Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Гацков Владимир Гаврилович. Техногенное изменение геологической среды в районах поисков, разведки и эксплуатации месторождений углеводородов : На примере Предуралья и сопредельных территорий : диссертация ... доктора геолого-минералогических наук : 25.00.36.- Москва, 2004.- 296 с.: ил. РГБ ОД, 71 05-4/39

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ 9

1.1. Обзор предшествующих исследований 9

  1. Попутные геоэкологические исследования 9

  2. Специальные исследования природного комплекса 12

1.2.Геоэкологические исследования в районах нефтяных месторождений 12

  1. Геологическая среда 17

  2. Атмосфера 29

  3. Поверхностные воды 29

  4. Почвы 30

  5. Растительный покров 32

  6. Животный мир 32

Выводы 34

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИС
СЛЕДОВАНИЙ
36

2.1. К общим вопросам методологии исследований 36

  1. Постановка проблемы 36

  2. Объект исследований геоэкологии 37

  3. Предмет исследований геоэкологии 38

  4. Задача геоэкологии при добыче и переработке углеводородного

сырья 41

2.1.5. Геоэкологизация науки, образования и хозяйственной

деятельности 44

2.2. Оценка состояния окружающей среды 48

2.2.1 Принципы оценки 48

  1. Атмосфера 51

  2. Поверхностные воды 52

  3. Геологическая среда (ГС) 53

  4. Растительность и животный мир 62

  5. Техногенные системы и объекты 63

  6. Социальная среда 65

  7. Картографическая оценка состояния ОС 65

2.3. Уязвимость и защищенность ОС к загрязнению 71

  1. Вводные замечания 71

  2. Геоэкологические аспекты типизации территории 76

2.4. Система сквозного геоэкологического мониторинга (СГМ) 78

  1. Основные понятия и определения 78

  2. Геологический блок информационного обеспечения СГМ 79

  3. Геоэкологический блок информационного обеспечения СГМ 83

  4. Технология СГМ 85

Выводы 88

ГЛАВА 3. ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕ
СКОЙ СРЕДЫ
90

3.1. Физико-географические условия 90

  1. Климатические условия 90

  2. Геоморфология и гидрография 93

  3. Ландшафтно-климатическая зональность и высотная поясность 97

3-2. Основные черты геологического строения 101

3.2.1 .Общая характеристика 101

3.2.2. Стратиграфия и литология 107

3.2.3. Современный структурный план основных тектонических элементов 119
Оренбургской области

3.2.4. Нефтегазоносность территории 121

3.3. Гидролого-гидрогеологическая характеристика территории 126

3.3.1. Волго-Камский артезианский бассейн 128

3.3.2, Уральская гидрогеологическая складчатая область 131

Выводы 132

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РЕ
ГИОНА
133

4.1. Роль естественно-исторических процессов в формировании

геологической среды 133

4.1.1. Общие геоэкологические особенности природного комплекса

исследуемой территории 133

4.1.2. Вертикальная зональность земной коры, как основа

геоэкологического районирования 134

  1. Геоэкологические провинции Предуралья 136

  2. Характеристика глубоких горизонтов земной коры 139

4.2. Техногенные факторы формирования геоэкологической среды 145

  1. Вводные замечания 145

  2. Роль УВ в формировании геоэкологической обстановки 146

  3. Техногенные системы и их влияние на ОС 150

  4. Виды воздействия на ОС на разных стадиях освоения

нефтегазовых ресурсов 154

4.2.5. Общая характеристика техногенной нагрузки нефтегазового

комплекса на ОС 157

4.3. Комплексная оценка экологической ситуации 164

  1. Геологическая среда (ГС) 170

  2. Подземные воды 172

Закономерности развития ареалов загрязнения є районах

горнодобывающей промышленности 172

Зональность и качество подземных вод 174

Повышенные содержания нормируемых компонентов

в подземных водах 174

Обеспеченность территории естественными ресурсами

подземных вод 181

4.3.3. Экзогенные геологические процессы 181

4.3.4 Содержание нормируемых веществ в почвах, породах зоны аэрации

и донных осадках 185

  1. Поверхностные воды 188

  2. Атмосферный воздух 192

  3. Состояние растительного и животного мира 193

4.3.8. Радиационно-экологическая обстановка 197

Характеристика аномальной радиоактивности в разрезах скважин 200

Специализированные радиоэкологические исследования 200

Радиационная характеристика подземных и поверхностных вод 202

4.3.9. Состояние социальной среды 204

Выводы 208

ГЛАВА 5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ И РАЦИОНАЛЬНОМУ ИС- 211

ПОЛЬЗОВАНИЮ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

5.1. Научно методические основы перехода к управлению качеством ОС. 211

  1. Основные тенденции техногенной трансформации ОС 211

  2. Защищенность и уязвимость ГС кзагрязнению 213

5.1.3. Ранжирование разрабатываемых месторождений по

воздействию на ОС 213

5.2. Система мониторинга в нефтегазодобывающих регионах 216

  1. Общие положения 216

  2. Разработка моделей сквозного геоэкологического мониторинга площадей, находящихся на разных стадиях освоения нефтегазовых ресурсов 222

  3. Лиманная площадь (поисковый этап) 224

  4. Колганское месторождение (разведочный этап, стадия подготовки месторождения к разработке) 232

  5. Конновское месторождение (стадия разработки) 244

  6. Сквозной геоэкологический мониторинг (СГМ) в сложных геоэкологических условиях 260

  7. Сквозной геоэкологический мониторинг особо охраняемых природных территорий . Бузулукский бор 262

  8. Сквозной геоэкологический мониторинг магистральных продукто-проводов. Пермская область 265

5.3. Основные направления стабилизации геоэкологической ситуации в
нефтегазодобывающих регионах
271

  1. Использование геоэкологических методов на стадии планирования и 271 проектирования

  2. Рекомендации по совершенствованию системы 273 природопользования

Выводы 274

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 277

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 281

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Преобразование геологической среды (ГС) нефтегазоносных районов и техногенное изменение здесь окружающей среды (ОС) достигли в XXI веке таких масштабов, что поставили под вопрос возможность сохранения здорового генофонда населения и природного комплекса. Техногенное изменение ОС приводит к резкому ухудшению ее качества вплоть до состояния непригодного для проживания. Развитие поисково-разведочных работ и длительная эксплуатация нефтяных месторождений привели к нарушению и загрязнению обширных территорий. Среди углеводородов (УВ) наиболее токсичны полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и их галогенпроизводные. Они поступают в ОС из углей, нефтей, горючих газов и продуктов их переработки.

Главной задачей в этих условиях является разработка мероприятий по стабилизации экологической ситуации и обеспечению нормальной жизнедеятельности людей. Поэтому, геоэкологические исследования становятся основой для предотвращения негативных последствий производственной деятельности в нефтегазовой отрасли.

На месторождениях нефти и газа Предуралья ежегодно образуется более 1 млрд. м3 токсичных промстоков. Их обезвреживание превратилось в серьёзнейшую экологическую проблему. Отечественная и зарубежная практика показывает, что наиболее оптимальными вариантами служит их закачка в системы заводнения месторождений, а при отсутствии такой возможности, захоронение в глубокие поглощающие горизонты недр. Нельзя не учитывать, что попутные воды месторождений содержат ценные химические элементы и соединения. Их складирование в недрах сохраняет и формирует ценные источники химического сырья в перспективе. Таким образом, геологизация нефтегазового производства одновременно является важнейшим направлением его экологизации.

Одной из наиболее значимых проблем в нефтегазовой отрасли является оценка ее воздействия на ОС с использованием, как качественных, так и количественных методов оценки. Без такой оценки невозможен научно обоснованный прогноз экологической ситуации в нефтегазоносных районах. Такой прогноз предлагается осуществлять путем использования геологических и геоэкологических моделей в системе технологии сквозного геоэкологического мониторинга (СГМ) (В.Г. Гацков и др., 1992). Разработка и применение технологии сквозного геоэкологического мониторинга обеспечивает переход к управлению качеством ОС в условиях НТР в нефтегазовой отрасли народного хозяйства, что исключительно актуально в настоящее время.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является научное обоснование и практическая реализация комплекса методов геоэкологической оценки геологической среды нефтегазоносных районов в процессе поисков, разведки, эксплуатации и переработки углеводородного сырья.

Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи:

1. Проанализированы результаты геоэкологических исследований в нефтегазоносных
районах Предуралья и на сопредельных территориях.

  1. Оценено геоэкологическое состояние нефтегазоносных районов, находящихся на разных стадиях освоения УВ сырья.

  2. Усовершенствованы методы геоэкологической оценки и районирования нефтегазоносных территорий Предуралья.

  1. Оценена экологическая ситуация и безопасность конкретных месторождений, находящихся на разных стадиях освоения УВ сырья, с учётом природных и техногенных условий и истории развития территории.

  1. Разработаны геологические и геоэкологические модели в системе сквозного геоэкологического мониторинга (СГМ).

6. Разработаны природоохранные мероприятия по стабилизации экологической ситуации и
созданию систем управления этой ситуацией в нефтегазоносных районах.

Основные защищаемые положения:

1. Методология геоэкологических исследований нефтегазоносных районов и объектов,
использует качественные и количественные методы в системе сквозного геоэкологического
мониторинга (СГМ), что позволяет осуществлять комплексный геоэкологический анализ
состояния территории, ее типизацию, и определять степень техногенной загруженности и
уязвимости к загрязнению геологической среды.

Основные аргументы и фактический материал приводятся в 49 опубликованных работах (4, 5, 12, 50, 55, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 66, 67, 68, 71, 72, 75, 76, 78, 80, 81, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 93,95,96,98,100, 101,103, 130, 131,132, 138,210,211,212,215,221,252,253,333,334).

В систематизированном виде, он излагается в главах диссертации 1; 2; 3; 4.

2. Геоэкологическая ситуация нефтегазовых объектов характеризуется интенсивностью и
мощностью проявления исторически накопленного и текущего техногенного изменения
окружающей среды, а также зависит от методов, продолжительности освоения этих объектов и
объемов извлекаемого сырья,

Основные аргументы и фактический материал приводятся в 23 опубликованных работах (4, 5, 35,40, 58, 62, 70, 72, 73, 74, 77, 79, 83, 85, 90, 91, 98, 99, 102, 103, 215, 252, 334).

В систематизированном виде, он излагается в разделе 2.2 и 3 и 4 главах диссертации.

3. Техногенные изменения геологической среды нефтегазовых объектов, находящихся на
разных стадиях освоения углеводородного сырья, определяется на основе разработанных
оценочных геологических и геоэкологических моделей.

Основные аргументы и фактический материал приводятся в 19 опубликованных работах (4, 5, 12, 13, 57, 62, 70, 72, 77, 86, 88, 89, 91, 94, 97, 103, 252, 331, 336).

В систематизированном виде, он излагается в разделе диссертации 5.2.

4. Научно-методический подход по управлению качеством окружающей среды на нефтяных
объектах реализуется в системах сквозного геоэкологического мониторинга с привлечением
экспертных систем и автоматизированных технологий, что стабилизируют экологическую
ситуацию.

Основные аргументы и фактический материал приводятся в 28 опубликованных работах (4, 5, 12, 57, 58, 59, 61, 64, 68, 69, 70, 71, 72, 75, 81, 82, 100, 101, 103, 130, 131, 132, 252, 253, 332, 335).

В систематизированном виде он излагается в разделах диссертации 5.1; 5.3.

Научная новизна

Впервые в Предуралье выполнены геоэкологические исследования нефтегазоносных районов и объектов, базирующиеся на качественных и количественных методах оценок экологического состояния ГС и ОС. Разработана система сквозного геоэкологического мониторинга (СГМ) и методика проведения комплексных дистанционных исследований в различных ландшафтных и тектонических районах Пермской области. Осуществлена комплексная оценка взаимодействия магистральных газопроводов и природной среды, разработана и внедрена первая очередь системы экомониторинга для магистральных газопроводов на территории Пермской области. Осуществлено районирование территории Пермской области по состоянию природной среды на основе материатов космических съемок. Выполнена оценка состояния природной среды на территории деятельности предприятий ОАО "Оренбургнефть". Осуществлена оценка радиационно-экологического состояния ОС в Оренбургской области. Оценено состояние фонда скважин в районе Бузулукского бора на территории Самарской и Оренбургской областей. Создана электронная карта масштаба 1:200000 "Нефтегазовый производственный комплекс Оренбургской области". Выполнена формализация информации по оценке состояния окружающей природной среды на территории деятельности ОАО "Оренбургнефть". Осуществлена комплексная экологически обоснованная оценка прогнозных ресурсов подземных вод для технического водоснабжения объектов нефтедобычи НГДУ "Сорочинскнефть" в пределах центральной части Бузулукской впадины. Разработана методика типизации территории по уязвимости к загрязнению УВ опирающаяся на качественные и количественные показатели. Построена схематическая карта уязвимости территории Предуралья и Урала, на которых выделено шесть типов районов с МПдв,

изменяющимся от <5 т/км" до >100 т/км . Созданы геологические и геоэкологические модели, позволяющие прогнозировать техногенное изменение ГС на нефтегазовых объектах, находящихся на разных стадиях освоения УВ сырья.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработанные методики, модели и схемы районирования ГС Предуралья и сопредельных территорий, автоматизированные технологии сквозного геоэкологического мониторинга (СГМ) использованы при оценках геоэкологических ситуаций и составлении комплектов карт и заключений по перспективным площадям, нефтяным и газовым месторождениям; основные научные положения диссертации внедрены в процессы разработки и реализации технологий рационального природопользования в Пермской и Оренбургской областях, используются при обосновании направлений геологоразведочных работ на нефть и газ в этих регионах, а также при экспертных оценках состояния окружающей среды и недр.

Результаты работы автора используются при разработке учебных пособий и проведении лекционных и практических занятий по геоэкологии, рациональному использованию и охране недр и водных ресурсов для студентов геологических, географических и строительных специальностей в Оренбургском и Пермском государственных университетах.

Работа: "Сквозной геоэкологический мониторинг - технология решения экологических проблем при поисках, разведке и разработке нефтяных месторождений" (соавт. В.З. Хурсик, СЕ. Баканин и др.) удостоена премии имени академика И.М. Губкина, М., 1992г. Серебряных медалей ВДНХ СССР удостоены: "Разработка информационной технологии использования спектральных характеристик аэро- и космофотоматериалов для изучения ландшафтных аномалий в районах добычи нефти и газа (соавт. И.В. Гельфенбуйм, В.З. Хурсик и др,), М., 1990г. и "Комплексирование аэрокосмоэкологических и геолого-геофизических исследований - путь к оптимизации геологоразведочных работ и уменьшению нагрузок на ландшафтно-геохимические системы бассейнов рек" (соавт. И.В. Гельфенбуйм, С.Н. Калабин и др.), М., 1991г.

Исходный материал и личный вклад автора. Фактический материал, положенный в основу работы, автор собирал более 20 лет, работая на предприятиях нефтяной и газовой промышленности в Пермской и Оренбургской областях и осуществляя геолого-геофизические, аэрокосмо-геологические и геоэкологические исследования.

На территории Пермской области в процессе комплексных аэрокосмо-геологических исследований (АКГИ) выполнен (на базе технологии ГИС) интегрированный анализ разномасштабных материалов дистанционного зондирования (МДЗ) совместно с геологическими, геофизическими и ландшафтными данными, позволивший получить количественные характеристики природных объектов и параметры их пространственного распределения, необходимые для решения широкого круга природно-ресурсных задач.

Использованы физико-химические анализы проб воды (2650 проб), почв и грунтов (около 7800), данные по литолого-минералогическому и химическому составу вмещающих пород (647), химические анализы водорастворенньгх и свободных газов (470) и водорастворенного органического вещества (530). Выполнялись также анализы водных вытяжек из почв и грунтов (410) и анализы сточных вод предприятий нефтяной промышленности (212). Рассчитывались и собирались сведения о параметрах водного и химического стока и информация о водно-физических свойствах горных пород. Собраны достаточно подробные сведения об источниках загрязнения ОС, составу нефтепромысловых вод. Исследованы ареалы загрязнения на предприятиях, их площади, изменения во времени и характер связи с источниками загрязнения. Фактический материал собирался и из фондовых источников. Он сводился в единые банки данных. Изучались пути миграции загрязнителей в ОС, в водных потоках, газопьшевых выбросах, продуктах ветровой и водной эрозии. Собирались данные об атмосферных осадках и розах ветров, информация о режимных наблюдениях за водоемами. Пробы почв, воды и грунтов анализировались в стационарных и полевых условиях. Использовался широкий круг аналитических методов, рекомендованный ВСЕГИНГЕО и ГЕОХИ им. В.И. Вернадского: химический, пламенно-фотометрический, приближенно-количественный спектральный, полярографический и масс-спектрометрический. Выполнялись водные вытяжки из почв и грунтов.

Осуществлялся внешний и внутренний контроль анализов. Использовались результаты статистической обработки большого количества анализов с учетом их случайных погрешностей, В Оренбуржье работы заключались: в оценке состояния среды на территории деятельности предприятий нефтегазового комплекса, геоэкологическом картографировании, оценке естественной радиоактивности ГС и ОС, экологически обоснованной оценке ресурсов подземных вод региона для водоснабжения деятельности нефтегазодобывающих предприятий, в разработке автоматизированных технологий СГМ, в обследовании десятков месторождений и площадей с целью их геоэкологической оценки и разработки проектов ОВОС, ПДВ, ПНООЛР. Использованы материалы геологических, гидрогеологических, геоэкологических, геофизических и геологоразведочных работ. Карты в масштабе 1:200000 и 1:500000 сведены в одной легенде для всей территории нефтегазоносного Оренбуржья.

Настоящая работа выполнена лично автором. Во всех исследованиях научно-производственного плана автор принимал непосредственное участие в качестве научного руководителя и ответственного исполнителя. При выполнении исследований автор получал советы и помощь коллег и товарищей по работе. Использовались также данные производственных и научных организаций, проводящих работы по данному профилю на территориях Татарстана, Башкортостана, в Пермском и Оренбургском регионах и на сопредельных территориях. Всем организациям и лицам, материалы которых были использованы в работе, автор выражает свою признательность- Весьма полезными были консультации с д.г-м.н. Т.Я. Деминой, которой автор очень благодарен. Особую признательность автор выражает профессору А.Я. Гаев у за постоянную поддержку и консультативную помощь в период выполнения настоящей работы.

Публикации и апробация работы. Результаты исследований, автора по теме диссертации докладывались и обсуждались на Международных, Всесоюзных, Республиканских и Региональных совещаниях в городах: Владивосток, 1986; Москва, 1986, 1988, 1989, 1991, Пермь, 1989, 1993, 1997, 2003; 2004, Киев, 1989; Оренбург, 1998, 1999, 2003; С-Петербург, 2000, 2001, 2002; Екатеринбург, 2002; Белгород, 2004; Тольятти, 2004; Воронеж, 2004; Томск, 2004.

Всего опубликовано 67 работ и 2 монографии (в соавторстве). Общий объём свыше 20 печатных листов. Защищено на НТС 25 научно-производственных отчётов, разработано более 100 проектов ОВОС, ПДВ и ПНООЛР.

Структура я объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и библиографического списка из 337 наименований. Содержит 296 страниц машинописного текста, 39 рисунков и 38 таблиц.

Подобные работы
Нестеренко Юрий Михайлович
Системообразующие компоненты природы вододефицитных территорий и антропогенные изменения в них (На примере Южного Урала)
Нариманянц Елена Владимировна
Комплексная оценка изменений эколого-геологических условий лессовых территорий на примере Волгодонского промышленного узла Ростовской области
Гольчикова Надежда Николаевна
Негативные геоэкологические изменения на территории освоения месторождений углеводородного сырья : на примере Северо-Западного Прикаспия
Чаловская Оксана Викторовна
Исследование кислотности атмосферных осадков на урбанизированных территориях и оценка изменений, происходящих в компонентах природной среды
Кручинина Людмила Михайловна
Изменения природной среды в районах подземной добычи угля (Южное Приморье, Россия)
Невзоров Вадим Александрович
Комплексный региональный анализ экологической обстановки интенсивно освоенной территории : На примере Южной пригородной зоны г. Ярославля
Шерстобитова Людмила Владимировна
Анализ и оценка экологических рисков территории (На примере поймы р. Томи в пределах Томской области)
Филев Юрий Геннадьевич
Эколого-географическая характеристика качества жизни населения урбанизированных территорий (На примере г. Саранска)
Перязева Елена Георгиевна
Геоэкологическая оценка загрязнения тяжелыми металлами урбанизированных территорий : На примере г. Улан-Удэ
Дорофеев Сергей Вячеславович
Экспрессные методы и мобильные средства контроля загрязнений промышленно-урбанизированных территорий (На примере г. Москвы и Московского региона)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net