Мингбоев

Секция №6, устный доклад
УДК 556.388(575.11+575.13)
ИЗУЧЕНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.
К.Р. Мингбоев
ГП «Институт ГИДРОИНГЕО», Ташкент, Узбекистан
qodirjon2004@mail.ru
В статье описываются результаты экспериментов изучения удельного электрического
сопротивления при нефтяном загрязнении геологической среды в галечниковых и гравийных
отложениях.
Ключевые слова: нефтяного загрязнения, геологическая среда, геофизические методы,
галечниковые и гравийные отложения , электрическое сопротивление, шурф, электрическое
профилирование, коэффициент вариации.
Нефтяное загрязнение геологической среды является одним из самых серьезных
экологических бедствий природы. Последнее время это проблема остро стоит перед всеми
странами мира, использующими нефтепродукты. Число случаев нефтяного загрязнения за
последние 20-25 лет сильно возросло. Как правило, подобные утечки, на первый взгляд,
происходят незаметно, так как они не разливаются по поверхности земли, а просачиваются в
зону аэрации, доходят до уровня грунтовых вод, и затем по потоку распространяются по
территории. Поэтому проходит много лет, прежде чем нефтяное загрязнение, развившееся у
того или иного промышленного объекта становится неоспоримым фактом и предпринимаются
меры к его ликвидации.
В Узбекистане имеется ряд объектов (заводы, нефтебазы), в основания которых сложены
гравийно-галечниковыми отложениями. Они характеризуются высокими скоростями
фильтрации жидких продуктов. Как правила удельное электрические сопротивления этих
пород имеют высокие значения (250-550 Ом.м).
С целью изучения характера изменений удельных сопротивлений при различных типах
нефтезагрязнителей (нефть, солярка, бензин) в вышеуказанных геологических условиях были
проведены эксперименты путем проведения натурного моделирования. Для этого были
пройдены шурфы сечением 2 х 2 м и глубиной 4м. шурфы были заполнены гравийногалечниковыми отложениями. Отсыпка галечника осуществлялась путем послойного
уплотнения и достижения объемного веса скелета порядка до 1,8-2,1 г/см3. Фракционный
состав галечника составил: 20 % > 40 мм, 29 % - 10-40 мм, 51 % < 10 мм. В средней части
заполненного галечником шурфа была выполнена наливная лунка сечением 0,5 х 0,5 м и
глубиной 0.5 м., куда наливался нефтепродукт.
До начала опытов определена влажность галечниковых отложений. Влажность пород (W)
составила, %: 2,8 (1ч2 м); 3,1 (3 м); 2,9 (4 м). Определены коэффициент фильтрации этих
отложений – 3,68 м/сут, а также фоновые геоэлектрические показатели и содержание
изучаемых фракций НП в грунтах зоны аэрации.
Мощностью 25 см, уровень которого постоянно поддерживался путем подлива.
В процессе отсыпки галечника вдоль оси шурфа была установлена вертикальная
электроразведочная коса длиной 4 м. с кольцевыми электродами, размещенными через 25 см.
Измерения проводились методом вертикального электрического профилирования по способу
Веннера. Для выявления изменений сопротивления использовали коэффициент вариации,
который определяется по формуле Кв = ρкt/ρкф, где ρкt – кажущееся сопротивление,
измеренное в момент времени t, ρкф – кажущееся сопротивление, измеренное перед
проведением опыта.
Натурное моделирование проводилось в трех шурфах. В одном шурфе проводились
наливы нефти, в другом – бензин, в третьем – солярка.
Общий объем налитой нефти составил 200 л., скорость просачивания ее составляло 4,04,5 л/мин. Объем бензин – 240 л., скорость просачивания составляло 75-80 л/мин. Объем
солярки 240 л., скорость просачивания составляло 5,0-5,5 л/мин.
Результаты
опытов с
нефтью
показали, что сначала коэффициенты
вариаций увеличиваются на 1,1, а затем
снижают в течение 72 сут на 0,5, что
равняется 50% от фонового удельного
сопротивления. Причем значительное
падение сопротивлений наблюдалось в
интервале глубины 0,5-2 м (рис. 1).
В шурфе, где опыты проводились
наливом бензина объемом 240 л, скорость
просачивания – 75-80 л/мин, в течение 48
сут наблюдается моно тонное падение
коэффициента вариаций на 0,8, затем
резкое снижение до 0,6. Это говорит о
том,
что
удельное
сопротивление
уменьшилось до 40%. После 89 сут от
начала налива существенных изменений
сопротивлений не наблюдается.
1 цикл - через 30 мин; 2 цикл - через 7 сут;
При наливе солярки для глубина 1,6
3 цикл - через 35 сут; 4 цикл - через 72 сут.
м, приведены цикличные значения, от Рис. 2. График коэффициента вариаций
первоначального до 279 сут. Опыты сопротивлений по глубине в процессе налива
показали, что резкое снижение удельных нефти на полигоне Янгибазар.
сопротивлений до 40% наблюдается уже
через 30 мин от начала налива, в течение 62 сут они существенно не меняются, после 279 сут
коэффициент вариации от 1 падает до 0,3, это значит, что удельные сопротивления снижаются
до 70% от первоначального.
Свежее нефтяное загрязнение создает в грунте аномалию высокого сопротивления, но в
зоне аэрации под влиянием кислорода и нефтеперерабатывающих бактерий в течение 4-12
месяцев аномалия приобретает низкое сопротивление относительно вмещающего грунта [1].
Главная трудность в применении метода сопротивлений это невысокий контраст аномалий как
свежего так и зрелого нефтяного загрязнения, из-за чего возникает проблема, как отличить
аномалии сопротивления, вызванные изменениями влажности грунта, литологического состава
(в отдельных случаях – аномалиями в солености подземных вод) от аномалий, вызванных
нефтяным загрязнением [2].
Таким образом, проведенные опыты исходя из созданной геологической условией
исключает аномалии сопротивление вызванные изменениями влажности грунта,
литологического состава и др.
Нами опыты с наливом различных типов углеводородов показывал, согласуясь с
мнениями авторов, что свежие нефтепродукты в грунте создал аномалию повышения
сопротивления, но в зоне аэрации через 7-30 суток после налива наблюдается аномалия низкое
сопротивление относительно вмещающего грунта [3]. Зависимо от фракционного состава
нефтепродуктов по разному влияют на характер изменения удельных сопротивлений в
галечниковых отлажениях. Общим для них является то что они в течении определенного
времени резко снижают значения удельных сопротивлений порядка до 50-70 % от
первоначального.
Литература
1. Шевнина В.А., Модина И.Н. Геологическое обследование предприятий нефтяной
промышленности. М.: РУССО, 1999. – 511 с.
2. Пустозеров М.Г. Комплекс геофизических методов для изучения
углеводородного
загрязнения геологической среды // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология,
геокриология. – 2001. – 4: С.375-384.
3. Мингбоев К.Р. Комплексирование методов оценки загрязнения подземных вод
нефтепродуктами // автор. дисс. на соис. учен. степ. канд. геол.-мин. наук. -С. 23.