Мониторинг подземных вод на территории западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского подземного хранилища газа ОАО «ГАЗСБЫТСЕРВИС»

2



Введение

Горный отвод западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского подземного хранилища газа ОАО «ГАЗСБЫТСЕРВИС» расположен на северной окраине г. Саратова (Рис.1.1.1.). Площадь горного отвода линзы составляет 280,9 га.

Мониторинг подземных вод на территории западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского подземного хранилища газа ОАО «ГАЗСБЫТСЕРВИС» проводился в соответствии с договором № 9 от 10.04.2012 г.

В 2002-2003 г.г. была организована сеть наблюдательных скважин на территории горного отвода западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского ПХГ, состоящая из 11 скважин. Мониторинг подземных вод на территории предприятия ведется постоянно с момента оборудования наблюдательных скважин. На протяжении 2013 года мониторинг включал в себя:

	замеры уровня подземных вод - один раз в полугодие;

	замеры глубин скважин - один раз в полугодие;

	замеры температуры подземных вод - один раз в полугодие;

	прокачку наблюдательных скважин и отбор проб воды на химические анализы подземных вод - один раз в полугодие (в межень и в паводок);

	-	обработку результатов работ и составление технического отчета по результатам мониторинга за 2009-2013 г.г.

	Отбор проб воды на анализы определялся характером производства и согласносанитарным правилам СП 2.1.5.1059-01 «Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения». В связи с тем, деятельность ПХГ связана с периодической закачкой газа в глубокие горизонты, с последующим их извлечением для подачи потребителю, в процессе мониторинга отбирались пробы воды на определение газовой составляющей и метанола, добавляемого в газ при его доставке до места хранения.

Химические анализы проб воды производились в лабораториях ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области», ООО «Терра».

Источник финансирования – средства ОАО «Газсбытсервис».

Отчет предоставлен в фонды на общих основаниях.





























































1.Физико-географические и климатические условия

Рельеф и гидрография



Территория западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского подземного хранилища газа ОАО «ГАЗСБЫТСЕРВИС» расположена, на территории Ленинского района г. Саратова (193,4 га) и Саратовского района (87,5 га) в 19,0 км к северо-западу от Волгоградского водохранилища. Площадь горного отвода линзы составляет 280,9 га.

В геоморфологическом отношении территория линзы охватывает водораздельное пространство р. Курдюм и овр. Утешев, и частично пойму р. Курдюм. 

Абсолютные отметки поверхности земли колеблются от 55,0-60,0 м в долине р.Курдюм до 80,0-85,0 м на водоразделе.

Гидрографическая сеть участка работ представлена p.p. Курдюм и Елшанка, относящимися к бассейну р. Волга (Волгоградское водохранилище). Русла рек сильно извилистые, заболоченные, зарегулированы плотинами и дамбами, создающими систему прудов, заполняемых в основном талыми водами. Питание рек в основном осуществляется за счет атмосферных осадков. Вскрытие рек происходит в конце марта, продолжительность ледохода - 1-7 дней.

1.2.Климат



Климат района характеризуется резкой континентальностью, жарким, засушливым летом, холодной малоснежной зимой. По многочисленным данным среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца - июля - плюс 25,2°С, самого холодного - января - минус 10,4 °С. Продолжительность безморозного периода 137-143 дней. Максимальные температуры по многочисленным наблюдениям приходятся на июль-август (плюс 38-40 °С).

Зима холодная, суровая, с сильными ветрами. Устойчивые морозы наступают в конце ноября, прекращаются в середине марта. Средняя продолжительность их достигает 109-112 дней, нередки оттепели. Устойчивый снежный покров образуется в начале декабря и сходит в начале марта. Высота снежного покрова в среднем за зиму достигает 24 см.

Средняя плотность снега 0,22-0,28 г/см3. Средний запас воды в снеге - 61-77 мм. Глубина промерзания почвы колеблется от 73 до 124 см.

Весна непродолжительная, с быстрым нарастанием температуры воздуха. Последние заморозки отмечаются в конце апреля - начале мая.

Лето наступает рано, с середины мая устанавливается солнечная, сухая погода. Максимальные температуры воздуха (до плюс 40 °С) сопровождаются сильными ветрами и засухой. Испарение в 1,5-2 раза превышает количество выпавших осадков.

Осень теплая, понижение температур происходит медленно, средняя температура октября - плюс 5-6 °С. Абсолютная влажность воздуха изменяется мало, среднегодовая величина ее составляет около 8,3 мб, относительная влажность воздуха около 70%.

Наибольшее количество осадков выпадает в теплое время года (с апреля по октябрь). В летний период часты суховеи. Преобладающее направление ветра северо-западное и северо-восточное. Средняя скорость ветра в зимний период достигает 3,6-5,4 м/с, летом во время суховеев достигает 15 м/с.

Климатические показатели 2013 года (по данным метеостанции Саратов Южный)

Таблица 1.2.1.



Осадки, мм

Температура, °С

Дефицит влажности, мб

Высота снежного покрова, мм





Средняя месячная

ср.

многол.

Средняя месячная

ср.

многол.









1

2

3

4

4

5

6

Январь

38

91

-9,0

-14,2

-

31

Февраль

32

66

-9,0

-5,4

-

48

Март

27

45

-3,0

-8,1

-

55

Апрель

29

23

8,1

18,2

7

	-

Май

36

18

15,9

24,2

14

-

Июнь

42

17

20,4

27,8

15,6

-

Июль

44

21

22,2

26,7

16,3

-

Август

38

1

20,8

16,6

13,3

-

Сентябрь

41

20

14,4

4,9

7,6

-

Октябрь

36

58

6,4

4,7

4,3

-

Ноябрь

43

62

-1,0

-3,1

1,3

-

Декабрь

38

39

-6,7

-8,7

-

0,3





1.3. Экономика района

Район работ в административном плане относится к г. Саратову, который является крупным промышленным и культурным центром Поволжья. Здесь сосредоточено большое количество предприятий авиационной, машиностроительной, металлообрабатывающей, электронного приборостроения, химической, легкой и пищевой промышленности. В пределах г. Саратова и его окрестностей разрабатывается большое количество месторождений различных полезных ископаемых:

	нефть и газ разрабатываются на Соколовогорском и Гусельском месторождениях;

	вблизи пос. Северный и Семхоза, восточнее аэропорта разрабатываются пески;

	глины добываются в 3-х карьерах к северу от среднего течения р. 2-я Гуселка и восточнее пос. Елшанка.

Город является крупным транспортным узлом юго-востока Европейской части России.


2. Характеристика объекта загрязнения



Промышленная эксплуатация выработанных залежей тульского и бобриковско-кизеловско-черепетского горизонтов в качестве подземных хранилищ начата с 1966 года.

Елшано-Курдюмское ПХГ обеспечивает регулирование сезонной неравномерности газопотребления г. Саратова и центральных районов России.

Работа ПХГ носит цикличный характер и заключается в закачке газа в газохранилище с апреля по июль (для тульского горизонта), в сентябре (для бобриковско-кизельско-черепетского горизонта) и отборе газа, который начинается в ноябре (бобриковско-кизельско-черепетском горизонте), январе (тульский горизонт) и продолжается по март. Количество отбираемого газа зависит от потребности. Максимальный месячный объем отбора газа приходится на декабрь - январь для бобриковско-кизеловско-черепетского горизонта, на январь-февраль - для тульского.

Негативное влияние на геологическую среду оказывают производственная и хозяйственная деятельность всей инфраструктуры, находящейся в пределах горного отвода. В настоящее время Елшано-Курдюмское ПХГ, которое эксплуатируется подразделением «Югтрансгаз»- Елшанской станцией подземного хранения газа, представляет собой объект, состоящий из 141 эксплуатационной скважины, подключенных к четырем газосборным пунктам.

На рассматриваемой территории находятся 5 эксплуатационных скважин ОАО «Газсбытсервис», которые в той или иной степени являются источниками загрязнения геологической среды.

В настоящее время газ в газохранилище поступает из Уренгоя. Газ чистый, с малым количеством влаги и механических примесей. Однако, во время транспортировки газа по межкоммуникационным трубопроводам, на ЛПУ в него добавляют метанол (этиловый спирт - ПДК -3,0 мг/дм3) для препятствия гидратообразования пробок. Таким образом, до ПХГ газ доходит с примесью метанола. Газ закачивается в пласты, где помимо метанола присутствуют примеси нефтяной эмульсии, оставшейся частично от выработки нефтяных пластов. Кроме того, при отборе газа из газохранилища выносится высокоминерализованная пластовая вода.

При отборе газа для дальнейшей подачи потребителю, он извлекается с примесью нефтяной эмульсии, метанола и попутной высокоминерализованной пластовой воды. Для доведения газа до нужной кондиции в него добавляется диэтилметанол, который служит как адсорбент нефтепродуктов и повышенной влажности.

Кроме вышеперечисленного, в процессе работы подземного хранилища газа, образуются сточные воды, которые можно подразделить на хозяйственно-бытовые и промышленные.

Хозяйственно-бытовые стоки характеризуются стабильностью объемов и химического состава. Сброс их осуществляется в городскую канализацию.

Промышленные стоки образуются в процессе технологического цикла отбора газа.




3. Геологическое строение территории



В геологическом строении изучаемой территории принимают участие отложения каменноугольной, юрской и четвертичной систем.

Каменноугольная система Средний отдел

Средний отдел каменноугольной системы включает в себя отложения башкирского и московского ярусов.

Отложения башкирского яруса (мелекесский горизонт) на изучаемой территории распространены повсеместно. Литологически они представлены буровато-серыми, мелкокристалическими известняками с прослоями глин, алевритов и песчаников.

Выше по разрезу залегают отложения московского яруса в составе верейского, каширского, подольского и мячковского горизонтов. Отложения верейского горизонта представлены зеленовато-серыми, тонкослоистыми, песчанистыми глинами, с прослоями песка, песчаника и известняка. Отложения каширского горизонта - доломитизированные известняки с прослоями доломитов и глин, которые сменяются буровато-серыми, окремнелыми известняками подольского горизонта.

Мячковский горизонт на рассматриваемой территории имеет повсеместное распространение и представлен буровато-серыми, закарстоваными, выщелоченными известняками с прослоями доломитов, глин и песчаников.

Общая мощность отложений среднего карбона составляет 440,0 м.

Юрская система Средний отдел

Разрез среднего отдела юрской системы на рассматриваемой территории представлен байосскимярусом.

Эти образования на территории изучения распространены повсеместно. Залегают они на среднекаменноугольных закарстованых, выщелоченных известняках и доломитах, перекрываются - отложениями четвертичного возраста, различными по генезису.





























































В нижней части разреза наблюдается наличие «базального слоя», литологический состав которого не выдержан по площади и в разрезе. В основании слоя отмечается наличие конгломератов, состоящих из гальки известняка на глинистом цементе. Выше по разрезу залегают зеленовато-серые пески с прослоями глин и алевритов. Мощность слоя составляет 10-12 м.

Далее пески сменяются зеленовато-серыми до бурых, тонкослоистыми, плотными, в верхней части разреза трещиноватыми глинами. В интервале от 12 до14 м, а также от 22 до 28 м глинистые отложения становятся более песчанистыми и литологически представлены мелко-тонкозернистыми, глинистыми песками.

Мощность песчано- глинистой толщи 50,0 м. Общая мощность байосского яруса 62,5 м.

Четвертичная система

Четвертичные образования покрывают значительную часть территории. По генезису выделяются аллювиально-пролювиальные, пролювиально-делювиальные, аллювиально-делювиальные и аллювиальные образования.

Среднее и верхнее звено

Аллювиально-пролювиальные отложения средне-верхнечетвертичного звена распространены на востоке территории. Литологически представлены бурыми, тугопластичными суглинками, в нижней части прослой светло-серого, глинистого песка с включением гравийно-галечного материала. Мощность отложений достигает 7,0-10,0 м.

		Пролювиально-делювиальные	отложения	вернечетвертично-современного звена развиты на большей части территории исследования и слагают отдельные участки склонов долины р. Курдюм. Эти образования представлены зеленовато-серыми суглинками, в нижней части глинистыми, тонкозернистыми песками. Мощность их 10,0-12,0 м.

Аллювиальные верхнечетвертично - современные образования распространены в центральной части участка работ и слагают пойму реки Курдюм. В литологическом отношении представлены суглинками от серых до бурых, ожелезненными, песчанистыми. Мощность этих отложений составляет 10-12 м.



Современное звено

Аллювиально-делювиальные отложения современного звена распространены на юге территории по руслу оврага Утешев. Представлены они серовато-бурыми, желто-бурыми, пластичными суглинками. Мощность этих образований не превышает 5,0 м.



4.Гидрогеологические условия



По условиям питания, составу водовмещающих пород, скорости водообмена, гидрохимическому режиму и возрасту на территории исследования выделяются:

	зона аэрации

	водоносный верхнечетвертичный - современный аллювиальный горизонт;

	водоносный верхнечетвертичный - современный пролювиально-делювиальный горизонт;

	водоносный средне - верхнечетвертичный аллювиально-пролювиальный горизонт;

	относительно-водоносный байосский горизонт;

	водоносный байосский горизонт;

	водоносный среднекаменоугольный комплекс.

Зона аэрации охватывает верхние слои пород от поверхности до уровня грунтовых вод. На территории горного отвода западной линзы тульского горизонта Елшано-Курдюмского ПХГ она сложена различными по генезису и возрасту породами. Через зону аэрации происходит питание водоносных горизонтов четвертичного возраста различного генезиса. В самой верхней части она представлена почвенно-растительным слоем мощностью 0,5 м. Ниже по разрезу отмечаются суглинки бурые, зеленовато-серые, тугопластичные, местами ожелезненные. Они сменяются глинистыми тонкозернистыми песками, аллювиально-пролювиального и пролювиально-делювиального генезиса. Мощность зоны аэрации изменяется от 0,37 до 7,91 м.

Водоносный верхнечетвертичный - современный аллювиальный горизонт распространен в долине реки Курдюм. Водовмещающими породами являются суглинки от серых до бурых, ожелезненные, песчанистые. Мощность водовмещающих пород на рассматриваемой территории достигает 10,0 м. Подстилающими породами являются глины байоского яруса. Горизонт безнапорный. Уровень подземных вод устанавливается на глубине 0,37 - 2,5 м. Дебиты наблюдательных скважин не превышают 0,17 л/спри понижении уровня до 6,13 м. Химический состав подземных вод характеризуется преобладанием в них катионов магния и хлоридного аниона. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и частично за счет перетоков из других горизонтов. Расходование подземных вод происходит путем оттока в р.Курдюм, которая впадает в Волгоградское водохранилище, а также за счет испарения и транспирацию.

Водоносный верхнечетвертичный - современный пролювиально-делювиальный горизонт развит на склонах долины р. Курдюм (скв.1,6). Водовмещающие породы представлены глинистыми, тонкозернистыми песками, на северо-востоке территории они сменяются зеленовато-серыми суглинками. Мощность их - 2,5-7,5 м. Подстилающими породами являются глины байоского яруса. Горизонт безнапорный. Уровень устанавливается на глубине от 1,5 до 3,0 м. Дебиты скважин колеблются в пределах 0,11-0,15 л/с, при понижении уровня на 5,25 - 5,86 м. По химическому составу воды горизонта хлоридно-сульфатные с преобладанием катиона натрия. Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков. Разгрузка происходит в естественные дрены, каковыми являются овр. Утешев и р. Курдюм. Горизонт на рассматриваемой территории практического значения не имеет.

Водоносный средне-верхнечетвертичный аллювиально-пролюви-

альный горизонт развит на водораздельном пространстве р.Курдюм и овр. Утешев в восточной части западной линзы тульского горизонта (скв.5). Водовмещающие породы представлены светло-серыми, глинистыми песками с включением гравийно-галечного материала. Мощность достигает 2,5 м. Снизу они подстилаются глинами байосского яруса. Горизонт безнапорный с глубиной до уровня от 7,0 до 7,5 м. Дебит наблюдательной скважины составил 0,133 л/с, при понижении уровня на 4,48 м. В подземных водах горизонта преобладают катионы натрия и анионы хлора. Питание осуществляется за счет атмосферных осадков и путем перетока из других горизонтов. Разгрузка происходит в овр. Утешев и р. Курдюм, с последующим стоком вод в Волгоградское водохранилище.

Относительно-водоносный байосский горизонт развит повсеместно (скв. 7-9). Водовмещающие породы залегают на одновозрастных темных, бурых, плотных глинах. Мощность их составляет порядка 30,0 м. Перекрываются они также одновозрастными глинами, мощностью 15,0 м.

Водовмещающие породы представлены серыми с зеленоватым отливом мелкозернистыми, глинистыми песками, мощность которых составляет 6,0- 7,0 м. Горизонт напорный. Уровень подземных вод появляется на глубине 20,0-22,5 м, а устанавливается на глубине - 2,5 - 13,4 м. Дебит скважин составляет 2,8-4,0 л/спри понижении уровня на 13,65 - 23,17 м. Химический состав подземных вод характеризуется наибольшим содержанием анионов хлора и катионов натрия. Питание осуществляется за счет перетока подземных вод из нижележащих горизонтов. Практического значения горизонт не имеет.

Водоносный байосский горизонт имеет региональное распространение. Подстилающими отложениями являются доломитизированные, трещиноватые известняки, перекрывается горизонт одновозрастными глинами, являющимися региональным водоупором. Нижний водоупор отсутствует. Водовмещающие породы представлены конгломератами, состоящими из гальки известняка на глинистом цементе переходящие вверх по разрезу в грубые пески с прослоями глин и алевритов. Мощность слоя составляет 10-12 м. Горизонт напорный с установлением уровня на глубине 13,40 м. Минерализация изменяется от 2,8-10,4 г/дм3. Воды относятся к минеральным, с повышенным содержанием брома, бора, сероводорода. Питание горизонта осуществляется за счет перетока из нижележащего водоносного комплекса, с которым существует гидравлическая связь.

Водоносный среднекаменоугольный комплекс на территории наблюдений распространен повсеместно (скв. 10,11). Водовмещающими породами являются буровато-серые, закарстованые, выщелоченные, трещиноватые известняки с прослоями доломитов, глин и песчаников. Верхний водоупор отсутствует; воды комплекса гидравлически связаны с водоносным байосским горизонтом. Воды среднекаменоугольного комплекса высоконапорные. Уровень подземных вод устанавливается на глубине 7,5-8,0м и менее вплоть до сомоизлива. Воды комплекса относятся к минеральным, характеризуются преобладанием хлоридного аниона и катиона натрия. Питание комплекса происходит в местах выхода его на поверхность за пределами участка исследования. Данный водоносный комплекс имеет большое практическое применение. Воды комплекса лечебные, с повышенным содержанием сероводорода, брома, бора. За многолетний период эксплуатации изменений в химического состава минеральных вод не отмечено. Используются для лечения сердечно-сосудистой системы, нервной системы, костно-мышечной системы и соединительных тканей, гинекологических болезней, эндокринной системы, расстройства питания и обмена веществ и др........................