к очистке и утилизации стоки, создать систему оборотного водоснабжения (т. е. многократного использования одной и той же воды после ее очистки), спроектировать надежные меры по предотвращению утечки вредных веществ.

Основные методы охраны литосферных вод следующие.

Использование вод по замкнутому циклу (оборотное водоснабжение). Воды после использования (и при необходимости – после очистки) закачиваются в пласты, затем извлекаются снова и т. д.

Пополнение запасов литосферных вод (за счет речных) применяется для пресных вод неглубоких горизонтов, иногда в больших масштабах.

Барраж – создание барьера повышенного давления («гидрозавесы»), преграждающего путь загрязненным водам к водозабору путем закачки вод в пласт под давлением через специальные нагнетательные скважины.

Дренаж – откачка продвигающихся к водозабору загрязненных вод через специальные скважины.

Захоронение промышленных стоков в водоносные горизонты и искусственные пустоты внутри непроницаемых пород (солей, глин и т. п.).

Изоляция водоносных горизонтов в скважинах предохраняет их от загрязнения водами иного состава, нефтью или какими-либо другими загрязнителями.

Зоны санитарной охраны создаются в первую очередь на участках водозаборов. В общем случае такая зона состоит из двух поясов: первый (внутренний) пояс – зона строгого режима, второй (внешний) пояс – зона ограничений. Радиус первого пояса обычно не превышает 50 м, размеры внешнего пояса определяются расчетным путем.

При разработке нефтегазовых месторождений возникают специфические условия, ведущие к загрязнению и истощению вод, поэтому из перечисленных методов охраны вод можно использовать лишь некоторые. Можно выделить три наиболее важных аспекта влияния разработки нефтяных и газовых месторождений на гидрогеологические условия.

1. Истощение водоносных горизонтов, а именно: а) истощение нефтегазоводоносных горизонтов при разработке залежей газа и нефти без поддержания давления; б) истощение водоносных пластов, эксплуатируемых для водоснабжения нефтепромыслов. В обоих случаях могут развиваться депрессионные воронки, иногда радиусом более 100 км.

2. Изменение состава ВР в нефтегазоводоносных горизонтах при закачке посторонних вод, причем характерны разбавление вод, выпадение осадков, выделение кислых газов. Эти процессы влияют и на условия эксплуатации вод на прилегающих к залежи участках, где могут происходить: а) разбавление (разубоживание) минеральной воды (рассола); б) снижение продуктивности водозаборных скважин вследствие солеотложения; в) сероводородное «заражение» вод, приводящее к их непригодности для использования и к коррозии эксплуатационного оборудования.

3. Влияние на верхние водоносные горизонты. Нефть и рассолы проникают в верхние горизонты либо по трещинам через водоупоры, либо через скважины при отсутствии изоляции или с дефектным цементным кольцом. Загрязнение приводит к потере верхними водами (пресными, минеральными) полезных качеств.