Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
На втором этапе проводится выбор методов, позволяющих контролировать состояние системы "намывной массив - геологическая среда" в любой момент времени. При этом с помощью комплекса методов наблюдений нужно оперативно оценивать устойчивость откосных сооружений, устанавливать границы зон намывного массива и т.д. Для.этого используются натурные наблюдения, предусматривающие создание стационарных систем датчиков-пьезодинамометров в теле и основании упорных призм; использование зондов, а также дистанционные методы —• аэрофотосъемка намывных сооружений прилегающих территорий. Натурные испытания подкрепляются лабораторными анализами образцов (монолитов) для более детальных исследований.
На третьем этапе проводится собственно организация" наблюдений, их систематическое проведение и обработка результатов. Совокупность точек или пунктов получения информации в пределах всего
изучаемого объекта составляет некоторую систему — систему пунктов получения информации (СППИНФ), организация которой должна быть оптимальной с точки зрения получения надежной и достаточной информации за массивом. Это достигается выбором СППИНФа (объема — числа пунктов получения информации; параметров — шага и интервалов между соседними пунктами; частоты проведения наблюдений и т.д.). Расчет параметров СППИНФа для одно-, двух-и трехмерной систем разработан Г.К. Бондариком (1986).
Четвертый этап заключается в установлении закономерностей изменения и прогнозе состояния системы "намывной массив - геологическая среда". Это достигается некоторой схематизацией системы и составлением макета (расчетной модели намывного массива), основанного на различных положениях. В идеальном варианте создается постоянно действующая модель массива (ПДМ).
На заключительном пятом этапе используются результаты прогноза состоянием намывных массивов для корректировки проектных решений по их формированию. Это достигается на основе полученных закономерностей, характеризующих поведение намывного массива во времени и на базе ПДМ. Далее этапы 3-5 циклически повторяются.
По такой же схеме осуществляется мониторинг других природно-технических систем в районах горнохимического производства, территорий ТЭЦ и золоотвалов, рудников, карьеров и разрезов. Естественно, что во всех этих случаях СППИНФы в организуемых системах мониторинга различны как по структуре, так и по набору показателей, что определяется особенностями тех или иных промышленных объектов и видом их наиболее существенных техногенных воздействий на геологическую среду. Так, мониторинг на Ермаковской ГРЭС предусматривает в основном контроль гидрогеохимического поля на золоотвалах как наиболее значимый для данной ПТС.
Нефтяная и газовая промышленность. По характеру воздействия нефтегазодобывающая промышленность существенно отличается от вышерассмотренных прежде всего большой глубиной проникновения техногенных процессов в геологическую среду (до 7 км), а также разработкой нефтегазовых месторождений на морских акваториях. Основными чертами геологической среды нефтегазовых месторождений, которые надо учитывать при организации мониторинга, является присутствие в разрезе двух несмешивающихся жидкостей — нефти и подземных вод, а также существенное влияние на горные породы жидких и газовых углеводородных компонентов. Главная особенность в техногенезе нефте- и газодобывающих комплексов состоит в своеобразии техногенной нагрузки на геологическую среду, когда происходит взаимодействие двух процессов — мощного отбора из недр полезных компонентов и не менее мощного нагнетания в продуктивные пласты воды и реагентов.
Одним из самых серьезных воздействий, оказываемых на геологическую среду в районах нефтяных и газовых месторождений,а также нефтеперерабатывающих предприятий, является химическое загрязнение следующих основных видов: углеводородное загрязнение; засоление пород и подземных вод минерализованными водами и рассолами, получаемыми попутно с нефтью и газом; загрязнение специфическими компонентами, в том числе сернистыми соединениями. Загрязнение пород, поверхностных и грунтовых вод часто сопровождается истощением естественных запасов подземных вод. В некоторых случаях истощению могут подвергаться и поверхностные воды, используемые для заводнения нефтяных пластов. В морских условиях возрастает масштаб угрозы загрязнения акваторий как искусственными (реагенты, применяемые при бурении и эксплуатации скважин), так и естественными загрязнителями (нефть, рассолы). Основная причина химического загрязнения на нефтяных месторождениях — низкая культура производства и несоблюдение технологий. Поэтому в наблюдательной сети мониторинга геологической среды районов нефтегазовых месторождений одна из основных нагрузок падает на геохимические наблюдения, контроль загрязнений.
При локальном загрязнении нефтью и жидкими углеводородами геологической среды от мелких источников загрязнения (нефтяных скважин, нефтехранилищ, складов горюче-смазочных материалов, АЗС, автобаз и др.) образуется ореол нефтяного загрязнения, состоящий из трех зон: внешней, где нефтепродукты находятся на поверхности твердой фазы грунтов в виде адсорбированной пленки; средней, для которой характерно образование нефтяной (углеводородной) эмульсии в поровой воде грунтов; внутренней, где нефть и углеводороды находятся в растворенном состоянии в порах водона-сыщенного грунта. В процессе формирования ореола загрязнения углеводородами, кроме того, формируются абиотическая и биотическая зоны. В биотической зоне протекают основные биохимические процессы деструкции нефтяных углеводородов, которые находятся как в эмульгированном, так и в растворенном состоянии. В эмульгированном слое преобладают восстановительные условия, которые сменяются окислительными в зоне миграции растворенных углеводородов, где развиваются в основном микроорганизмы из числа анаэробов и факультативных анаэробов. В окислительных условиях биодеструкция углеводородов осуществляется аэробными микроорганизмами. При биодеструкции углеводородов выделяется в основном метан, углекислый газ и сероводород. Указанные особенности ореолов нефтяного загрязнения необходимо учитывать при организации наблюдательной сети мониторинга.
