 |
 |
 |
 |
Эндогенные процессы являются основной причиной формирования тектонической и неотектонической структуры, воздымания и опускания участков поверхности, возникновения землетрясения.
Усиление тектонической активности может привести к оживлению существующих тектонических нарушений и образованию новых, по проницаемым плоскостям которых возможна взаимосвязь между горизонтами, вертикальная миграция компонентов отходов. Усиление тектонической активности не происходит внезапно, ей предшествует длительный период, сопровождающийся подъемами и опусканием поверхности, значительным увеличением сейсмичности. Полигоны захоронения расположены в платформенных областях, где подобные явления не произойдут, по-видимому, в течении ближайших десятков и сотен тысяч лет.
Еще больший период времени потребуется для подъема поверхности и эрозии геологических образования до пластов-коллекторов, содержащих отходы. Подобные явления будут сопровождаться развитием магматизма, образованием интрузий и эффузий магматических пород с выносом отходов на поверхность. Для областей платформы эти процессы находятся за пределами разумного времени прогнозирования. Развития магматизма может сьпрать и положительную роль в локализации отходов в пласте-коллекторе, поскольку при увеличении темпетатуры, давления и внедрении магматических пород и гидротермальных растворов происходит значительное снижение осадочных пород, преобразование их в скальные породы типа скарнов, гнейсов.
Как уже упоминалось выше, землетрясения практически не оказывают воздействие на глубокозалегающие горизонты, за исключением проявления сейсмодислокации в сейсмоактивных районах, где захоронение жидких РАО не проводится.
При захоронении жидких РАО развиваются потенциально-опасные процессы, которые при неблагоприятном сочетании могут привести к аварийным ситуациям и осложнениям. Увеличение температуры пласта-коллектора до значений парообразования в пластовых условиях (для глубин 350 - 450 м 250 - 350° С) приведет к появлению парогазовой фазы и повышению давления на устье скважин, находящихся в центральной части области разогрева. Поскольку пласт-коллектор является открытой системой, давление на устье скважины не превысит пластовое или гидростатическое.
Аварийная ситуация произойдет при внезапном разрушении оголовка скважины, находящейся под давлением, напри-
мер, в результате диверсии, военного нападения. Последствием аварийной ситуации будет являться загрязнение ограниченного участка поверхности в районе скважины в пределах I пояса санитарно-защитной зоны. Выход парогазовой фазы и излив газированной загрязненной жидкости будет сопровождаться уменьшением температуры зоны разогрева пласта-коллектора, снижением интенсивности парообразования до полного его прекрагаения. Аналогичный сценарий может иметь место и при образовании газа в пласте-коллекторе вследствии. например, радиационно-химических процессов.
Для предупреждения возникновения предпосылок подобных аварийных ситуаций осуществляется регулирование накопления и концентрирования нуклидов в породах путем подготовки отходов к захоронению и предварительной обработки пласта-коллектора, ограничивается максимальное содеожание нуклидов в высокоактивных отходах, применяется соответствующий режим их нагнетания. Опыт захоронения высокоактивных отходов показывает, что ограничение предельной температуры разогрева пласта-коллектора достаточно эффективно.
При анализе безопасности захоронения РАО вызывает опасение концентрирование в породах пласта-коллектора компонентов, способных создать взрывоопасные условия, прежде всего трансурановьк эдлементов и особенно плутония, находящегося в отходах в неизвлекаемых микроконцентрациях. Как показывает выполненный анализ, для возникновения самопроизвольной цепной реакции (СЦР) необходимо формирование в пласте-коллекторе локальной области или зоны, содержащей металлический плутоний-239 или высококонпентрированный его раствор. Размеры зоны должны быть не менее 10 см, в среде плутония не должны находиться горные породы, пластовые воды, компоненты отходов. Подобные условия практически не могут возникнуть в пласте-коллекторе. Если допустить развитие СЦР, то последствием этого явления будет увеличение температуры, газообразования, но отнюдь не ядерный взрыв. Нормирование Содержаний трансурановых нуклидов в РАО, направляемых на захоронение, является дополнительной гарантией ядерной безопасности.
Растворение пород пласта-коллектора агрессивными компонентами отходов, например, кислотами, может привести к разуплотнению прифильтровой зоны пласта и вьппележащих пород, примыкающих к стволу скважины, что создаст предпосылки для затрубных перетоков. Как показывают физико-химические исследования захоронения слабокисльгх высокоактивных отходов частичному ратворению подвергаются гли-
нистые минералы, содержапщеся в песчаных породах пластов-коллекторов в количестве 3 - 5%, в меньшей степени полевые цп1аты. Кварцевые зерна, составляющие 70 - 80% в объеме пород, не подвергаются растворению, может изменяться только их поверхность.
В результате воздействия слабокислых растворов несколько увеличивается поростость пород, разуплотнение пород пласта-коллектора не происходит. Глинистые породы перекрывающих пласт-коллектор слабопроницаемых горизонтов практически не подвержены воздействию слабокислых растворов ввиду незначительных масштабов развивающихся в них фильтрационных процессов.
Коллекторские породы, сложенные известняками, будут, очевидно, подвержены большим изменениям при нагнетании растворов кислот. Захоронение жидких РАО в кислой среде в подобные горизонты не проводится.
Изменение пластовых давлений при нагнетании отходов и связанные с этим геодинамические явления при неблагоприятных условиях могут вызвать определенные осложнения, например, сейсмичность в виде слабых землетрясений. Землят-рясения не приведут к развитию аварийных ситуаций, разрушению зданий или ухудшению изоляции отходов в пласт-коллекторе, однако вызовут протесты населения, контролирующих органов.
Причины возникновения вызванной сейсмичности рассмотрены в разделе 2. Для предупреждения подобных явлений полигон захоронения жидких РАО не должен располагаться в сейсмически-активных областях и в непосредственной близости от тектонических нарушений, контактирующие блоки которых сложены скальными породами и находятся в напряженном состоянии. Верхний предел давления нагнетания отходов должен ограничиваться.
Аварийные ситуации и осложнения, связанные с попаданием отходов в неглубокозалегающие горизонты и на поверхность, могут иметь место при ухудшении технического состоя-ття скважин, в частности, нарушении герметичности обсадных колонн и образование «свищей» при совпадении места негерметичности колонны с интервалом отсутствия цемента в зако-лонном пространстве. Низкое качество затрубной цементации обсадных колонн, в том числе ленточное распространение цементного камня в заколонном пространстве, наличие в камне каналов, трспщн является причиной вертикальных перетоков отходов и пластовой жидкости по затрубному пространству скважин, их поступления в буферный, а иногда и вышезалегаю-щие горизонты.
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