Тематический рубрикатор статей

Георесурсы Т.19.№3.2017
Стр.
Скачать статью

К вопросу об экологических последствиях горизонтального бурения сланцев в связи с их обогащенностью микроэлементами

С.А. Пунанова1, Д. Нукенов2

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.19.3.15

239-248
rus.
eng.

open access

Under a Creative Commons license

Рассмотрены приоритетные направления горизонтального бурения сланцевых формаций в США (Баккен, Барнетт, Монтерей и др.). Отмечен рост и дальнейшее развитие этого вида бурения на территории распространения сланцевых плеев США и других стран, а также на продуктивные горизонты севера Западной Сибири. При довольно подробном освещении в отечественной и зарубежной литературе всех плюсов и минусов сланцевых проектов горизонтального бурения, и, в частности, негативных экологических последствий применения гидроразрыва пласта (ГРП), практически не затрагивается проблема, связанная с высоким содержанием в сланцах и нефтях металлов и неметаллов. Причем значительное количество из них относится к категории потенциально токсичных микроэлементов (МЭ), опасных для среды обитания. В статье приведены средние содержания МЭ в горючих и черных сланцах различных сланценосных бассейнах мира, отмечены концентрации ряда элементов, значительно превышающие в сланцах кларковые содержания для глинистых пород. Показаны высокие концентрации ряда элементов в Кендерлыкских сланцах Республики Казахстан, доманиковых отложениях Волго-Уральского нефтегазоносного бассейна (НГБ), а также некоторые особенности распределения в нефтях и сланцах радиоактивных элементов и ртути. Выброс токсичных элементов значительно увеличивается при тепловом воздействии на пласт и некоторых процессах переработки углеводородов (УВ). При ГРП возможно попадание токсичных элементов как из сланцев, так и из содержащихся в них нафтидов в окружающую среду. При проведении работ по горизонтальному бурению, как и при любых других процессах воздействия на пласт, необходимо проведение дополнительных исследований по оценке МЭ состава сланцевых формаций и МЭ состава содержащихся в них УВ для мониторинга экологических процессов.

Ключевые слава: горизонтальное бурение, экология, сланцевые формации, микроэлементы, потенциально токсичные элементы, радиоактивные элементы, ртуть

  • Абрамова О.П., Абукова Л.А. Глинистые толщи осадочных бассейнов – генераторы нафтидо- и рудообразующих флюидов. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Материалы Всерос. науч.-практич. конф. Отв. ред. А.Ф. Сафронов. Якутск: Ахсаан. 2015. С. 9-11.
  • Аверьянова О.Ю. Нефтегазовые системы сланцевых материнских формаций. Автор. дисс. канд. геол.-мин. наук. Санкт-Петербург. 2015. 25 с.
  • Виноградов А.П. Закономерности распределения химических элементов в земной коре. Геохимия. 1956. № 1. С. 6-52.
  • Гольдберг И.С., Мицкевич А.А., Лебедева Г.В. Углеводородно-металлоносные провинции мира, их формирование и размещение. Проблемы оценки ресурсов и комплексного освоения природных битумов, высоковязких нефтей и сопутствующим им металлов. Л.: ВНИГРИ. 1990. С. 49-60.
  • Двенадцатова Т.И. Экологическая изнанка сланцевой революции: риски, запреты и перспективы. Нефть, Газ и Право. 2015. № 6. С. 36-46.
  • Дмитриевский А.Н., Высоцкий В.И. Сланцевый газ – новый вектор развития мирового рынка углеводородного сырья. Газовая промышленность. 2010. № 8. С. 44-47.
  • Занин Ю.Н., Замирайлова А.Г., Эдер В.Г. Закономерности распределения некоторых элементов в различных типах пород баженовской свиты. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Материалы Всерос. науч.-практич. конф. Отв. ред. А.Ф. Сафронов. Якутск: Ахсаан. 2015. С. 128-132.
  • Зуева И.Н., Чалая О.Н., Каширцев В.А., Глязнецова Ю.С. Калинин А.И. О возможности использования высокоуглеродистых пород куонамской формации как комплексного минерального сырья. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Материалы Всерос. науч.-практич. конф. Отв. ред. А.Ф. Сафронов. Якутск: Ахсаан. 2015. С. 133-137.
  • Иванов Н.А. Сланцевая Америка: энергетическая политика США и освоение нетрадиционных нефтегазовых ресурсов. М.: Магистр. 2014. 304 с.
  • Клер В.Р., Ненахова Ф.Я., Сапрыкин Ф.Я. и др. Металлогения и геохимия угленосных и сланцесодержащих толщ СССР. Закономерности концентрации элементов и методы их изучения. М.: Наука. 1988. 256 с.
  • Оздоев С.М., Цирельцон Б.С. Горючие сланцы Казахстана. Нефть и газ. 2014. № 1. С. 25.
  • Сафронов А.Ф. Апвеллинг как один из факторов формирования горючесланцевых формаций. Черные сланцы: геология, литология, геохимия, значение для нефтегазового комплекса, перспективы использования как альтернативного углеводородного сырья: Материалы Всерос. науч.-практич. конф. Отв. ред. А.Ф. Сафронов. Якутск: Ахсаан. 2015. С. 63-68.
  • Справочник по геохимии нефти и газа. Под ред. С.Г. Неручева. СПб: Недра. 1998. 576 с.
  • Суханов А.А., Якуцени В.П., Петрова Ю.Э. Оценка перспектив промышленного освоения металлоносного потенциала нефтей и возможные пути его осуществления. Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2012. Т. 7. № 4. http://www.ngtp.ru/rub/9/56_2012.pdf
  • Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти. М.: Мир. 1981. 501 с.
  • Уров К., Сумберг А. Характеристика горючих сланцев и сланцеподобных пород известных месторождений и проявлений. Таллинн: Валгус. 1992. 63 с.
  • Шпирт М.Я., Пунанова С.А. Микроэлементы каустобиолитов и сланцев: проблемы их генезиса и промышленного использования. Геохимия. 2009. № 2. С. 216-224.
  • Шпирт М.Я., Пунанова С.А. Микроэлементы каустобиолитов. Проблемы генезиса и промышленного использования. Saarbrucken, Germany: Изд.-во Lambert Academic Publishing. 2012. 367 с.
  • Шпирт М.Я., Пунанова С.А., Мухаметшин Р.З., Нукенов Д. Сланцевые толщи и нефти как источник получения углеводородов и металлов. Межд. научно-практ. конф. «Особенности разведки и разработки месторождений нетрадиционных углеводородов». Казань. 2015. С. 80-82.
  • Шпирт М.Я., Пунанова С.А. Ртуть в каустобиолитах: накопление, захоронение и геоэкология. Материалы Межд. конф. «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». Кыргызстан, Бишкек. 2015. С. 158-159.
  • Шпирт М.Я., Пунанова С.А. Нефти и сланцы как источник промышленного получения потенциально ценных элементов. Нефтяное хозяйство. 2017. № 4. С. 58-62.
  • Юрова М.П. Особенности разработки сланцевых углеводородов США (на примере формаций Баккен, Игл Форд, Барнетт, Хайнесвилл, Файеттевилл, Марцеллус). Георесурсы. 2016. Т. 18. № 1. С. 38-45. Doi: http://dx.doi.org/10.18599/grs.18.1.7
  • Якуцени С.П. Распространенность углеводородов, обогащенных тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков. СПб: Недра. 2005. 372 с.
  • Якуцени С.П. Глубинная зональность в обогащенности углеводородов тяжелыми элементами-примесями. Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2010. Т. 5. № 2. http://www.ngtp.ru/rub/7/30_2010.pdf
  • Яраханова Д.Г. Применение горизонтальных скважин для добычи трудноизвлекаемых и нетрадиционных запасов углеводородов. Матер. Межд. науч.-практ. конф. «Трудноизвлекаемые и нетрадиционные запасы углеводородов: Опыт и прогнозы». Казань. 2014. С. 400-402.
  • Johnson R.C., Birdwell J.E., Mercier T.J., Brownfield M.E. Geology of Tight Oil and Potential Tight Oil Reservoirs in the Lower Part of the Green River Formation, Uinta, Piceance, and Greater Green River Basins, Utah, Colorado, and Wyoming. Scientific Investigations Report 2016. Geological Survey, Reston, Virginia. U.S. 2016. 75 р.
  • Kelly W.R., Long S.E., Mann J.L. Determination of mercury in SRM crude oils and refined products by isotope dilution cold vapor ICP-MS using closed-system combustion. Anal. Bioanal. Chem. 2003. No. 376. Pp. 753-758.
  • Ketris M.P., YudovichYa.E. Estimations of Clarkes for carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. Int. J. Coal. Geol. 2009. V. 78. No. 2. Рp. 135-148.
  • Mossman D.J., Gauthier-Lafaye F., Jackson S. Black shales, organic matter, ore genesis and hydrocarbon generation in the Paleoproterozoic Franceville Series, Gabon. Precambrian Research. 2005. Vol.137. Issues 3-4. Pp. 253-272.
  • Nemec R. Thriving in a Major U.S. Shale Play the Bakken Unpacked. Pipeline and Gas Journal. November, 2016. Рp. 56-60.
  • Patterson J.H., Dale L.S., Fardy I.J. et al. Characterisation of trace elements in Rundle and Condor oil shales. Fuel. 1987. No. 3. Pp. 319-322.
  • Shpirt M. Yа., Punanova S.A. Accumulation of Mercury in Petroleum, Coal, and Their Conversion Products. Solid Fuel Chemistry. 2011. No. 5. Рp. 330-336.
  • Shpirt M.Ya., Punanova S.A. Radioactive Elements of Solid Fossil Fuels. Buck of Abstracts. 27-th International Meeting on Organic Geochemistry (IMOG 2015). Prague (Praha), Czech Republic. 2015. Р. 504.
  • Wilhelm S.M. Estimate of Mercury Emissions to the Atmosphere from Petroleum. Environmental Science and Technology. 2001. 35 (24). Рp. 4704-4710.
  • Wilhelm S.M., Liang L., Cussen D., Kirchgessner D.A. Mercury in crude oil processed in the United States (2004). Environmental Science and Technology. 2007. V. 41. No. 13. Pp. 4509-4514.

1Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия
2ТОО «Kaz-Waterhunters», Актау, Республика Казахстан

Для цитирования:

Пунанова С.А., Нукенов Д. К вопросу об экологических последствиях горизонтального бурения сланцев в связи с их обогащенностью микроэлементами. Георесурсы. 2017. Т. 19. № 3. Ч. 1. С. 239-248. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.19.3.15

For citation:

Punanova S.A., Nukenov D. The Question of Environmental Consequences at Horizontal Drilling of Shale Formations in Connection with Their Enrichment with Microelements. Georesursy = Georesources. 2017. V. 19. No. 3. Part 1. Pp. 239-248. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.19.3.15

© 2024 Коллектив авторов