Эколого-геофизические исследования техногенного воздействия калужского подземного хранилища газа на компоненты окружающей среды

Общая характеристика работы.

Актуальность настоящей диссертационной работы определяется возросшими за последнее десятилетие требованиями по охране окружающей среды при сооружении и эксплуатации подземных хранилищ газа. Эти требования обязывают природопользователей разрабатывать систему мониторинга для проведения контрольных наблюдений состояния компонентов природной среды, необходимых и достаточных для оценки воздействия газового хранилища на окружающую среду и обеспечения заинтересованных организаций оперативной и прогнозной информацией. Подземные хранилища газа (ПХГ) создаются по возможности в пределах промышленных районов в непосредственной близости от крупных экономических и социальных центров. Данное обстоятельство усугубляет требования к экологической безопасности объектов и ставит необходимость перехода от эпизодического контроля к непрерывному мониторингу параметров окружающей среды. Такая необходимость определяется многократным увеличением каналов возможных утечек газа, поскольку, плотность сетки эксплуатационных скважин ПХГ на порядок выше, чем на газовых и нефтяных месторождениях.

Цель работы

Целью работы является оценка и прогноз техногенного воздействия Калужского подземного газохранилища на окружающую среду, а также разработка целевого эколого-геофизического комплекса для выполнения такой оценки.

Основные задачи

При достижении указанной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Обобщение и анализ априорной геофизической геологической, гидрогеологической информации об объекте исследований.

2. Проведение физико-геологического районирования территории горного отвода КПХГ и построение физико-геологических моделей (ФГМ) Калужского ПХГ.

3. Выявление экологически значимых аномалий геофизических полей и параметров, возникающих в пределах газовмещающей и надпродуктивной толщи в процессе эксплуатации КПХГ.

4. Построение априорных эколого - геофизических моделей (ЭГМ) источников и видов техногенного воздействия КПХГ на компоненты окружающей среды (ОС).

5. Выполнение комплексной оценки техногенного воздействия КПХГ на окружающую среду.

6. Разработка прогнозных эколого-геофизических постоянно действующих моделей (ПДМ) техногенного воздействия КПХГ на компоненты окружающей среды.

7. Прогноз динамики техногенного воздействия Калужского ПХГ на окружающую среду.

8. Разработка практических рекомендаций по оптимизации комплекса эколого-геофизических исследований при проведении мониторинга окружающей среды на Калужском ПХГ.

Научная новизна работы

1. Выявлены особенности геолого-гидрогеологического строения Калужского подземного хранилища газа, определяющие техногенное воздействие эксплуатируемого газохранилища на окружающую среду.

2. Выявлены экологически значимые аномалии геофизических полей и параметров, возникающие в пределах газовмещающей и надпродуктивной толщ в процессе эксплуатации КПХГ.

3. Выполнено физико-геологическое районирование территории горного отвода КПХГ и построены физико-геологические модели пяти областей КПХГ с различными геологическими, тектоническими, гидрогеологическими условиями, определяющими особенности воздействия газохранилища на окружающую среду.

4. Построены априорные эколого-геофизические модели (ЭГМ) источников и видов техногенного воздействия КПХГ на компоненты окружающей среды.

5. Выполнена комплексная оценка техногенного воздействия КПХГ на компоненты окружающей среды.

6. Построены прогнозные эколого-геофизические постоянно действующие модели и дан прогноз динамики техногенного воздействия эксплуатируемого КПХГ на окружающую среду.

7. На основании предлагаемых моделей разработаны практические рекомендации по составу и условиям применения целевого эколого-геофизического комплекса для повышения эффективности изучения техногенного воздействия КПХГ на окружающую среду.

Основные защищаемые положения

Автором защищаются следующие основные положения:

1. Эксплуатация подземных хранилищ газа и элементов их инфраструктуры приводит к возникновению экологически значимых аномалий геофизических и геохимических полей и параметров, наблюдение за которыми может использоваться для оценки влияния газохранилища на окружающую среду.

2. Эколого-геофизические (ЭГМ) модели источников и видов техногенного загрязнения, построенные на основе комплексного представления уровней и пространственных параметров геофизических и геохимических аномалий, а также комплексные прогнозные постоянно действующие модели (ПДМ) Калужского ПХГ позволяют оценить техногенное воздействие газохранилища и его инфраструктуры на компоненты окружающей среды.

3. Эколого-геофизическая эффективность оценки воздействия Калужского ПХГ на окружающую среду может быть повышена за счет включения в целевой эколого-геофизический комплекс дистанционных, наземных, аквальных и скважинных методов, применение которых позволит детализировать пространственные параметры и интенсивность техногенного загрязнения.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в разработке методики комплексной интерпретации геофизических, геологических, гидрогеологических и гидрохимических данных и целевого эколого-геофизического комплекса для оценки состояния компонентов окружающей среды на эксплуатируемом газохранилище. Разработанная методика и предложенный целевой комплекс могут найти непосредственное применение при построении системы экологического мониторинга на подземных газохранилищах созданных в водоносных пластах.

Апробация результатов исследований и публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 работа в издании, рекомендованном ВАК РФ, а так же 4 работы в сборниках тезисов и докладов на конференциях. Основные положения диссертационной работы были представлены на научных семинарах в МГУ им. М.В. Ломоносова, конференции <Ломоносов - 2005>, на первой Международной конференции <Актуальные проблемы экологической геологии>. (ЭКОГЕОЛОГИЯ - 2005) и четвертой Международной конференции ЭКОГЕОЛОГИЯ - 2008.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает введение, шесть глав, заключение и список литературы, включающий 96 наименований. Объем работы составляет 157 страниц. Материалы диссертации проиллюстрированы 31 рисунком, 17 таблицами и 5 приложениями.

Благодарности

Работа выполнена на кафедре геофизических методов исследования земной коры геологического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова в период обучения в аспирантуре под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора В.А. Богословского, которому автор выражает свою искреннюю благодарность.

Автор с искренней признательностью отмечает особое внимание к работе доктора геолого-минералогических наук, профессора В.К. Хмелевского, кандидата геолого-минералогических наук Б.А. Никулина, кандидата физико-математических наук Д.К. Большакова.

Автор выражает признательность Е.В. Ивановой за участие в оформлении рукописи и сопутствующей документации.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам Калужского и Щелковского управления ООО <Газпром ПХГ> и лично начальнику управления, кандидату физико-математических наук А.П.Зубареву.