Разработка безреагентного способа извлечения и безопасной утилизации йода из подземных вод нефтегазовых месторождений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат наук Шаповалова, Елена Анатольевна

• Шаповалова, Елена Анатольевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шаповалова, Елена Анатольевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ГИДРОМИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

1.1. Подземные воды как промышленное ценное сырье

1.1.1. Целесообразность использования природных рассолов

1.1.2. Подземные промышленные воды Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции

1.1.3. Сравнительная оценка качества гидроминерального сырья

1.1.4. Особенности геологического строения и основные характеристики геотермальной воды Ялуторовской скважины

1.2. Обзор известных технологий извлечения йода из пластовых вод

1.2.1. Воздушно-десорбционный способ

1.2.2. Ионообменный способ

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Исходные материалы

2.2. Определение содержания галогенидов в исследуемом растворе

2.3. Описание схемы лабораторной установки и методика работы

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА ИЗ ПРИРОДНЫХ РАССОЛОВ

3.1. Изучение закономерностей процессов подкисления и окисления йодидов из природных рассолов

3.2. Исследование сорбции йода на органических и неорганических сорбентах54

3.3. Математическая модель динамики сорбции йода

3.4. Исследование процессов одновременного безреагентного подкисления, окисления и электросорбции йода на КАУСОРБ-221 в проточном режиме

3.5. Разработка принципиальной технологической схемы извлечения йода безреагентным электросорбционным способом

3.6. Описание работы опытной установки и ее основные технологические показатели

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БЕЗРЕАГЕНТНОГО СПОСОБА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА НА ЧЕРКАШИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

4.1. Перспективы использования подземных вод Черкашинского месторождения

4.2. Планирование производственной мощности

4.3. Планирование ресурсного обеспечения реализации проекта и источников их покрытия

4.4. Обоснование величины текущих затрат

4.5. Оценка коммерческой и финансовой состоятельности проекта

4.6. Оценка экологических рисков и определение мероприятий по их ограничению

ГЛАВА 5. ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОПУТНОЙ ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

5.1. Характеристика загрязнителей и оценка воздействия пластовых вод на окружающую среду

5.2. Оценка предотвращенного экологического ущерба в результате очистки пластовых вод и извлечения токсичных неорганических компонентов

5.3. Медико-экологическая оценка йодной недостаточности_на территории Тюменской области

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

129

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка безреагентного способа извлечения и безопасной утилизации йода из подземных вод нефтегазовых месторождений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. При разработке нефтяных месторождений предъявляются определенные требования к комплексному освоению сырья, установленные действующим законом «О недрах». Однако на практике это практически не реализуется. При этом, содержащиеся в попутно добываемой пластовой воде ценные компоненты (йод, бром, магний и др.) остродефицитны. Дефицит кристаллического йода в России (1500 т/год) предопределяют освоение новых сырьевых источников. Необходимыми условиями освоения гидроминерального сырья нефтяных месторождений является достаточная сырьевая база и наличие технологии переработки, реализуемой в непростых условиях нефтепромысла. При этом существует проблема утилизации минерализованных подземных вод из скважин, работающих на самоизлив, а также отработанных пластовых вод нефтегазовых месторождений. По оценке профессора Матусевича В.М., общее количество добываемых пластовых вод в Западно-Сибирском регионе достигает нескольких миллионов кубических метров в сутки. Вышеприведенные данные свидетельствуют о достаточности сырьевой базы по попутному извлечению йода из апт-сеноманских подземных вод на нефтяных месторождениях ЗападноСибирского нефтегазоносного бассейна. При извлечении таких токсичных неорганических компонентов, как йод, бром, бор из пластовых вод необходимо учитывать, что они являются ценным химическим сырьем, и экологическая проблема удаления токсикантов становится важной проблемой освоения гидроминерального сырья нефтяных месторождений.

Следующим составляющим компонентом является наличие технологии. Выполнено большое количество исследований по разработке возможных технологических процессов извлечения йода. Общим для этих способов является использование таких химических реагентов, как серная кислота и хлор на стадиях подкисления и окисления, которые являются основными источниками затрат в производстве йода и загрязнения окружающей среды. Низкие концентрации йода

в исходной воде, высокие затраты на производство (использование дорогостоящих реактивов на различных стадиях), невысокие отпускные цены на конечный продукт объясняют низкую рентабельность производства йода. Поэтому при выборе технологии производства йода необходимо учитывать ее рентабельность и обеспечение охраны и защиты окружающей среды. При разработке такой технологии наиболее важным этапом является исключение реагентов на стадиях подкисления и окисления, что значительно повысит экономическую эффективность.

Таким образом, в условиях массового йододефицита в стране и растущего мирового спроса на йод проблема добычи йода остается актуальной и значимой для Тюменского региона и России в целом. Разработка современных экономичных способов добычи йода из низкоконцентрированных подземных вод позволит снизить токсичные выбросы в условиях эксплуатации и сократить йододефицит в стране.

Цель работы - разработка безреагентного способа извлечения йода из подземных геотермальных вод, исключающего стадии подкисления и окисления.

Объект исследования - геотермальные подземные воды с низким содержанием йода готерив-барремского водоносного горизонта неокомского комплекса нижнего мела Западно-Сибирского мегабассейна. Задачи исследования:

1. Исследовать процессы сорбции йода в динамических условиях на неорганических и органических сорбентах из реальных подземных вод и подобрать оптимальный сорбент для извлечения йода;

2. Выявить закономерности процессов одновременного безреагентного подкисления, окисления и сорбции йода на углеродистом сорбенте под действием постоянного электрического тока;

3. Разработать математическую модель динамики сорбции йода из низкоконцентрированных реальных растворов;

4. Разработать технологическую схему извлечения йода безреагентным электросорбционным способом и создать опытную йододобывающую установку,

позволяющую оценить экологический и экономический эффекты от использования предлагаемой технологии на реальных подземных водах. 5. Оценить экономический эффект применения безреагентного способа извлечения йода из подземных вод Черкашинского месторождения. Научная новизна:

1. Получены параметры сорбции йода в динамических условиях на анионите АВ-17 и углеродистом сорбенте КАУСОРБ-221 из реальных растворов с предварительным их реагентным подкислением и окислением. На основании этого подобраны оптимальные условия для стадий подкисления и окисления исследуемой воды и сделан обоснованный выбор сорбента для извлечения йода.

2. Впервые установлено явление одновременного безреагентного окисления, подкисления и электросорбции йода на углеродистом сорбенте из низкоконцентрированных реальных растворов в динамических условиях под действием постоянного электрического тока.

3. Разработана математическая модель процесса динамики сорбции йода, увязывающая такие параметры, как емкость сорбента, исходные концентрации, скорость подачи раствора, степень достижения равновесия и позволяющая спрогнозировать сорбцию йода в реальных условиях.

4. Разработана комбинированная электросорбционная технология (заявка на патент № 2013127057) извлечения йода из подземных пластовых вод.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Применение безреагентной технологии извлечения йода из попутных вод нефтегазовых месторождений позволяет решать проблемы комплексного освоения сырья и экологические задачи по удалению токсичных элементов из подземных вод и.

2. Результаты исследований позволяют применять разработанный безреагентный электросорбционный способ извлечения йода на нефтяных, газовых и гидроминеральных месторождениях для попутного извлечения йода из пластовых вод.

3. Проведенная экономическая оценка эффективности промышленного извлечения йода безреагентным электросорбционным способом из подземных вод Черкашинского месторождения свидетельствует о высокой рентабельности производства йода данным способом.

Методология и достоверность исследований.

Сформулированные в диссертационной работе выводы, обоснованы экспериментальными данными. Результаты исследований получены с применением сертифицированных методик для определения йода и измерения электрохимических параметров на аттестованном оборудовании. Методом сравнения обоснованы полученные результаты, которые не противоречат результатам, близким по постановке исследовательских задач отечественных и зарубежных авторов. Получены воспроизводимые результаты при извлечении йода методом электросорбции на активном углеродистом аноде.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Рассматриваемая область исследований, связанных с проблемой утилизации пластовых и геотермальных вод в нефтегазовой промышленности, соответствует паспорту специальности 25.00.36 - «Геоэкология» (нефтегазовая отрасль), а именно: п. 2.2. Разработка научных основ рационального использования и охраны минеральных и криогенных ресурсов Земли, ресурсосбережение и утилизация отходов и п. 2.5. Специальные экологически и технически безопасные конструкции, сооружения, технологии строительства и режимы эксплуатации объектов и систем в нефтегазодобывающем комплексе и их мониторинг.

Личное участие соискателя в получении результатов.

Автором лично выполнен весь объем экспериментальной работы, представленной в диссертационном исследовании. Проанализирована и обобщена литература по теме диссертации, проведен литературный обзор. Цели, задачи, общий план исследования и выводы сформулированы соискателем совместно с научным руководителем - д.х.н., проф. В.П. Ганяевым.

Разработана технологическая схема производства йода безреагентным способом. По данной технологической схеме подготовлен рабочий проект

опытной установки для извлечения йода. Разработана математическая модель динамики сорбции йода из низкоконцентрированных растворов.

Дано технико-экономическое обоснование эффективности производства йода безреагентным электросорбционным способом на примере Черкашинского месторождения подземных вод.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальные условия для ведения сорбции йода на анионите АВ-17 из исследуемой воды при подкислении до рН=2,4 и расходе гипохлорита натрия 180 % от стехиометрии; оптимальный сорбент для извлечения йода - КАУСОРБ-221 с обменной емкостью 120 г/л.

2. Одновременное безреагентное подкисление, окисление и электросорбция йода на углеродистом сорбенте в динамических условиях под действием постоянного электрического тока позволяет исключить использование реагентов для предварительного подкисления и окисления исходных растворов.

3. Математическая модель процесса динамики сорбции йода, увязывающая емкость сорбента, исходные концентрации, скорость подачи раствора, степень достижения равновесия и позволяющая спрогнозировать сорбцию йода в реальных условиях.

4. Оригинальная комбинированная электросорбционная технология извлечения йода из подземных и пластовых вод (заявка на патент № 2013127057).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии нефтегазовому региону» (Тюмень, 2008), Окружном молодежном инновационном конвенте Уральского федерального округа (Тюмень, 2010), Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2011), конференции «Проблемы и перспективы российского молодежного инновационного сообщества» (Москва, 2012), Тюменском международном инновационном форуме «НефтьГазТэк» (г. Тюмень, 2011,2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ в научно-технических журналах и специализированных сборниках, из которых 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 статья в иностранном журнале, 1 заявка на патент изобретения № 2013127057 от 13.06.2013.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 140 е., содержит 32 таблицы и 30 рисунков. Библиография включает 112 наименований отечественных и зарубежных авторов.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ГИДРОМИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

1.1. Подземные воды как промышленное ценное сырье 1.1.1. Целесообразность использования природных рассолов

Подземные воды наряду с поверхностными, являются основой водного фонда России и служат, главным образом, для питьевых целей. Естественные ресурсы подземных вод (сумма всех приходных элементов водного баланса водоносных горизонтов) составляют примерно 790 ООО млн. м /год. Потенциальные эксплуатационные ресурсы оцениваются к настоящему времени в

л

объеме свыше 316 ООО млн. м /год.

В последнее время все более актуальной становится проблема защиты окружающей среды от вредного воздействия жидких отходов разработки месторождений, которыми являются подземные воды. В сущности, подземные воды - богатейший источник различного рода минеральных соединений, имеющих как промышленное, так и бальнеологическое значение.

Промышленными водами называются природные воды с концентрацией отдельных компонентов, обеспечивающей экономически выгодную добычу и переработку. Кондиционными считаются воды, содержание элементов в которых превышает (в мг/дм ): брома - 200, йода - 10, бора - 100, лития - 10, рубидия - 3, цезия - 0,5, калия - 1000, стронция - 300 [2]. Рентабельность эксплуатации промышленных вод зависит также от производительности скважин, возможности утилизации отработанных вод и других условий.

Актуальная задача современности - расширение границ использования минеральных ресурсов как путем повышения полноты и комплексности их извлечения из недр, так и за счет освоения нетрадиционных видов полезных ископаемых, к которым можно отнести и воду.

На целесообразность переработки гидроминерального сырья указывают примеры эффективной добычи из него во многих странах поваренной соли, йода, брома, калия. В настоящее время из подземных рассолов, возможно добывать серу, соду, медь, цинк, некоторые урановые соли, значительную часть лития, борной кислоты и глауберовой соли, иногда извлекаются магний, вольфрам, уран, радий. В США из рассолов добывают бром и литий, в Чехии - фтористый кальций, глауберову соль, в Японии литий, германий и мышьяк.

Потенциальные ресурсы подземных промышленных вод ППВ на территории Российской Федерации, оцененные в 70-80 гг. XX века по 118 перспективным площадям, составляют более 4 млн мЗ/сут, из них 63 месторождения расположены в европейской части России, 55 - в азиатской. Согласно гидрогеологическому районированию того времени, они находятся в основном в пределах Волго-Камского (Восточно-Русского), Северо- Двинского, Московского, Западно-Сибирского, Ангаро-Ленского артезианских бассейнов (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Потенциальные ресурсы ППВ и редких элементов по некоторым наиболее

перспективным платформенным артезианским бассейнам __(по состоянию на 1997 г. [2])_

Артезианские бассейны Потенциальные ресурсы

ППВ, тыс. мЗ/сут Основные элементы, т/год

Йод Бром Бор Стронци й Литий Рубид ий Цезий

Европейская часть,всего 1849,8 4000 409119 4750 272100 1989,5 - -

В том числе:

Московский 361,1 129 78240 - 52580 124,5 - -

Волго-Камский 1382,5 3871 310359 4750 200140 1865,0 - -

Северо-Двинский 106,2 - 20520 - 19380 - - -

Азиатская часть, всего 1491,1 10472 50581 - 29740 1029 63,1 15,5*

В том числе:

Западно-Сибпрскпн 1450,0 10472 - - - - -

Ангаро-Ленский 41,1 - 50581 - 29740 1029 63,1 15,5

Итого 3240,9 14472 459700 4750 301840 3019 63,1 15,5

Всего по РФ 4203,0 20838,9 515805,7 14618,0 367871,0 8071,0 385,0 72,5

Ресурсные оценки ППВ требуют уточнения, однако принципиально распределение их по регионам изменится мало (по сравнению с данными, изложенными в [1], и в основном в сторону уменьшения, в связи с более жесткими экономическими требованиями относительно заложенных в предыдущие расчеты. Карта размещения йодных месторождений приведена в приложении 1.

В настоящее время рассолы, вскрывающиеся при разработке углеводородных месторождений Западной Сибири, являются жидкими отходами и не перерабатываются [1]. Теоретическую и практическую целесообразность переработки рассолов отражают результаты исследований ведущих специалистов [6-14]. Высокое содержание промышленно-ценных компонентов в рассолах предопределяет экономическую эффективность их переработки при условии применения комплексных технологических схем. Из рассолов можно получить большой перечень товарной продукции, к тому же это сырьё имеет ряд преимуществ перед месторождениями твёрдых полезных ископаемых. Однако, одним из основных факторов, сдерживающих широкое промышленное внедрение комплексной переработки гидроминерального сырья, является отсутствие высокоэффективных конкурентоспособных технологий извлечения промышленно-ценных компонентов. Так существующие технологии позволяют извлекать лишь незначительное количество ценных компонентов, а большая часть ценного сырья при их реализации теряется.

Представляется правильным на данном этапе предложение ряда исследователей обязать недропользователей в соответствии с Законом «О недрах» [4] решать проблему комплексного освоения месторождений нефтяных и газовых месторождений, включая достоверную оценку перспектив добычи полезных компонентов (то есть выполнение всех необходимых исследований и оценку запасов гидроминерального сырья), через соответствующие условия в лицензионных соглашениях. Этому должны способствовать экологические службы России, так как по мере отработки месторождений нефти и газа на поверхность извлекается все больше рассолов, которые необходимо

утилизировать. Поэтому с экологических позиций требование утилизации рассолов должно обязательно включаться в лицензионные соглашения на разведку и добычу углеводородного сырья.

1.1.2. Подземные промышленные воды Западно-Сибирской нефтегазоносной

провинции

Западно-Сибирский мегабассейн является одной из крупнейших нефтегазоносных провинций мира. Развитие представлений о гидрогеологических условиях Западно-Сибирского артезианского мегабассейна во многом связано с масштабами глубокого бурения на нефть и газ, сопровождаемого опробованием скважин. С середины 70-х годов 20 века он становится главной базой нефтегазодобычи в нашей стране. В настоящее время в платформенном чехле выделяются восемь продуктивных и четыре перспективных нефтегазоносных комплексов [13] (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция

Практически вся выявленная в настоящее время нефтегазоносность связана с отложениями мезозойского возраста, а основными продуктивными комплексами являются апт-сеноманский, готеривский, валанжин-готеривский и юрский.

В геологическом отношении Западная Сибирь представляет собой платформу, фундамент которой сложен дислоцированными осадочными и метаморфическими породами домезозойского возраста, а чехол - осадочными отложениями мезозоя и кайнозоя. Палеозойские отложения фундамента представлены дислоцированными и смятыми в крутые складки в разной степени метаморфизованными и известняками песчаниками, чередующимися с песчаниками, алевролитами, конгломератами, туфами, сланцами и др. к фундаменту платформы относятся также триасовые отложения, не имеющие сплошного распространения и выполняющие отдельные впадины в палеозойском складчатом основании; эти отложения представлены эффузивно-осадочными, эффузивными и осадочными метаморфизованными породами: базальтами, туфоконгломератами, брекчиями, аргиллитами, алевролитами, частично известняками.

Подземные воды Западно-Сибирского мегабассейна приурочены к осадочным отложениям мезокайнозоя и верхней трещиноватой зоне палеозойского фундамента. По условиям питания, разгрузки, химическому составу подземных вод и характеру их связи с поверхностными водами артезианский бассейн разделяется на два гидрогеологических этажа. В состав верхнего входят континентальные песчано-глинистые отложения четвертичного, неогенового и палеогенового возраста. Характерной особенностью этих отложений является сравнительно высокая проницаемость и незначительная плотность водоносных пород. Тесная гидравлическая связь подземных вод верхнего гидрогеологического этажа с поверхностными обусловила их значительное опреснение и почти полное отсутствие в них микроэлементов. Нижний гидрогеологический этаж охватывает мезозойские отложения и включает четыре водоносных комплекса, разделенных региональными водоупорными толщами.

Проблема использования микроэлементов подземных вод при изучении нефтяных месторождений была поставлена еще В.И. Вернадским. Распределение микроэлементов в подземных водах бассейна сформировалось под влиянием большого комплекса факторов, неравнозначных на различных стадиях развития бассейна. Химический состав подземных вод бассейна претерпевает закономерные изменения. Эти изменения являются результатом сложных геолого-гидрогеологических, физико-химических и биохимических процессов, происходящих на фоне взаимодействия двух генетических групп вод -седиментационных и инфильтрационных. Прибортовые зоны бассейна характеризуются преобладанием гидрокарбонатно-хлоридно-натриевых и кальциевых вод. С удалением от границ бассейна воды переходят в хлоридно-натриевые и хлоридно-кальциево-натриевые с эквивалентным содержанием кальция до 30 %. Подземные воды глубоких горизонтов Западно-Сибирского мегабассейна почти полностью лишены сульфатов.

В подземных водах Западно-Сибирского мегабассейна промышленное значение имеют в основном йод, бром, реже бор. Важнейшим источником поступления йода в подземные воды может являться нефть. Так, по мнению В.А. Сулина довольно значительное содержание йода в слабо минерализованных сульфатно-натриевых водах, нередко встречающихся в верхних горизонтах нефтяных месторождений, свидетельствует о прямой связи накопления йода в илистых водах с нефтью. Другим доказательством справедливости подобного утверждения может служить устанавливаемое увеличение концентрации йода в водах, близких к нефтяной залежи, по сравнению с водами, удаленными от нефтяной залежи того же пласта. Максимальное содержание йода в водах неокомского комплекса достигает 46 мг/л (в Сургутском нефтеносном районе). В то же время нет никакой строгой закономерности в накоплении йода в пластовых водах, как и в других подземных минерализованных водах. Не установлено также строгой закономерности в увеличении концентрации йода в пластовых водах с увеличением их общей минерализации.

Распространение йода в подземных водах юрских отложений бассейна обусловлено особенностями гидрогеохимической зональности. Максимальные концентрации йода в подземных водах Западно-Сибирского мегабассейна значительно ниже, чем в других нефтеносных районах РФ и стран ближнего и дальнего зарубежья, и достигают в водах юрских отложений 50 мг/л (средние значения не превышают 30-35 мг/л). Обращает на себя внимание приуроченность вод с наиболее высокими концентрациями йода к отложениям морских фаций нижне- и среднеюрского возраста. Почти на всей территории эти отложения перекрыты глинистыми осадками морской трансгрессии верхнеюрского -нижневаланжинского времени. По данным И.И. Нестерова [13], для этих районов характерен максимальный метаморфизм органических веществ в толще юрских и нижневаланжинских отложений.

Промышленные йодные и йодобромные воды распространены преимущественно во внутренней зоне бассейна на площади в несколько сотен тысяч квадратных километров и составляют свыше 20 % от общих эксплуатационных ресурсов йодобромных вод РФ (рис. 1.2).

Рассмотрим основные особенности изменения концентрации ценных компонентов по отдельным гидрогеологическим комплексам.

Подземные воды юрского водонапорного комплекса содержат йод в количествах от нескольких миллиграммов до 43-50 мг/л (средние значения не превышают 30-35 мг/л). На большей части распространения комплекса отмечаются невысокие (до 10-15 мг/л) его содержания. Повышенные концентрации йода (свыше 15 мг/л) фиксируются в западной половине бассейна (Тюменско-Петропавловский, Тобольско-Уватский и Березовский районы).

В неокомском комплексе наибольшим распространением пользуются воды, содержащие йод. Его удельное содержание составляет от 10 до 20 мг/л. Максимальное значение зафиксировано в Сургутском районе и достигает 46 мг/л. Зона с содержанием йода выше 20 мг/л вытянута с юго-запада к северо-востоку и охватывает Тобольско-Уватский (26-33 мг/л) и Сургутский районы. Так же, как и для подземных вод юрского комплекса, максимальные концентрации йода в водах

неокомских отложений фиксируются в западной половине мегабассейна, где распространены морские фации.

Районы: 1 — весьма перспективные (с установленными эксплуатационными запасами промышленных вод), 2 — перспективные (с достоверными запасами промышленных вод), 3 — малоперспективные (на отдельных участках возможно наличие промышленных вод), 4 — распространение подземных вод, не содержащих йода и брома в промышленных концентрациях Границы: 5 — районов распространения промышленных вод, 6 — месторождения промышленных вод, 7 - Западно-Сибирской провинции йодобромистых вод.

Изменения концентраций йода в подземных водах апт-сеноманского комплекса подчиняются тем же закономерностям [15]. Максимальные его концентрации в водах комплекса зафиксированы в пределах Ханты-Мансийского района (20 мг/л), на Леушинской (16 мг/л) и Малиновской (15 мг/л) площадях, в юго-западной части мегабассейна. Зона максимальных концентраций (более 15 мг/л) йода в водах апт-сеноманского комплекса простирается почти строго меридионально с севера на юг, но несколько смещена к западу относительно аналогичной зоны в неокомском комплексе. Воды с повышенным содержанием йода, как и в нижележащих комплексах, распространены в зонах развития морских отложений. На остальной территории содержание его в подземных водах не превышает 10 мг/л.

В Западной Сибири юрский комплекс имеет наибольшие концентрации йода и брома в водах, но характеризуется весьма низкими дебитами скважин и поэтому не представляет промышленного интереса. Высокие содержания йода при достаточно больших дебитах скважин и сравнительно небольшой их глубине (1200-1800 м) приурочены к водам неокомского комплекса. В водах апт-сеноманского комплекса концентрация йода заметно ниже (до 18-22 мг/л), но, учитывая очень высокую его водообильность и меньшие глубины залегания (6001300 м), эти же воды в ряде районов также могут быть использованы для извлечения йода. Экономическая эффективность получения йода из вод апт-сеноманского комплекса будет максимальной, по-видимому, там, где они будут одновременно добываться и для закачки в пласты при разработке нефтяных месторождений [15].

В Западно-Сибирском артезианском мегабассейне самым крупным гидроминеральным месторождением йодных вод является Тюменское, связанное с нижнемеловым водоносным комплексом. Концентрации йода в водах этого комплекса составляют до 22-26 мг/л. В пределах Тюменского месторождения эксплуатационные запасы йодных вод утверждены по нескольким участкам. Одним из самых перспективных является Черкашинский участок Тюменского месторождения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шаповалова, Елена Анатольевна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зелинская Е.В., Воронина Е.Ю. Теоретические аспекты использования гидроминерального сырья. Издательство "Академия Естествознания", 2009.

2. Анциферов A.C. Ресурсы уникальных хлоридных кальциевых рассолов Сибирской платформы и проблемы их промышленного освоения // Разведка и охрана недр. 2004. № 8/9. С. 30-32.

3. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации на 1января 2009 г. Вып. 94. Йод. М., 2009.

4. Закон РФ от 21.02.1992 N 2395-1 (ред. от 07.05.2013) «О недрах».

5 Павленко О.Л. Подземные минеральные лечебные воды юга Тюменской области: Автореф. дис... канд. г.-м.. наук / О.Л. Павленко-Тюмень, 2012., 17 с.

6. Ксензенко В.И., Стасиненвич Д.С. Химия и технология брома и йода и их соединений. М.: Химия, 1979.

7. Позин М.Е. Технология минеральных солей. 4-е изд. Л.: Химия, 1974, ч.1, с.206-266.

8.Соколов В.В. и др. Планирование эксперимента при изучении влияния гидродинамических и концентрационных факторов на процесс сорбции йода // Химия и технология йода. Л.: ГИПХ, 1977.

9. Соколов В.В. и др. Сорбция йода анионитами в аппаратах с циркулирующим слоем ионита // Химия и технология йода. Л.: ГИПХ, 1977.

10. Яворский С.И., Фарфэль Э.Я. - Труды ГИПХ, 1965, вып. 48, с.27

11. Залкинд Г.Р., Койфман М.Л. и др.-ИБП., 1973, № 18, с.31.

12. Абросимова Л.Э., Стасиневич Д.С., Ксензенко В.И. - Труды МИТХМ, 1977, т.7, вып.1, с.24.

13. Нестеров И.И., Конторович А.Э., Ф.К. Салманов и др. Геология нефти и газа Западной Сибири. М.: Недра, 1975.

14. Бондаренко С.С., Куликов Г.В. Подземные промышленные воды. - М.: Недра, 1984.

15.Лапердин А.Н., Козинцев А.Н., Плотников A.A. Использование ЗападноСибирских подземных напорных вод для производства йода. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2005, 127 с.

16. Арье А.Г., Бондаренко С.С. и др.. Отчет Тобольской партии глубокого бурения Тюменской комплексной геологоразведочной экспедиции «Подсчет эксплуатационных запасов подземных промышленных йодсодержащих вод Черкашинского участка Тобольского района Тюменской области», 1965 г.

17. Абросимова Л.Э. Физико-химическое изучение процесса сорбции йода из хлоридных растворов АВ-17: Канд. дис., М., МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 1977

18. Методические указания МУК 4.1.1187-03. Вольтамперометрическое определение йода в пищевых продуктах.

19. Жихарев Ю.Н., Ганяев В.П., Шаповалова Е.А., Латышева Т.И. Определение йода в геотермальных водах методом квадратно-волновой вольтамперометрии. Ж. Известия ВУЗ. Нефть и газ. № 6, 2010 г., с. 98-103.

20. Резников A.A., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод, Издат-во Недра, М., 1970, 488 с.

21. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Химия и технология брома, йода и их соединений., М.: «Химия», 1995, 432 с.

22. Заявка на патент № 2013127057 от 13.06.2013 г. Способ извлечения йода из подземных напорных вод. Авторы: Ганяев В.П., Шаповалова Е.к., Латышева Т.И., Андрианова Л.И.

23. Шмук A.A. Авторское изобретение на изобретение № 40333 от 31.12.1934.

24. Тевосов С.П., Аидрейко О.В., ДАН АзССР, № 8, 539с., 1958г.

25. Шмук A.A., Харин Р.Н., Журнал прикладной химии, № 10, с.233, 1937г.

26. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии — Химия 1971г. 594стр.

27. Айнштейн В.Г. Захаров М.Н. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник для вузов, в 2 книги М.: Химия, 1999г. 888стр.,872стр.

28. Иониты в химической технологии /Под ред. Б.П. Никольского и чл.-кор. АН

СССР П.П. Романкова. Д.: Химия, 1982.

29. Соколов В.В. и др. Планирование эксперимента при изучении влияния гидродинамических' и концентрационных факторов на процесс сорбции йода // Химия, и технология йода. JL: ГИПХ, 1977.

30. Соколов В.В. и др. Сорбция йода анионитами в аппаратах с циркулирующим слоем ионита// Химия и технология йода. Д.: ГИПХ, 1977.

31. Залкинд Г.Р., Койфман М.Л. и др. - ИБП., 1973, № 18, с.31.

32. Абросимова Л.Э., Стасиневич Д.С., Ксензенко В.И. - Труды МИТХМ, 1977, т.7, вып. 1, с.24.

33. Ксензенко В.И. и др. - Химия и химическая технология. М., изд. МИТХМ им. М.В. Ломоносова, 1972, с.311.

34. Котов С.Д., Казаков Е.В., Суворов A.B. - Вестник ЛГУ, 1972, № 16, с. 102.

35. Лемешко Н.В. Канд. дис. М., МИТХМ им. М.В. Ломоносова, 1969.

36. Ксензенко В.И., Закгейм А.Ю., Лемешко Н.В. - Ионообменные материалы в науке и технике. М., изд. МДНТ, 1969, с. 125.

37. Гидрогеология СССР. Сводный том. Вып.З. Ресурсы подземных вод СССР и перспективы их использования. - М.: Недра, 1977.

38. Бальнеологическое заключение на минеральную воду из скважины № 10п ФФР ТюмГНГУ санатория-профилактория «Сосновый бор». - М.: ФГУ «РНЦ ВМиК Росздрава», 2012.

39. Анализ существующих методов производства йода и их технико-экономическая оценка // Обзор отечественных и зарубежных технологических процессов производства йода: отчет Донецкого центра НТТМ «Труд».- Донецк, 1990.

40. Отчет Крымского научно-производственного объединения «Йодобром». -Саки, 1990.

41. Отчет Крымского научно-производственного объединения «Йодобром». Исследование возможности извлечения йода из пластовых вод месторождения Медвежье:.-Саки, 1991.

42. Ресурсы термальных вод СССР / под ред. С.С. Бондаренко. - М.: Недра, 1975.

43. Исходные данные для разработки ТЭО промышленного производства йода марки «Ч» на базе гидроминерального сырья Астраханского месторождения, Саки, НПО «Йодобром», 2000г.

44. Иониты в химической технологии /Под ред. Б.П. Никольского и чл.-кор. АН СССР П.П. Романкова. Л.: Химия, 1982.

45. В.В. Соколов и др. Планирование эксперимента при изучении влияния гидродинамических и концентрационных факторов на процесс сорбции йода // Химия, и технология йода. Л.: ГИПХ, 1977.

46. Яворский С.И., Фарфэль Э.Я. - Труды ГИПХ, 1965, вып. 48, с.27

47. Ланина Т.Д., Литвиненко В.И., Варфоломеев Б.Г. Процессы переработки пластовых вод месторождений углеводородов. Ухта: Ухтин. гос. техн. ун-т, 2006. 172 с.

48. Организация йодобромного производства в Ставропольском крае // Все инвестиции России - URL:http://www.allinvestrus.coln/pseaI•ch■html■

49. Шаповалова Е.А. Извлечение лития и йода из геотермальных вод нефтегазовых месторождений / Е.А. Шаповалова, В.П. Ганяев, Т.И. Латышева// Нефть и газ: Известия ВУЗов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2012 г., № 6, с. 124-126.

50. Шаповалова Е.А. Извлечение йода и брома из термальных вод Западной Сибири воздушно-десорбционным методом / Т.И. Латышева, В.П. Ганяев, Е.А. Шаповалова // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии нефтегазовому региону» - Тюмень: ТюмГНГУ, 2008г.

51. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами: Справочный материал. - С.-Пб.: Амекос, 1994. -233 с.

52. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов У-УШ групп: Справ, изд. / Под ред. В.А. Филова и др. - Л.: Химия, 1989. - 592 с.

53. Гриценко А.И Экология. Нефть и газ / А.И. Гриценко, Г.С. Акопова, В.М. Максимов. - М.: Наука, 1997. - 598 с.

54. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. / Под

ред. Исаева Л.К. - С-Пб.: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998. - 896 с.

55. Каталог физико-химических и токсикологических свойств химпродуктов, применяемых в технологических процессах добычи нефти и повышения нефтеотдачи пластов (Часть I). - Казань: ВИИПИнефтепромхим, 1983. - 113 с.

56. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в Российской Федерации: Учебное пособие по экологическому аудированию, ч. II. - М.: Тройка, 1999. - 776 с.

57. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. - М.: Экономика, 1986.

58. Методика определения предотвращаемого экологического ущерба по отдельным видам природных сред и основным направлениям деятельности территориальных природоохранных органов, Госкомэкология РФ, 1998, проект.

59. Состояние экологической обстановки в районах деятельности предприятий ОАО НК «Коми ТЭК» (1996 г.). Инф. Сборник. Выпуск IV: Управление «Экология». - Ухта, 1997. - 137 с.

60. Дьяконов В.П. Подсчет эксплуатационных запасов вод апт-сеноманского водоносного комплекса Западно-Солкинского нефтяного месторождения (Западная Сибирь) / В.П. Дьяконов. - фонды ВНИИнефть, 1998.

61. Шаповалова Е.А. Безреагентное окисление йодидов в геотермальных водах с последующей сорбцией в магнитном поле / Е.А. Шаповалова, В.П. Ганяев, Л.И. Андрианова // Материалы международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» - Тюмень: ТюмГНГУ, 2011г., с.229-231.

62. Шаповалова Е.А. Извлечение и безопасная утилизация йода из природных геотермальных и пластовых вод нефтегазовых месторождений / В.П. Ганяев, Е.А. Шаповалова // Сборник научных статей участников IV международного

инновационного форума «НефтьГазТэк-2013» - Тюмень, Западно-Сибирский инновационный центр, 2013 г., с.61-63.

63. Временные рекомендации по обоснованию запасов попутных вод нефтяных месторождений в качестве минерального сырья. Составители: М.В. Ефремочкин, Р.И. Иовчев, A.A. Бездетный. -М.: ВСЕГИНГЕО, 1987, 70 с.

64. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов / А.Ю. Закгейм - М.: Химия, 1982. - 288 с.

65.Гельперин Н.И. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности/ Н.И. Гельперин, B.J1. Пебалк, А.Е. Костанян. - М.: Химия, 1977.-264 с.

66.Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии / Н.И. Гельперин. -М.: Химия, 1981. - 812 с.

67.Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды / А.Д. Смирнов. - JL: Химия, 1982.-240 с.

68. Адсорбционная доочистка буровых сточных вод / B.J1. Пебалк, Б.Г. Варфоломеев, В.И. Литвиненко, Т.Д. Ланина // Химическая промышленность. -1991.-№8, с 62-64.

69.Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974. - 991 с.

70.Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983. - 272 с. 71.06 извлечении полезных компонентов из пластовых вод / В.З. Леонидов, В.П. Филиппов, A.A. Якимов, В.И. Литвиненко // Народное хозяйство Рес-публики Коми. - 1992. -№ 1.- С.73-78.

72.Агеева Н.Г., Дмитриев О.Н., Минаев Э.С., «Менеджмент для инженеров» т.1. «Высшая школа»/ «Доброе слово» М., 2007.

73.Агеева Н.Г. Стратегический план развития корпорации. Методические указания к курсовой работе, М. 2008.

74.Маркетинг по нотам: практический курс на российских примерах: Учебник/Под ред.проф. JI.A. Данченок. - М.: ООО «Маркет ДС Корпорейшен», 2009. (Университетская серия).

75.Матусевич В.М., Шубенин Н.Г., Цацульников В.Т. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений/ТюмНИИ. - Тюмень, 1990.

76.Экономика организации (предприятия, фирмы) [Текст]: Учебник/ под ред. Проф. Б.Н. Чернышева, В .Я. Горфинкеля. - М.: Вузовский учебник, 2008. - 328

77. Яворский С. П., Гоберман М. С.— Там же, с. 99—102.

78. Яворский С. Ж., Фарфель Э. Я.— Там же, 1965, вып. 7/8, с. 5—10.

79. Коррозия и защита химической аппаратуры. JL: Химия, 1969, т. 1, с. 339— 351,392—402.

80. Жилин А. Г., Абросимова JI. Э., Мотовилова Л. И. и др.— В кн.: Йодобромная промышленность. Л.: ГИПХ, 1974, с. 63—68.

81. Жилин Л. Г., Абросимова Л. Э., Мотовилова Л. ИВ кн.: Исследования в области технологии производства йода. М.: НИИТЭХИМ, 1975, с. 13—17.

82. Жилин А. Г., Абросимова Л. 3., Корольков Н. М.— В кн.: Йодобромная промышленность. Л.: ГИПХ, 1974, с. 56—62.

83. Жилин А. Г., Абросимова Л. 3., Корольков Н. М.— В кн.: Исследования в области технологии производства йода. М.: НИИТЭХИМ, 1975, с. 7—13.

84. Жилин А. Г., Абросимова Л. Э., Антонова О. Д. п др. — В кн.; Химическая технология и химия. Рига: Рижск. политехи, ин-т, 1975, вып. 3, с. 93—100.

85. Абдыев С., Ходжамамедов А. — Изв. АН Туркм. ССР. Сер. физ., техн. и хим. наук, 1973, № 4, с. 70—74.

86. Ксензенко В. И., Ходжамамедов А., Закгейм А.Ю. и др. — Уч зап. МИТХТ, 1975, т. 1, вып, 2, с. 145-147.

87. Горбунова Ж. А. Исследование ионообменной сорбции йода в многоступенчатых конических аппаратах: Дис.канд. хим. наук М.: МИТХТ, 1975.

88. Ходжамамедов А„ Ксензенко В. М., Горбунова Ж. А. и др.— Изв. АН Туркм. ССР. Сер. физ.» техн. и хим. наук» 1975, ,М 1, с. 89—92.

89. Ходжамамедов А., Горбунова Ж. А„ Лаврова В. В.— Там же, 1976 № 4, с, 82—85; 1977, № 2, с. 122—125.

90. Ксензенко В. И., Ходжамамедов А., Горбунова Ж. А., Лаврова И. В.— Хим. пром-сть, 1978, № 8, с. 628—630.

91. Маркович А. В., Казаков Е, В., Соколов В. В.— В кн.: Ионный обмен и хроматография. Воронеж: Изд-во В ГУ, 1971, ч. II, с. 172.

92. Смирнов II. И., Соколов В, В., Романков П. Г,-— ж. Прикл. хим., 1978, т. 51, с. 1065—1067.

93. Яворский С. И. Волкова В. И., Губанова Л. С. и др.— Йодобромная промышленность, 1967, вып. 11/12, с. 80—87.

94. Яворский С. И., Волкова В. Д., Губанова Л. С., Пашнева Е. Ф.— Йодобромная промышленность, 1967, вып. 13, с. 45—53.

95. Казаков Е. В., Котов С. Д., Овчинникова Н. А.— Ж. физ. хим., 1973, т. 47, с. 1733—1735, 2875—2877.

96. Казаков Е. Я.— Там же, 1975, т. 49, с. 2961—2962.

к*

97. Волоховская В.Н. Сафонов А. М.- В кн.: Йодобромная промышленность. Л.: ГИПХ, 49/4, с. 78—81.

98. Волоховская В. К, Плотникова С. С.— В кн.: Исследования в области технологии производства йода. М.: НИИТЭХИМ, 1975, с. 21—29.

99. Мягкой О.Н., Мелешко В. П.— В кн.: Теория и практика ионного обмена. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1972, вып. 7, с. 75—77.

100. Жилин А. Г., Волоховская В. Н., Сафонов А. М. и др.— В кн.: Химическая технология и химия. Рига: Рижск. политехи,, ин-т, 1975, вып. 3, с. 88—92.

101. Мягкой О. Н., Краснова Л. И., Сердюкова М. И., Мелешко В. П.— В кн.: Теория и практика ионного обмена. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1974, вып. 9, с. 86— 91.

102. Приходько Н. Ф., Койфман М. Л., Залкинд Г. Р.— В кн.: Йодобромная промышленность. Л.: ГИПХ, 1974, с. 18—22.

103. Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С. и др. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Колос, 2003, с 328

104. Лукин В.Д. Адсорбционные процессы в химической промышленности. Л.: «Химия», 1973, с.64.

105. Кокотов Ю.А. Иониты и ионный обмен. Л.: Химия, 1980, с. 152.

106. Самсонов Г.В., Тростинская Е.Б., Елькин Г.Э.Ионный обмен. Сорбция органических веществ. Изд. «Наука», Л., 1969, с. 336.

107. Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. М., Недра, 1976, с. 157.

108. Состояние и перспективы развития производства йода, брома и их производных, соединений магния и марганца, а также антипиренов в Украине, России и странах СНГ: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. Саки, 4-5 сентября 2003г./ ОАО НПО «Йодобром». Черкассы, 2003, с. 99.

109. Состояние и перспективы развития производства йода, брома и антипиренов: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. - г. Саки: ОАО НПО «Йодобром», 2006 г., с. 84.

110. А.с. 3617548 (США), кл. В01 d 17/02, 2.11.1981.

111. Canevari G. Р. Inf. Presentid at the 24-th Annual Meeting in Philadelphia, 1969, May 5-9, As le Transaction 12: 1969, pp. 190-198.

112. Daviess G. A., Zeffereys G. V. Chemical Process, 1972, 18, №11, pp. 33-39.