Оценка и прогноз изменения инженерно-геологических условий территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р. Волга для обоснования развития нефтегазового комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.08, кандидат геолого-минералогических наук Калашник, Жанетта Владимировна

• Калашник, Жанетта Владимировна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Калашник, Жанетта Владимировна

Введение.

Глава 1 История развития и современное состояние изученности инженерно-геологических условий района работ.

Глава 2 Инженерно-геологические условия и закономерности их формирования в пределах района исследования

2.1. Геологическое строение

2.1.1. Тектоника.

2.1.1.1. Влияния современной геодинамической активности соляно-купольных структур на изменение инженерно-геологических условий.

2.1.2. Литолого-стратиграфическая характеристика.

2.1.2.1. Особенности развития четвертичных отложений.

2.2. Геоморфологическое строение.

2.3. Гидрогеологические условия.

2.4. Климат.

2.5. Общая характеристика, состав и физико-механические свойства грунтов.

2.6. Современные геологические и инженерно-геологические процессы.

Глава 3. Инженерно-геологическое районирование.

3.1. Характеристика инженерно-геологического района 5.

3.2. Характеристика инженерно-геологического района 8.

3.3. Характеристика инженерно-геологического района 12.

3.4. Характеристика инженерно-геологического района 13.

Глава 4. Оценка и анализ изменений инженерно-геологических условий

4.1 Современное состояние верхней части литосферы в результате техногенного воздействия.

4.2 Анализ изменений инженерно-геологических условий.

Глава 5. Прогноз изменения инженерно-геологических условий территории южной части Волго-Ахтубипской поймы и северной части дельты р.Волга для обоснования развития нефтегазового комплекса 5.1. Прогноз изменения инженерно-геологических условий ЦА СГКМ под влиянием природных и техногенных процессов.

5.2. Рекомендации по снижению техногенного воздействия на верхнюю часть литосферы.

5.3. Инженерно-геологическое районирование южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волги по степени пригодности для строительства и размещения объектов нефтегазового комплекса.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка и прогноз изменения инженерно-геологических условий территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р. Волга для обоснования развития нефтегазового комплекса»

Актуальность проблемы. В условиях рыночной экономики и все возрастающего увеличения потребления углеводородного сырья Волго-Ахтубинская пойма и дельта р.Волга является объектом внимания многих нефтегазовых компаний, ведущих поисково-разведочное бурение.

Открытие в 2006 году в пределах Волго-Ахтубинской поймы Центрально-Астраханского газокопденсатного месторождения подтвердило высокие перспективы нефтегазоносности башкирских отложений, что и послужило началом к новому витку промышленного освоения Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волга.

Особенностью Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волга является разветвленная гидрографическая сеть, слабая литологическая защита комплекса четвертичных отложений. Территория подвержена затоплению весенними паводковыми водами. Кроме того, существует прямая гидравлическая связь первого от поверхности водоносного горизонта с поверхностными водами, что предопределяет уязвимость данного компонента верхней части литосферы. Указанные факторы усложняют проведение инженерно-геологических изысканий и подготовку территории, предназначенной для строительства объектов нефтегазового комплекса.

Пойма является уникальным природным комплексом в полупустынной зоне юга России, испытывающим длительное время техногенное воздействие, связанное с распашкой и мелиорацией земель, использованием их под пастбища. Проведение геологоразведочных работ и связанное с ними развитие нефтегазовой инфраструктуры усилит существующую техногенную нагрузку на приповерхностную часть литосферы. На современном этапе техногенеза инженерно-геологическое обоснование развития нефтегазового комплекса в пределах поймы и дельты р.Волга невозможно без своевременного прогнозирования изменений инженерно-геологических условий. При этом характер техногенного воздействия будет определяться этапами геологоразведочных работ, соответствующим различным стадиям поисков, разведки и эксплуатации месторождений.

В сложившихся условиях актуальным является комплексная оценка инженерно-геологических условий и существующей техногенной нагрузки, а также их изменение, связанное с развитием нефтегазового комплекса, основанное на качественной, своевременной инженерно-геологической информации о состоянии верхней части литосферы Волго-Ахтубинской поймы. Цель и задачи исследований.

Основная цель работы состоит в разработке инженерно-геологического обоснования развития нефтегазового комплекса на основе выявления закономерностей развития современных природных и техногенных процессов в пределах Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р. Волга, оценки и прогноза изменений их инженерно-геологических условий (ИГУ) в результате техногенного воздействия на примере Центрально-Астраханского серогазокондепсатного месторождения.

В соответствии с указанной целью решались следующие задачи: -исследование закономерностей пространственной изменчивости ИГУ Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р. Волга;

-оценка современных ИГУ, сформировавшихся при интенсивном техногенном воздействии;

-анализ и установление закономерностей развития и распространения современных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений, измененных в результате техногенных воздействий;

-прогноз изменения инженерно-геологических условий и разработка рекомендаций по инженерно-геологическому обеспечению развития нефтегазового комплекса;

-разработка карты инженерно-геологического районирования территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга по степени пригодности для строительства и размещения объектов нефтегазовой отрасли.

Научная новизна.

На базе собственных исследований автора и анализа обширных фондовых материалов впервые была проведена комплексная оценка ИГУ южной части Волго-Ахтубипской поймы и северной части дельты р.Волга и ее изменений в результате промышленного освоения за последние 60 лет.

Доказано, что в результате активного техногенного воздействия происходит изменение всех компонентов верхней части литосферы. Особенно уязвимым является приповерхностная часть геологического разреза Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга. При этом геоморфологические условия являются основой как для инженерно-геологической типизации территории, так и для прогноза изменений инженерно-геологических условий приповерхностной части геологической среды при различных видах хозяйственного освоения.

Впервые разработана схема инженерно-геологического районирования территории, на основании которой проведено разделение южной части Вол-го-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волги по степени пригодности для строительства и размещения объектов нефтегазовой отрасли. Выделение участков на данной схеме велось на основе комплексной оценки, анализа и прогноза изменений инженерно-геологических условий.

Методы исследований.

При выполнении работы использовались методы сравнительного анализа и обобщения, инженерно-геологических аналогий, математической статистики, картографирования, районирования.

Практическая значимость и реализация результатов исследований:

Диссертационная работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре геологии нефти и газа Астраханского государственного технического университета в 2002-2008гг.

По результатам исследования территории автором составлены прогнозная схематическая карта развития неблагоприятных геологических процессов и явлений, карта инженерно-геологического районирования территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга по степени пригодности для возведения объектов нефтегазового комплекса, которые могут использоваться в процессе проектирования и строительства скважин и нефтегазовой инфраструктуры.

На основании выше перечисленных карт возможна разработка проектов региональной планировки территории южной части Волго-Ахтубинской ггоймы и северной части дельты р.Волга для ее дальнейшего хозяйственного освоения с учетом специфики хозяйственной деятельности и развития определенных видов неблагоприятных природных процессов.

Теоретические положения и методические разработки автора используются при чтении лекционных курсов «Инженерная геология», «Гидрогеология» и «Геоэкология» на кафедре геологии нефти и газа Астраханского государственного технического университета (АГТУ).

Фактический материал и личный вклад автора.

Работа выполнена на основании исследований автора, проведенных во время работы в институте «Астрахангипроводхоз» и обучения в аспирантуре па кафедре геологии нефти и газа Астраханского государственного технического университета.

В основу диссертации положены результаты теоретических и практических исследований автора, обобщений литературы по проблемам СевероЗападного Прикаспия (1946г-2008 г.). За время работы в институте «Астрахангипроводхоз» (с 1988 г.), автор принимал участие в инженерно-геологических изысканиях для мелиоративного строительства в пределах Астраханской области, в разработке проектов по предотвращению подтопления г.Астрахани.

В процессе работы над диссертацией автором использован и проанализирован большой объем опубликованной литературы, фондовых материалов институтов «Гидропроект», «Астрахангипроводхоз», «АстраханТИСИЗ», «ВНИИподземгазпром», «АстраханЫИПИгаз», Территориального фонда информации по природным ресурсам и охране окружающей среды Астраханской области, «НижневолжскТИСИЗ» и др. Изучены колонки сотен буровых скважин, около согни результатов полевого и лабораторного изучения грунтов и подземных вод, многочисленные факты аварий и деформаций зданий и сооружений в пределах территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга.

Также основой для написания данной работы являются материалы исследований состояния геологической среды Волго-Ахтубинской поймы, проводившиеся с 1998 по 2001 год в рамках научного проекта на тему: «Геодинамический мониторинг геологической среды зоны влияния Астраханского серо-газоконденсатного месторождения и Баскунчакского месторождения поваренной соли и гипса»; материалы, полученные при комплексных геоэкологических исследованиях территорий проведения геологоразведочных работ на нефть и газ в пределах Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волга, прово» димых Астраханским отделением РАЕН и кафедрой геологии нефти и газа АГТУ в 1998-2008 гг.

При создании работы были использованы данные производственного мониторинга территории Центрально-Астраханского серогазоконденсатного месторождения (ЦА СГКМ), полученные ФГУ «Астраханским территориальным фондом геологической информации. Специализированной инспекцией аналитического контроля» («Аст-ТФГИ СИАК»), режимных гидрогеологических исследований, проводимых Приволжской гидрогеологической экспедицией, и исследований соляного тектогенеза Астраханского свода, выполненных Астраханской геофизической экспедицией.

Защищаемые положения:

1. Волго-Ахтубинскую пойму и дельту р. Волга следует рассматривать как малоблагоприятную территорию для развития нефтегазового комплекса, со сложными инженерно-геологическими условиями, характеризующуюся ежегодным затоплением паводковыми водами, наличием обильной гидрологической сети, высокой степенью фильтрационных свойств современных аллювиальных отложений, активностью новейших тектонических движений, усилением процессов эндогенной и экзогенной геодинамики.

2. Оценка инженерно-геологических условий и детальное районирование территории по степени пригодности для строительства и размещения объектов нефтегазовой отрасли.

3. При обосновании развития нефтегазового комплекса целесообразно руководствоваться инженерно-геологическим районированием территории южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга, представленном на карте, отражающей пространственные закономерности ИГУ с учетом прогноза их изменений.

Обоснованность и достоверность научных положений работы подтверждается :

-результатами многолетних (более 10 лет) инженерно-геологических изысканий в пределах территории Астраханской области;

-большим объемом лабораторных работ и опытно-полевых исследований;

- значительным объемом фактического материала;

- применением современных методов теоретических исследований;

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ (2005-2008 гг.), Международной научной конференции, посвященной 75-летию АГТУ (2005 г.), па 2-ом Донском нефтегазовом конгрессе (2008 г.).

Публикации.

Основные результаты диссертации содержатся в 7 опубликованных работах, и еще - 2 работы находятся в печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения; общим объемом 237 страниц: включая 157 страниц основного текста и 65 страниц приложений. Список использованных источников и литературы на 15 страницах состоит из 110 наименований.

Благодарности.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.г-м.н., профессору H.H. Гольчиковой за поддержку и помощь при работе над диссертацией. Автор признателен сотрудникам кафедры геологии нефти и газа, в особенности к.г.-м.п., доценту В.В. Кудинову и к.г.-м.н., доценту С.М. Калягину за внимание, критику и ценные советы на всех этапах работы. За консультации в период работы над диссертацией автор благодарит к.г.-м.н., доцента Г.В. Кутлусурпну, заместителя начальника отдела экологического контроля и нормирования ИТЦ ООО «Газпром добыча Астрахань», к. т. н., доцента, главного геофизика Астраханской геофизической экспедиции В.В. Пыхалова.

Автор с благодарностью и уважением вспоминает своих преподавателей по Грозненскому нефтяному институту (ГНИ)- к.г-м.н., доцента Ш.С. Абрамова, к.г-м.н., доцента З.В. Стерленко, к.г-м.н., доцента И.Г. Сазонова, к.т.н. А.И. Масленникова, д.г.-м.н. Б.Г.Вобликова, а так же весь профессор-ско - преподавательский состав кафедры «Гидрогеологии и инженерной геологии» ГНИ, которые заложили интерес к основам научного познания.

Автор искренне признателен руководителям, наставникам и коллегам института «Астрахангипроводхоз» М.Н. Мироедовой, В.В. Гладких, И.П. Степиной, В.А. Калашник, O.A. Какичеву, Л.П. Шавельской, В.А. Чунаеву, И.С. Мельникову, О.Н. Мельниковой, З.П. Четверухиной, Б.Я. Володарскому, B.C. Пухову, В.Н. Рожкову, H.H. Тевилину, Т/Г. Барановой, Ю.П. Николаеву и многим другим за неоценимый опыт практической рабо ты, полученный за время работы в институте.

Особую благодарность автор выражает д.г-м.н., профессору В.Н.Синякову, д.г-м.н., профессору М.А. Шубину, д.г-м.н., профессору A.B. Бочкареву, д.г-м.н., профессору J1.A. Анисимову, д.г-м.н., профессору C.B. Кузнецовой, д.г-м.н., профессору Э.С. Сианисяну которые ознакомились с работой и сделали необходимые замечания.

Заключение диссертации по теме «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», Калашник, Жанетта Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее время, востребованность на мировом рынке углеводородного сырья предопределила большой объем поисково-разведочных работ на территориях обладающих сложными ИГУ и мало пригодными к народнохозяйственному освоению. Данная работа посвящена проблемам обеспечения промышленной и экологической безопасности верхней части литосферы за счет разработки инженерно-геологического обоснования строительства и размещения объектов нефтегазового комплекса на основе выявления закономерностей развития современных природных и техногенных инженерно-геологических процессов в пределах Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга, а так же на основе оценки и прогноза изменений их ИГУ, в результате техногенного воздействия.

Основываясь на личном производственном опыте в сфере инженерно-геологических изысканий в пределах Астраханской области автор попытался наиболее полно спрогнозировать процессы, происходящие при техногенном вмешательстве в развитие верхней части литосферы, которое происходит при осуществлении геологоразведочных работ на нефть и газ. Исследования в пределах верхней части литосферы позволили выделить следующие особенности строительства разведочных скважин и проведения геологоразведочных работ в пределах поймы и дельты р.Волга:

Территорию Волго-Ахтубинской поймы и дельты р.Волга следует рассматривать как территорию с малоблагоприятными ИГУ для проведения геологоразведочных работ на нефть и газ, характеризующуюся ежегодным весенним затоплением паводковыми водами, высокой активностью новейших тектонических движений, сложными горно-геологическими условиями, усилением процессов эндогенной и экзогенной геодинамики. При анализе карты водопроводимости современного аллювиального водоносного горизонта и гидрохимической карты южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга, можно утверждать, что данные водоносные горизонты являются практически незащищенными от техногенного воздействия, что является одним из основных факторов, крайне осложняющих проведение геологоразведочных работ па нефть и газ на рассматриваемой территории.

В работе дана оценка и анализ современных ИГУ, сформировавшихся при интенсивном техногенном воздействии. Данная информация нашла свое отражение на карте распределения техногенной нагрузки. В результате анализа развития и распространения современных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений была составлена карта развития неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов.

Пространственные закономерности ИГУ с учетом прогноза техногенных изменений, произошедших в рельефе и геоморфологии территории, явились основой для разработки карты инженерно-геологического районирования южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга по степени пригодности для строительства и размещения объектов неф тегазовой отрасли, где для каждого участка в легенде к карте дана подробная инженерно-геологическая характеристика с учетом прогноза развития ожидаемых неблагоприятных современных геологических процессов, осложняющих строительство, а так же приведены соответствующие рекомендации к ним.

Дальнейшее благополучное и устойчивое развитие верхней части литосферы в пределах южной части Волго-Ахтубинской поймы и северной части дельты р.Волга будет определяться полнотой учета всех ее специфических особенностей ИГУ, прежде всего, гидрогеологических и гидрологических процессов, процессов экзогенной геодинамики и соляного тектогенеза, что возможно в рамках рекомендуемого мониторинга.