А.Я. Гаев, С.В. Витяев, И.В. Глушков, В.В. Фетисов
Пермский университет
Основные условия использования недр для складирования токсичных жидкостей
В отечественной и зарубежной практике недра уже более столетия используются для складирования жидких отходов производства. Впервые опытные закачки сточных вод в недра были выполнены в США в 1986 г. В России широкое применение этот способ локализации трудно очищаемых сточных вод получил с 50-х гг. завершившегося столетия. Только в Волго-Уральском регионе сегодня сбрасывается в недра более 1 млрд м3 попутных пластовых и других вод. Сточные воды используются в системах заводнения месторождений нефти и газа, а также сбрасываются в поглощающие горизонты [1, 2]. 
Известны случаи, когда закачиваемые в недра пластовые воды выходят на поверхность земли или проникают в горизонты пресных подземных вод, загрязняя окружающую среду (так произошло в Кинешме, Тамбове и других районах). Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о необходимости соблюдения трёх основных условий безаварийного складирования отходов в недрах. 
1. Наличие хороших коллекторов в глубоких горизонтах земной коры.
2. Надёжное экранирование коллектора регионально выдержанным водоупором.
3. Благоприятная гидродинамическая обстановка в эксплуатируемых пластах.
В Пермском Прикамье глубинные коллекторы подразделяются на два основных типа: трещинно-карстовые и порово-трещинные в карбонатных породах или трещинно-поровые в терригенных породах. Проницаемость песчаников и алевролитов в живетских, яснополянских образованиях изменяется в широких пределах - от 1 до 1000 мД и более. Трещинно-карстовые коллекторы во франско-турнейских, визейских, серпуховских, московских, верхнекаменноугольных и нижнепермских карбонатных толщах нередко характеризуются высокими показателями приёмистости скважин, достигающими 5-10 тыс. м3/сут и более.
Роль надёжного регионального водоупора в восточной платформенной части Пермского Прикамья и в Предуральском прогибе играет соленосная толща кунгурского возраста. Мощность этой толщи в соляных куполах (в прогибе) достигает 900 м. Хорошими региональными водоупорами второго рода служат кыновско-пашийские, яснополянские и верейские отложения, которые развиты в Пермском Прикамье почти повсеместно. Их формирование связано с перерывами в осадконакоплении и со структурно-гидрогеологической перестройкой на инфильтрационных этапах гидрогеологической истории региона. Именно на инфильтрационных этапах развития региона сформировались палеокарстовые коллекторы франско-турнейского, визейско-башкирского и московско-кунгурского преимущественно карбонатных комплексов пород [3].
При вскрытии глубинного коллектора буровыми скважинами обнаруживается крайне неоднородный гидродинамический режим в недрах [2]. В Прикаспийской впадине, испытывающей отрицательные неотектонические движения, в глубоких горизонтах фиксируются зоны с аномально высоким пластовым давлением. Так, на нефтегазовом месторождении Тенгиз оборудование скважины было выброшено на большую высоту. Произошёл выброс углеводородов из продуктивного пласта с самовозгоранием. Огненный столб высотой в 500 м не могли укротить целый год. Закачивать сточные воды в горизонты с аномально высоким пластовым давлением абсолютно нереально. На ряде площадей и месторождений глубокие скважины вскрывают зоны с давлением пластов значительно ниже гидростатического. А.Я. Гаевым разработан метод прогноза гидродинамических условий в глубоких горизонтах, который позволяет с высокой достоверностью прогнозировать гидродинамическую обстановку в недрах - наличие поглощающих горизонтов или зон с аномально высокими давлениями.
Для складирования токсичных жидкостей благоприятны зоны пониженных давлений или так называемые поглощающие горизонты, формирующиеся в районах, испытывающих унаследованные неотектонические поднятия. При таком гидродинамическом режиме растёт трещинная скважность кристаллических пород литосферы. Давление флюидов в этих трещинных зонах падает, вызывая снижение пластового давления в смежных наиболее глубоких горизонтахв осадочного чехла. В таких районах формируются пластовые давления ниже гидростатического. Это обстоятельство наряду с наличием коллектора и надёжных экранирующих покрышек служит одним из важнейших условий успешного использования недр для складирования токсичных трудноочищаемых жидкостей.
Библиографический список
1. Гаев А.Я., Шугорев В.Д., Бутолин А.П. Подземные резервуары. Условия строительства, освоения и технология эксплуатации. Л.: Недра, 1986. 223 с.
2. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод. Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1989. 368 с.
3. Максимович Г.А., Быков В.Н. Карст карбонатных нефтегазоносных толщ. Пермь, 1978. 96 с.