Прогноз изменения гидрохимического облика пресных подземных вод в условиях интенсивного нефтяного освоения Западной Сибири

Активное освоение недр Западной Сибири, связанное с нефтедобычей, ставит актуальную задачу оценки динамики и прогноза состояния геологической среды, в том числе пресных подземных вод (ППВ). В настоящее время, в пределах рассматриваемой территории, ППВ широко используются в целях питьевого водоснабжения населения и технологического обеспечения объектов, в том числе для систем поддержания пластового давления (ППД) нефтяных месторождений [4]. Основным продуктивным по целевому назначению является атлым-новомихайловский водоносный горизонт (ВГ). Он приурочен к отложениям олигоценового возраста, и на территории Западной Сибири имеет площадное распространение [1].

По результатам многолетних исследований атлым-новомихайловский ВГ характеризуется как достаточно защищенный от загрязнений с поверхности, представляя собой в разрезе межпластовую напорную водоносную толщу глубиной залегания от 90 до 280 м. Эксплуатируемые водоносные пласты не выходят на поверхность земли, непосредственной связи с поверхностными водами не имеют. Тем не менее, оценивая современное гидрохимическое состояние пресных подземных вод, нельзя исключать влияние на данные воды существующего техногенеза (трансформации окружающей среды) связанного в основном (применительно к рассматриваемой площади) с разработкой нефтяных месторождений и сопутствующими производствами. Так, возможным является загрязнение ППВ рассматриваемого ВГ, связанное с нарушениями технологии вскрытия недр при бурении скважин различного назначения с применением химических реагентов, а также в результате нарушения технологического процесса при реализации системы ППД, что создает возможность проникновение загрязняющих компонентов непосредственно через скважину [2, 5].

Достаточно стабильные и информативные данные, полученные в результате мониторинга пресных поземных вод атлым - новомихайловского ВГ выполняемого с 2005 года на крупней- ших месторождениях нефти, таких как Самотлорское, Красноленинское, Приобское (южная часть) позволяют дать оценку гидрохимического облика ППВ в нарушенных эксплуатацией условиях и достоверно прогнозировать его изменение на ближайшую перспективу.

Для изучения гидрохимического режима ППВ атлым-новомихайловского ВГ в наблюдательную сеть вовлечены более ста действующих водозаборов по добыче воды для питьевых и технологических целей (в том числе для системы ППД).

Одним из показателей, характеризующих отсутствие влияния техногенеза на состояние пресных подземных вод, является сохранение их природного химического состава. Для оценки гидрохимического режима пресных подземных вод в нарушенных эксплуатацией условиях и его прогноза на перспективу привлечены химические анализы более 2,5 тыс. проб отобранных в пределах крупных месторождений нефти Западной Сибири за период 2005 – 2016 гг. В рамках выполненных исследований определены основные показатели, компоненты химического состава вод и их изменения в многолетнем разрезе.

Рис. 1. Диаграмма изменения основного катионного состава пресных подземных вод.

Рис. 2 . Диаграмма изменения содержания железа, аммония и марганца в пресных подземных водах на водозаборах Самотлорского (южная часть) месторождения.

|2013г Большое Самотлорское О        ксп-и дне 13 / Г       ксп-16 ^ысоют            \_ксп-5  ^ ™ ” ВПОяРС о о КНС^1

ЛЛ-З                       [2014г] • Большое Самотлорское №С 1 ДМ 0-26 ДНС-3              СК оО               О *="-s uwi oKiili          ^) ксп-21 МЕГИОН

Рис. 3. Картограмма отмеченных случаев превышения ПДК показателей техногенного загрязнения на Самотлорском, Красноленинском и Приобском (южная часть) месторождениях нефти.

По результатам выполненных исследований подземные воды атлым-новомихайловского ВГ по химическому составу характеризуются как гидрокарбонатные со смешанным катионным составом, пресные с общей минерализацией 0,20,7 г/дм³. Основным компонентом анионного состава является HCO 3 ^- (75-100%-экв.). Составной частью являются также Cl^- (0-25 %-экв.), SO 4 ²⁺ (0-1%-экв) и NO 3 ^- (0-3%-экв). Преобладающими катионами, формирующими основу химического состава, являются Са²⁺ и Mg²⁺ (11-73%-экв). Подчиненное значение в катионном составе принадлежит NH 4 ⁺ (0-23 %-экв) и сумме Na⁺ и K⁺ (0-58%-экв).

Диаграммы изменения содержания основных компонентов химического состава демонстрируют, что изменение их содержания происходит около средних величин (рис. 1). Анализ данных наблюдений позволил отметить, что направленной тенденции к изменению гидрогеохимическо-го облика подземных вод территории не происходит.

Качество подземных вод в основном соответствует питьевому назначению, за исключением, обусловленных природными особенностями территории [3], повышенных значений содержания железа общего, марганца, кремния и иона аммония, показателей мутности, окисляемости и цветности (рис. 2).

В тоже время в отдельные периоды наблюдений отмечены повышенные значения отдельных показателей химического состава (нефтепродуктов, бромидов, хрома, свинца, хлоридов, и бора), обусловленных возможным техногенным загрязнением (рис. 3). Однако данные значения по перечисленным показателям носят несистемный характер, являются разовыми, или сохраняющимися в течение непродолжительного времени, не имеют закономерной тенденции к нарастанию и повышению.

Таким образом, проведенные в течение последних десяти лет наблюдения за состояние пресных подземных вод позволяют сделать следующие выводы:

• 1.    За период наблюдений химический состав подземных вод эксплуатируемого горизонта в целом не изменился. По площади исследований он характеризуется пространственно-временной стабильностью. Наряду с этим, имеющиеся факты единичных не системных повышенных концентраций таких компонентов, как нефтепродук-

• ты, бромиды, хром, свинец, хлориды и бор вызваны, несомненно, техногенным воздействием объектов нефтедобычи и сопутствующих производств.

• 2.    Существующее в настоящий момент в целом достаточно благоприятное качество пресных подземных вод, несмотря на столь длительный период эксплуатации нефтяных месторождений, дает основание для прогноза его сохранения в последующие годы при условии соблюдения:

• –    установочного и согласованного в контролирующих органах регламента мониторинговых наблюдений за состоянием подземных вод и других компонентов окружающей природной среды;

  – правил эксплуатации скважин различного назначения (водозаборных, нагнетательных, нефтедобывающих) и экологически благоприятного содержания прилегающей к водозаборам территории.