Охрана окружающей среды на СПХГ (Степновское подземное хранилище газа)

1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРУЕМОМ ОБЪЕКТЕ

Степновское подземное хранилище газа (СПХГ) территориально расположено   в   Советском районе  Саратовской области в 50  км  восточнее

г. Энгельс  и в 10 км на северо-восток от п.г.т. Степное в пределах равнинной части левобережья р. Волга.

Асфальтированная  дорога связывает район ПХГ с  г. Саратовом, г. Энгельсом и п.г.т. Степное. Грейдерные дороги проходимы для автотранспорта только в летнее время.

Крупными  населенными пунктами являются с. Белополье, с. Новолиповка, п.г.т. Степное, связь между которыми осуществляется по асфальтированным дорогам. Ближайшим населенным пунктом является с. Мечетное, расположенное на расстоянии 2,6 км в восточном направлении от устья проектируемой скважины № 424.

Железная  дорога Москва-Оренбург проходит на рассоянии 22 – 25 км к югу от СПХГ. Ближайшая железнодорожная станция – Золотая Степь расположена на расстоянии 25 км в южном направлении.

Обзорная  карта Степновского ПХГ представлена на рис. 1.

Ситуационная  карта–схема первой проектируемой  скважины № 424 представлена в приложении 2.

Выкопировка из схемы размещения устьев скважин Степновского ПХГ пласт Д2 IVа + IVб представлена в приложении 3.

Степновское ПХГ расположено на плоском водоразделе рек Большой Караман и Мечетка. Поверхность имеет уклон в сторону р. Волга.

Ближайшими  поверхностными водными источниками  являются р. Мечетка и овраг Тридцатый с постоянным водотоком, расположенными на расстоянии 2,3 в юго-восточном и на расстоянии 1,3 км в северо-восточном направлениях соответственно от устья проектируемой скважины № 424.

Степновское ПХГ находится в зоне развитой сети нефтяных и газовых коммуникаций. Оно подключено к газопроводам Средняя Азия – Центр, Степное – Саратов, Степное – Балаково, Первомайское – Сторожевка. В 30 км в северном направлении от ПХГ проходит нефтепровод Саратов – Самара.

ООО «Газпром ПХГ» владеет лицензией  на право пользования недрами, выданной Министерством природных ресурсов  России, Федеральным агенством по недропользованию рег. 5245 СРТ № 14319 ПГ от 28.11.2007 г. с целью эксплуатации Степновского подземного хранилища газа. Срок окончания действия лицензии 01.02.2016 г. (приложение 4).

Степновское поднятие выявлено по палеозойским отложениям сейсмическими работами треста «Саратовнефтегеофизика» в 1950 году. ПХГ является сложным геологическим многопластовым объектом. В пределах Степновской структуры выявлено 6 залежей УВ сырья – нефтегазоконденсатная в ардатовском (пласт D₂IVa) и газоконденсатные залежи в мосоловском, воробьевском (пласты D₂V+VI), ардатовском (пласт D₂IVб), малевском+заволжском, бобриковском горизонтах. Разработка началась с 1956 года и продолжалась до 1973 года.

Эксплуатация  в режиме ПХГ началась с мая 1973 года.

Степновское ПХГ специализируется на приеме, хранении газа и обеспечивает регулирование сезонной неравномерности газопотребления и снижения пиковых нагрузхок по системе газопроводов Средняя Азия – Центр.

Спепновское ПХГ обустроено в истощенных газовых и газоконденсатных залежах живетского яруса среднего девона, приуроченных к терригенным пластам D₂VI+D₂V воробъевского и D₂IVа+IVb ардатовского горизонтов.

По  основному назначению Степновское ПХГ относится к базисным подземным хранилищам газа и выполняет функцию обеспечения сезонно (несколько месяцев) неравномерности газопотребления, работая в режиме закачки газа в период с апреля по август и в режиме отбора – с декабря по февраль месяц.

В границах горного отвода Степновского ПХГ пробурено 183 эксплуатационных скважин, 73 скважины находятся в контрольно-наблюдательном фонде.

2.1 Краткая физико-географическая  характеристика района работ

По физико-географическому  районированию Степновское ПХГ расположено в Саратовском Заволжье, в центральной части Низкой Сыртовой равнины, на примыкании с бортом Прикаспийской низменности. Равнина имеет увалистый характер, пересекается многочисленными долинами малых рек и балок. Отметки поверхности составляют 40-60 м, в долинах рек они понижаются до 28-30 м.

         2.1.1 Характеристика атмосферного  воздуха

Район производства работ  по климатической классификации  Б.П. Алисова  расположен в континентальной  Восточноевропейской области умеренного пояса.  Индекс   континентальности   рассматриваемой   территории  составляет

78 %.

Климатические характеристики и коэффициенты, определяющие условия  рассеивания загрязняющих веществ  в атмосферном воздухе приняты  по материалам СНиП 23-01-99. М. 1999 г. «Строительная климатология», а также представлены по данным многолетних наблюдений метеостанции (МС) «Красный Кут» ГУ «Саратовский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». Копия справки № 281 от 23.05.05 г. представлена в приложении 8.

Район расположения Степновского ПХГ характеризуется засушливым континентальным климатом, с характерным знойным сухим продолжительным летом, морозной и малоснежной зимой.

Средняя многолетняя температура  воздуха за год составляет 5,7⁰С. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой воздуха минус 11,1⁰С. Температура холодного периода (средняя температура наиболее холодной части отопительного периода) равна минус 15,7⁰С. Абсолютный минимум температуры составляет минус 35⁰С. Самый теплый месяц – июль со среднемесячной температурой воздуха + 22,4⁰С. Средняя месячная максимальная температура воздуха самого жаркого месяца (июль) составляет + 29,1⁰С. Абсолютный максимум температуры составляет + 40⁰С. Дата перехода средней суточной температуры воздуха через 0⁰С наблюдается весной в среднем 2 – 3 апреля, осенью – 5 ноября. Продолжительность периода с положительными температурами составляет 214 дней.

Годовое количество осадков  составляет 360 мм. Осадки в течении года распределяются неравномерно. В теплый период времени выпадает 234 мм, что составляет 65 % осадков от годовой нормы. Минимальное количество осадков наблюдается в весенний период с февраля по апрель.

Испаряемость в 2-3 раза превышает  сумму осадков, что приводит к  большому недостатку влаги. Для этого  периода года характерны засухи.

Зимние осадки имеют циклическое  происхождение, сопровождаемое усилением  западного переноса воздушных масс. Снежный покров устанавливается  в первой декаде декабря и в  концу зимы иногда может достигать  50 см. Средняя из наибольших высот снежного покрова за зиму составляет 24 см. Число дней со снежным покровом равняется 128 дням. В степных районах Заволжья снежный покров является важным источником влаги. Продолжительность периода со средней суточной температурой ниже 0⁰С равна 151 дню.

Согласно данным многолетних  наблюдений, средняя дата появления  снежного покрова – 11 ноября, образования  устойчивого снежного покрова – 6 декабря. Средняя дата разрушенияснежного покрова 2 апреля, схода снежного покрова – 5 апреля. Таким образом, бесснежный период продолжается с первой декады апреля до середины ноября и составляет в среднем 236 дней.

Преобладание безоблачных  солнечных дней в летнее время, обширные степные территории в условиях значительной солнечной радиации способствуют активной циркуляции воздушных масс, что в  свою очередь, является дополнительным фактором формирования засушливого  местного климата. Указанные выше условия  создают характерную климатическую  особенность рассматриваемой территории – засухи и суховеев.    

Климатические условия определяют условия рассеивания примесей в  атмосферном воздухе. Существенное влияние на перенос веществ в  атмосфере оказывают, в первую очередь, ветровой режим (повторяемость направлений  и скорости ветра) и температурная  стратификация нижнего слоя атмосферы.

Ветровой режим в районе работ характеризуется в целом  умеренными скоростями, с усилением  в холодное время года, достигая максимума средней скорости 5,0 м/с  в январе и минимума 3,9 м/с в августе. Преобладающим направлением ветра в среднем за год являются: южное и северо-восточное. Среднегодовая скорость ветра составляет 4,4 м/с. Повторяемость штилей в среднем за год составляет 8 %.

Опасность загрязнения атмосферного воздуха возрастает при наличии  туманов, часто сопровождающихся инверсиями, штилем или слабыми скоростями ветра. Туманы аккумулируют примеси из вышележащих  слоев воздуха, в связи с этим происходит возрастание концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.

Наибольшую важность для  скопления примесей в приземном  слое атмосферы имеют задерживающие  слои, к которым относятся приземные  и приподнятые инверсии. Повторяемость  приземных инверсий в среднем  за год составляет 34,0 %, достигая максимума  в июле (46,6 %), минимума в ноябре (19,0 %). Повторяемость приподнятых инверсий в среднем за год составляет 18,9 %, достигая максимума в январе (45,0 %), минимума в августе (3,7 %).

Продолжительность вегетационного периода определяется датами переходасредней суточной температуры воздуха через плюс 5⁰С. По многолетним данным эта дата в арссматриваемом районе приходитсяна 13 апреля и 18 октября, что определяет продолжительность периода с температурой воздуха выше 5⁰С 187 дней.

Среднемесячные температуры  воздуха в этот период положительны и изменяются от + 5,8 ⁰С в октябре до + 22,4 ⁰С в июле.

Данные  о климатических характеристиках  и коэффициентах, определяющих условия  рассеивания загрязняющих веществ  в атмосферном воздухе, представлены в таблице 2.1.

Таблица  2.1 -  Характеристика состояния воздушного бассейна  

                    района работ

продолжение таблицы 2.1

2.1.2 Характеристика уровня загрязнения атмосферного воздуха

Территориально Степновское ПХГ расположено в Советском районе Саратовской области. В Советском районе наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха характеризуется п.г.т. Степное, на остальной территории района воздух достаточно чистый.

Стационарные пункты наблюдений за качеством атмосферного воздуха  на рассматриваемом участке отсутствуют. Ближайшая метеостанция (МС) находится  в городе Красный Кут на расстоянии около 50 км от района ведения работ. Расчетные значения фоновых концентраций загрязняющих веществ представлены ГУ «Саратовский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» для населенного пункта п.г.т. Степное.  Копия справки № 2088 от 28.12.05 г. представлена в приложении 8. Низкие уровни фоновой концентрации атмосферного воздуха по основным загрязняющим веществам, не превышающие 0,5 ПДК и обусловлены слабой техногенной нагрузкой района работ в связи с удаленностью от мощных источников выбросов (г.г. Саратов, Энгельс, Маркс).

Расчетные значения фоновых  концентраций загрязняющих веществ представлены в таблице 2.2.

Таблица  2.2 - Фоновые концентрации загрязняющих веществ

Оценка современного состояния  воздушного  бассейна в районе работ, в целом,  по комплексу показателей  приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Оценка устойчивости воздушного бассейна к

                   техногенному воздействию на  территории 

                   месторождения

Как видно из таблицы 2.3 общее количество рассмотренных  показателей равно 5. Общая сумма баллов составляет 3. Средняя оценка в баллах составляет:  3/5 = 0,60.

      Состояние воздушного  бассейна в районе проведения  работ по комплексу показателей оценивается как «ограниченно-благоприятное» для осуществления планируемой деятельности.

2.1.3  Геоморфологические условия территории

  Территория Степновского ПХГ расположена в западной части саратовского Заволжья и лежит в пределах обширной области, так называемом Сыртовом Заволжье, которое представляет собой равнину, понижающуюся к реке Волга и Прикаспийской низменности. Водоразделы Сыртового Заволжья имеют высоту от 140 до 160 м, а на границе с полосой Волжских террас они снижаются до 60 – 70 м. Эта равнина рассечена долинами и балками на мягкие гряды или «сырты». На западе к Сыртовой равнине примыкает широкая, от 10 до 20 км полоса волжских таррас с высотами  над рекой Волга в 15 – 30 м. На юго-востоке Левобережья пологий уступ отделяет Сыртовую равнину от Прикаспийской низменности, которая является самой молодой в геологическом понимании. Средняя высота ее в пределах изучаемого района составляет 20 – 30 м над уровнем моря.

В ноябре 2009 г. ООО ППП «Горняк» были проведены инженерно-геологические изыскания района работ на территории, общей площадью 10,5 га для трех первоочередных эксплуатационных проектных скважин №№ 422 – 424  (3,5 га под каждую скважину). Договор № 777 от 15.09.2009 г. Лицензия на осуществление геодезической деятельности рег. № НВГ 01254 – Г выдана Федеральным агентством геодезии и картографии 27.11.2005 г. сроком на 5 лет. Лицензия на осуществление картографической деятельности рег. № НВГ 01255 – К, выданная Федеральным агентством геодезии и картографии 27.11.2005 г. сроком на 5 лет.    

Участки под проектируемое строительство  расположены на западе Сыртовой равнины с преобладающими высотами от 70 до 73 м в 5 км к северо-востоку от п.г.т. Степное.

В геоморфологическом отношении исследуемая  территория приурочена к бассейну реки Караман, в правобережной части долины правого бокового притока реки Караман – реки Мечетка. Абсолютные отметки изменяются в пределах 70,0 – 72,0 м абсолютной высоты. Поверхность рассматриваемой территории является участком речного и озерно-морского происхождения и расчленена овражно-балочной сетью.

2.1.4  Ландшафтные условия рассматриваемой территории

В ландшафтном отношении рассматриваемая  территория относится к Караманскому ландшафтному району Низкой Сыртовой равнины подзоны типичных степей Степной зоны.

Большая часть района исследований подвергалась значительной антропогенной трансформации, которая выражена в распашке естественных угодий и включении в их севооборот зерновых, кормовых и пропашных культур. Часть сельсхохугодий подверглась большой водной мелиорации, что привело к их засолению и общему поднятию грунтовых вод. Современная ландшафтная структура 10-километровой зоны вокруг Степновского ПХГ отличается большим разнообразием, поскольку в ее границах оказывается несколько видов природных, сельскохозяйственных, промышленных и селитебных ландшафтов.

Площадь прирордных комплексов невелика, она составляет около 25 % исследуемой территории. Главной структурной особенностью естественных экосистем является их сильная антропогенная трансформация, нередко сопровождаемая нарушениями взаимосвязей и функционирования их отдельных компонентов. В таком неустойчивом, дестабилизированном состоянии природные экосистемы становятся особенно уязвимыми к резким внешним воздействиям, которые могут возникнуть при эксплуатации хранилища.  

  Тектоника

В тектоническом отношении территория исследования располагается в пределах Степновского сложного вала (в его центральной части), входящего в состав Рязано - Саратовского прогиба. С северо-востока он граничит с марксовской депрессией, а на юге с внешней частью бортовой зоны Прикаспийской впадины. Характерным для Степновского сложного вала  является наличие как отдельных погребенных поднятий различного простирания, так и линейных дислокаций осложненных локальными структурами.

Степновский сложный вал является погребенным тектоническим элементом древнего (средне-верхнедевонского) времени формирования, заложившимся на рифейском основании и претерпевшим несколько структуроформирующих фаз в предтиманское, предфаменское, предъюрское и преднеогеновое время.

Сложнорасчлененный эрозионно-тектонический рельеф поверхности рифея возник в результате мощной преддевонской тектонической фазы, районы наиболее интенсивного проявления которой оставались областями размыва и в начале эйфельского времени. Захоронение и компенсация рифейского палеорельефа происходили неравномерно, в результате чего, над выступающими останцами формировались конседиментационные структуры облекания и уплотнения в среднедевонских отложениях.

В начале франского века проявилась предтиманская фаза тектогенеза, приведшая к образованию разрывных нарушений сравнительно небольшой амплитуды и размыву пашийских пород в приподнятых блоках. В горстах обычно формируются небольшие замкнутые (сводовые) ловушки, либо полузамкнутые (структурные носы, полуантиклинали) тектонически экранированные и комбинированные ловушки.

Тектонические движения верхнефранского времени еще более усложнили строение терригенного девона на территории Степновского сложного вала. Они привели к формированию резко выраженной предфаменской поверхности размыва и углового несогласия, по которой палеозойский структурный этаж фактически подразделяется на два подэтажа – нижний (эйфельско-франский) и верхний (фаменско-каменноугольный), различающиеся по характеру тектонического развития и соотношению структурных планов. В результате предфаменской тектонической фазы сформировалась система крупных, высокоамплитудных (200-300м) разрывных нарушений, секущих терригенно-карбонатный и средневерхнефранский комплекс отложений. Они охватывают северную, южную и западную периферии Степновского вала и разграничивают крупные мегаблоки (Фурмановско-Степновский, Южно-Генеральско – Приволжский, Грязнушинский, Отроговский и др). К приподнятым мегаблокам тяготеют зоны максимального размыва кровли терригенного девона. Большая часть Степновского вала, в том числе и рассматриваемый участок, в позднедевонское время пережили длительный период континентального развития. Вследствие этого, разрезы карбонатного девона резко сокращены (выпадают в результате предфаменского размыва).

Тектоническое развитие территории в  каменноугольном и пермском периодах проходило более спокойно и сводилось, в основном, к региональному наклону в южном и юго-восточном направлении.

Тектонические движения предъюрского и преднеогенового времени привели к увеличению регионального наклона и завершению формирования современной тектонической структуры Степновского сложного вала. В северной части над крупным горстом предфаменского возраста, возникло резко выраженное в современном структурном плане валообразное, Степновско-Фурмановское поднятие, к локальным элементам которого приурочены месторождения в каменноугольном и девонском комплексах отложений.

Степновская структура расположена в восточной части Степновско-Фурмановского поднятия. Представлена брахиантиклинальной   складкой сложной конфигурации, с крутым северо-восточным и пологим юго-западным крыльями. Углы наклона крыльев с глубиной возрастают от 10^о по нижнекаменноугольным отложениям до 20^о по отложениям живетского яруса на крутом крыле и от 2-3^о в каменноугольных отложениях до 10-12^о по живетским отложениям на пологом крыле. По горизонтам терригенного девона складка, возможно, осложнена погребенными разрывными нарушениями очень небольшой амплитуды, в западной и северной частях структуры. Количество и трассировка сбросов неоднозначны и существенного влияния на распределение залежей в живетских отложениях они не оказывают. Свод структуры по всем горизонтам осложнен двумя куполами. Структурные планы живетских, турнейских, визейских отложений в грубых чертах сохраняются. По кровле воробьевского продуктивного пласта D₂V размеры складки 6,2х8,7 км (по изогипсе – 2120 м), амплитуда складки – 160 м. По другим горизонтам амплитуда складки вверх по разрезу уменьшается.

 Гидрологические условия и  состояние поверхностных вод     

В орографическом отношении территория входит в состав равнины левого берега реки Волга, расчлененной речной и овражной сетью на отдельно сглаженные водораздельные гряды. Овражная сеть достаточно густая, но глубина срезания ее незначительна.

Степновское ПХГ расположено на плоском водоразделе рек Большой Караман и Мечетка. Поверхность имеет общий уклон в сторону реки Волга. Абсолютные отметки рельефа колеблются от 70,0 до 72,0 метров и постепенно повышаются в восточном направлении.

Ближайшим водным источником является река Мечетка, расположенная от устья ближайшей первоочередной проектируемой скважины № 424 на расстоянии 1,3 км в северо-восточном направлении.

Свое  начало река Мечетка берет на юго-востоке Марксовского района близ села Липовка. Река протекает по территории Марксовского и Советского районов и является правым притоком реки Большой Караман. Длина реки составляет 65 км. В реку Большой Караман Мечетка впадает у п.г.т. Степное.

Река  Большой Караман является главным водотоком рассматриваемой территории. Река пересекает территории четырех районов – Федоровского, Советского, Марксовского и Энгельсского и является левым притоком реки Волга. Протяженность реки составляет 195 км.

Свое  начало река берет на востоке Марксовского района близ села Яблоня с участка, имеющего абсолютные отметки 100 – 110 м, течет в юго-западном направлении и впадает в Волгоградское водохранилище у села Красная Поляна. Долина реки в верхней части течения имеет характер типичного степного оврага, в котором вода даржится отдельными плесами, объем которых увеличивается искусственными запрудами. Ниже впадения реки Мечетка долина приобретает форму типичной речной долины.

В среднем и нижнем течениях русло  реки извилистое, с изменением направления  с близкого к широтному на близкое к меридиональному. Берега обрывистые, со слабо развитой поймой. Уклон русла в среднем составляет 0,5 м на 1 км. В меженное время течение реки наблюдается ниже р.п. Советское.

В приустьевой части река Большой  Караман представляет собой узкий залив Волгоградского водохранилища. Отсюда берет начало канал Приволжской оросительной системы (ОС). Правыми притоками реки являются реки Мечетка и Суслы, левыми притоками являются реки Нахой и Грязнуха.

Естественный  гидрохимический фон поверхностных  водных источников рассматриваемой  территории характеризуется повышенной минерализацией. Наибольшие значения концентраций солей приходятся на период летней межени, когда они достигают  величин 1,5 г/л, т.е. становятся солоноватыми.

По  данным гидрохимического опробования  поверхностных вод качество воды по индексам загрязнения вод (ИЗВ) соотвествует III классу (вода «умеренно-загрязненная»).

Вышеуказанные реки не являются судоходными и не имеют рыбохозяйственного значения.

Промышленные  источники загрязнения поверхностных  вод в районе работ отсутствуют.

Поверхностные воды рассматриваемой территории используются в хозяйственно-бытовых и мелиоративных  целях. \

Водоохранные зоны

В целях поддержания благоприятного гидрологического режима, предотвращения засорения и истощения, улучшения  санитарного состояния рек и  рационального использования водных ресурсов на территории района проектируемых  работ, необходимо соблюдать водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы и установленные для них специальные режимы.

Согласно Водному кодексу  Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер и водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.

В границах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на территориях которых вводятся дополнительные ограничения хозяйственной и иной деятельности.

Ширина водоохранной зоны морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и ширина их прибрежной защитной полосы за пределами территорий городов и других поселений устанавливаются от соответствующей береговой линии. При наличии ливневой канализации и набережных границы прибрежных защитных полос этих водных объектов совпадают с парапетами набережных, ширина водоохранной зоны на таких территориях устанавливается от парапета набережной.