Многие месторождения
Казахстана и России добывают тяжелые и высоковязкие нефти. Нефти этих месторождений содержат более 60 микроэлементов , задается вопрос
о содержании пластовой воды этих месторождений. Поэтому необходимо обратить
внимание на пластовые воды нефтяных месторождений Казахстана и России,
содержащие в промышленных масштабах хлористый натрий, хлористый кальций, другие соли и редкие
элементы, имеющие перспективное значение для промышленности.
Благодаря этому имеется реальная возможность по
созданию химических производств для получения тяжелых и редкоземельных металлов.
Промышленными подземными водами называют такие, которые содержат в растворе
ценные химические компоненты или их соединения в количествах, обеспечивающих в
пределах конкретных районов по технико-экономическим
показателям их рентабельную добычу и переработку.
Местонахождением промышленных вод является ограниченная часть геологической
структуры, в пределах которой рациональным в технико-экономическом отношении
водозабором в течении расчетного срока эксплуатации можно полностью отработать
заключенные внутри нее геологические запасы этих вод.
Важным моментом являемся так же региональная,
казахстанская, общероссийская и мировая конъюнктура потребности и
ценообразование отдельных элементов, соотношение себестоимости получения
продуктов из твердого и водного сырья одинакового качества. Важным
преимуществом подземных вод, как сырьевого источника редких элементов,
является: низкая себестоимость продукта, т.к. подземные воды -полноценное
сырье, отдельные их геохимические типы обладают сравнительно высокой
технологичностью, эксплуатация водных месторождений редких элементов не требует
дорогостоящих горных разработок. Поэтому в большинстве стран (США, Италия,
Израиль, Япония, Новая Зеландия, Исландия, Австралия и др.) постоянно и
планомерно ведутся технологические исследования для разработки методов
извлечения этих элементов из конкретных геохимических типов природных вод.
Например:
1) в США из рассолов озера Серлз с минерализацией
около 430 г/л, хлор-карбонат натриевого типа с мах содержанием Li-81мг/кг, К-26
г/кг, B-4 г/кг Вr-860 мг/кг. Из пластовой воды производят соду, сульфат натрия,
хлорид калия, бром, бромистый натрий, буру, борную кислоту, фосфорную кислоту,
карбонат лития, фосфат лития.
2) из рассoлов озера Сильвер-Пик минерализацией 180
г/л, относящиеся к Сl-Nа типу, производят карбонат лития и целый ряд других компонентов.
3) из рассолов Большого соленого озера с
минерализацией 310 г/л, Cl-SO-Na-Mq- типа производят сульфаты калия, натрия,
хлориды магния, натрия и лития.
4) в Италии основным источником бора является
парогидротермы Лардерелло. Из них извлекают буру, борную кислоту, аммиачные и
карбонатные продукты. Общий объем - 4400
т борной кислоты и 4-5 тыс.т. буры.
5) в Израиле из рассолов Мертвого моря (минерализация
300-320 г/л, тип Cl-Mq-Na) извлекают хлористый калий, бромидные продукты и
намереваются извлекать LiCl (запасы LiCl-17,5 млн.т.).
6) в Китае промышленные природные воды (особенно
рассолы озер) используют для извлечения редких щелочных элементов и бора.
7) в Японии для этой же цели используют
парогидротермы.
Во многих странах делаются попытки извлечения урана из вод карбонатных озер.
Необходимо так же учитывать опыт извлечения из
рудничных вод металлургической промышленности ряда ценных компонентов, а так же
технологические процессы переработки твердых полезных ископаемых, при которых
одной из производственных стадий является перевод ценного компонента в
жидкостную фазу с последующим его осаждением. Например, на предприятии
"Радиум-Хилл" Австралия, Sc извлекают из сбросовых растворов,
содержащих 0,03 г/л скандия, его попутное извлечение налажено также в Бразилии
и США.
Известно, что в настоящее время в природных водах
сосредоточено 55% мировых запасов Li, 40% -Re, 35%-Cs. Br извлекается в
промышленном масштабе только из природных вод, т.к. не образует больших
скоплений своих минералов, равно как и I. У нас в настоящее время из подземных
вод в промышленных масштабах извлекают только Вr и I.
Промысловые воды обычно проходят стадию предварительной подготовки: очистка от
остаточных нефтепродуктов, нафтеновых кислот, взвешенных твердых частиц -
гипса, глины, сульфида железа, сероводорода. При отстаивании обычно понижается
щелочность рассолов и содержание нафтеновых кислот. Самое высокое содержание
брома, йода, стронция, калия, натрия соответствует терригенному комплексу
девона. Содержание брома колеблется в пределах 800-1000 мг/л, стронция 400-600
мг/л, йода 7-10 мг/л, натрия 60-75 г/л, кальция до 24 г/л, скандия до 1 г/т. Для рентабельного производства брома, йода и
скандия из рассолов, их минимальное содержание должно быть 450 мг/л для брома, 10 мг/л для йода, 400 мг/т для
скандия.
Представляют интерес и воды верхних горизонтов,
поскольку в них меньшее содержание тяжелых металлов, усложняющих технологию
получения химически чистых сортов хлоридов натрия, кальция, магния и скандия.
При вовлечении в переработку попутных пластовых вод
только Абдрахмановской и Карамалинской площадей Ромашкинского месторождения (Россия)
возможно производство на предлагаемом к строительству комплексе 30 тыс.т
поваренной соли, 40 тыс.т жидкости глушения, 8 тыс.т брома и 76 тонн йода. По
химическому составу подземные воды относятся к хлоркальциевому типу, общая
минерализация которых изменяется от 160 до 273-278 г/л. Обращает на себя
внимание чрезвычайно низкое содержание сульфат-иона (1-1,5 мг-экв/л).
Содержание основного полезного компонента колеблется от 700 до 1000 мг/л.
Концентрации других компонентов изменяются, мг/л: йода 8-10, бора 12, бария до
100, стронция до 400. Основные гидрохимические коэффициенты равны:
Nа/Cl-0,58-0,79; Сl-Nа/Мq-3,26; SО4х100/Сl до 0,01-0,2. Температура пластовых
вод в зависимости от глубины изменяется от 33 до 37 С. Газонасыщенность вод
составляет 300-700 см3/л при общем содержании углеводородных газов 60-75%. Тип
газа азотно-метановый. Сероводород в подземных водах горизонта отсутствует.
Содержание углекислого газа не превышает 1%. Содержание нафтеновых кислот
составляет около 0,2 мг/л. Вязкость пластовой воды составляет 1,92 Па.с, общая
минерализация 273,4 г/л, плотность 1,186 г/см3. Температура пластовой воды
составляет 35 С.
Химический состав подземных вод характеризуется стабильностью состава по
площади месторождения, исключая участки закачки опресненных сточных вод, и
изменения составов во времени.
Таким образом, подземные воды по своему ионно-солевому составу, концентрации
микрокомпонетов имеют промышленное значение как гидроминеральное сырье для
химической промышленности. Наиболее перспективным объектом для организации
производства являются отложения терригенного девона. Промысловые воды содержат
от 70 до 300 кг/т солей металлов, которые могли бы стать долговременным
источником сырья для химической промышленности.
Литература
1.Основы
аналитической химии книга 1 под ред.
Золотова Ю.А –М.: Высшая школа, 2003
2.
Салимов М. Расширение сырьевой базы нефтяных
месторождений. msalimov@narod.ru, 2002