 |
 |
 |
 |
№№ п/п
Общие характеристики геологических формаций
Низкие скорости естественного движения подземных вод в пласте-коллекторе
Достаточные емкостные свойства пласта-коллектора
Наличие буферного горизонта между пластом-коллектором и неглубокозалегающими горизонтами пресных подземньгх вод
Отсутствие зон разгрузки коллекторских горизонтов, активных тектонических разломов в области возможного влияния глубинного захоронения
Отсутствие месторождений полезных ископаемых в области влияния глубинного захоронения
Определяющие параметры и их возможные значения
Продолжение таблицы 3.3 Методы исследований
Естественные скорости подземных вод в пласте-коллекторе, не превыпшющие 10 м/год
Удельная емкость по жидкой фазе >0,5 куб. м отходов на 1 кв. м пласта, эффективная мощность 10 - 200 м, пористость >0,05, со-рбционная задержка нуклидов породами
Мощность горизонта > 10 м, пористость >0,05 м, фильтрационные свойства близки к пласту-коллектору
Указанные зоны и структуры должны отсутствовать в радиусе 10 -15 км от полигона захоронения
Нефтегазовые месторождения, приуроченные к используемым для захоронения горизонтам, не должны располагаться ближе 15 - 20 км от полигона, залегающие в других горизонтах -на расстояниях 10-15 км
Установление пьезометрической поверхности подземных вод на основании режимных наблюдений в скважинах, определение фильтрационных свойств по данным ОФР
Комплексные исследования скважин и образцов пород, ОФР иОМР
Аналогичные п. 1
Площадные геофизические исследования, гидрогеохимические исследования, исследование неотектонической структуры, комплексный анализ геологических материалов
Комплексный анализ геологических материалов
Примечание: ГИС -геофизические исследования скважин;
ОФР - опыт но-фильтрационные работы; ОМР-опытно-миграционные работы.
3.3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОТХОДОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ С ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ
Основные направления физико-химических исследований при решении проблемы захоронения жидких радиоактивных отходов были определены на основе предварительного прогноза изменения физико-химических и геохимических условий геологических формаций при заполнении их порового пространства отходами. При поступлении жидких РАО в пласт-коллектор происходит нарушение геохимического равновесного природного состояния, что вызывает физико-химические реакции, приводящие к изменениям в составе жидкой и твердой фаз. При этом наиболее легко изменяется кислотно-основная среда раствора. В конечном итоге любой исходный раствор стремится к равновесному состоянию для пластовых условий.
Важным фактором, определяющим принципиальную возможность удаления жидких РАО, является характер протекания физико-химических процессов при установлении новых геохимических равновесий. Поэтому физико-химические свойства отходов, их химический и радиохимический состав, изменения свойств отходов при заполнении ими пласта-коллектора имеют большое значение. Физико-химические свойства отходов должны обеспечивать устойчивую работу нагнетательных скважин и предупреждать кольматацию прилегающих к при-фильтровой зоне участков пласта-коллектора, способствовать переходу загрязнений и радионуклидов в твердую фазу и задержке миграции компонентов отходов пористой средой пласта-коллектора.
Решение физико-химических вопросов глубинного захоронения жидких РАО св5пано с проведением комплекса работ, включающих изучение:
- химического состава и физико-химических свойств отходов и горных пород;
- поведение компонентов отходов при взаимодействии с пластовыми водами и горными породами, включая изменение химического и фазового состава отходов в пласте, а также изменения в составе и свойствах материала пласта-коллектора при длительном контакте с отходами;
-процессов, связанных со спецификой жидких РАО-наличием радиоактивных нуклидов.
Физико-химические исследования вышеуказанньпс процессов вьшолнялись в Институте физической химии Академии наук с начала 60-х годов под руководством академика В. И. Спицына и заведующей лаборатории В. Д. Балуковой [38], причем, если на начальной стадии необходимо было доказать
принципиальнзоо возможность глубинного удаления РАО и обосновать требования к отходам, то в последующем, в связи с ужесточившимися требованиями обоснования захоронения, исследования проводились в направлении создания соответствующего физико-химического состояния отходов в пластах-коллекторах, обеспечивающего удаление отходов в проектном режиме и иммобилизацию их компонентов.
Первой задачей, которую требовалось решить при физико-химических исследованиях, являлось обеспечение совместимости захораниваемых отходов с геологической средой пласта-коллектора. Несовместимость отходов с геологической средой могла проявиться как кольматация (забивка) порового пространства пласта-коллектора мелкодисперсными твердыми веществами (взвесями), содержащимися в отходах или образующимися при их контакте с породами и подземными водами. Несовместимость отходов может возникнуть и при развитии процессов, существенно осложняющих проведение захоронения или создающих предпосылки аварийных ситуаций: перегрев пласта-коллектора, интенсивное газообразование, растворение пластового материала.
Изучение совместимости с геологической средой включало многочисленные экспериментальные исследования по выявлению условий, при которых химическое взаимодействие между отходами и породами пласта-коллектора и пластовой водой приводят к нежелательным явлениям, и способов предупреждения этих явлений.
Работы по изучению процессов взаимодействия отходов с образцами пород проводились в статических и динамических условиях с использованием модельных и реальных растворов и образцов пород пластов-коллекторов, отобранных при бурении скважин.
Фильтрационные опыты в динамических условиях проводились на специально изготовленных фильтрационных колонках, позволяющих имитировать давление, температуру, движение растворов с различными скоростями. В результате опытов, проведенных в динамике, установлены пределы по содержанию взвешенных веществ в удаляемых отходах. В дальнейшем при анализе работы нагнетательных скважин было уточнено предельное количество взвешенных веществ, которое при попадании в пласт в виде взвесей приводит к снижению скорости фильтрации отходов. Предел фильтруемости отходов в пористой среде пласта-коллектора соответствует снижению коэф-фи1щента фильтрации растворов через образцы пород в два и более раз.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84