The use of oil-gas deposit formation water as hydromineral raw materials for bromine

О. В. Гаврилюк O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv
В. Г. Суярко V.N. Karazin Kharkiv National University

Keywords: bromine, hydrogeochemistry, Dnipro-Donetsk basin, hydromineral raw materials, oil and gas deposits, brines, hydrocarbons, heat and mass transfer, formation water

Abstract

Formulation of the problem. The southeastern part of Dnieper-Donets Basin is one of the most developed regions in Ukraine where a number of hydrocarbon deposits are located, their underground (reservoir) waters and brines are characterized by high contents of various microelements, including bromine. According to this, the study of groundwater geochemistry to determine the possibility of its industrial extraction is an actual problem.

The purpose of the article. The article makes an attempt to determine the possibility to use underground waters of Carboniferous and Permian deposits of the southeastern part of Dnieper-Donets Basin as a hydro-mineral raw material for bromine mining.

Methods. In the work, a hydrogeochemical prospecting method has been used, taking into account geological, hydrogeological and hydrogeochemical features of the area. The authors collected and systematized a large actual (stock) material, which allowed them to make up a database of the groundwater chemical composition in the study area.

Results. In the course of the work, the geochemistry of bromine in underground waters of Carboniferous and Permian sediments was studied. It is emphasized that chloride-sodium waters and brines with salinity of 5-10 to 250 g / dm3 formed in the Paleozoic deposits at a depth of more than 800-1000 m. It is noted that inverse hydrogeochemical zoning (inversion) is often found on anticlinal structures. It was revealed that bromine content in groundwater was controlled by the amount of mineralization and the total chemical composition (geochemical type) of the waters. It is shown that groundwater enrichment with an element increases with the aquifers depth. Underground waters, enriched with various trace elements, and primarily bromine, are most often unloaded in the arched parts of the anticlinal structures controlled by disruptive disturbances. Moreover, the main factors of bromine accumulation in groundwater are heat and mass transfer processes, as well as exchange reactions in the hydrogeochemical system "rock-water". It is determined that the bromine content on individual structures achieves industrial concentrations required for economically efficient extraction of the element from aqueous solutions.

Scientific novelty and practical significance In the course of the studies, the feasibility of using reservoir waters of oil and gas deposits in the southeastern part of Dnieper-Donets Basin as a hydromineral raw material for bromine mining is substantiated.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

О. В. Гаврилюк, O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv

Senior Lecturer

В. Г. Суярко, V.N. Karazin Kharkiv National University

Doctor of Sciences (Geology and Mineralogy), Full Professor

References

1. Бабинец А.Е. Подземные воды юго-запада русской платформы [Текст] / А.Е. Бабинец. – Киев: Наук. Думка, 1961. – 377 с.
2. Бондаренко С.С. Подземные промышленные воды [Текст] / С.С. Бондаренко, Г.В. Куликов. – М.: Недра, 1984. – 358 c.
3. Бураков Ю.Г. Совместное освоение углеводородного и гидротермального сырья на месторождениях нефти и газа [Текст] / Ю.Г. Бураков // Проблемы разработки газовых, газоконденсатных и нефтеконденсатных месторождений. – 2014. – № 4 (20). – С. 59-68.
4. Гаврилюк О.В. Палеогидрогеохимические особенности накопления брома в юго-восточной части Днепров-ско-Донецкой впадины [Текст] / О.В. Гаврилюк // Вісник ОНУ. Серія: Географічні та геологічні науки. – 2015. – Т. 20. – Вип. 3. – С. 145-156.
5. Гавриш В.К. Заложение, развитие Днепровско-Донецкой впадины и проблема ее крупномасштабного тек-тонического районирования [Текст] / В.К. Гавриш // Геологический Журнал. – 1986. – №4. – С. 3-16.
6. Геология и нефтегазоносность Днепровско-Донецкой впадины. Нефтегазоносность [Текст] / [Кабышев Б.П., Шпак П.Ф., Билык О.Ф. и др.]. АН УССР Ин-т геологических наук. – Киев: Наук. думка, 1989. – 204 с.
7. Гуцало Л.К. Общие региональные геохимические особенности подземных вод Днепровско-Донецкой впадины [Текст] / Л.К. Гуцало, В.А. Кривошей // Геология и геохимия горючих ископаемых. – 1969. – Вып. 19. – С. 75-86.
8. Ибрагимов Р.Л. Оценка использования подземных вод нефтяных месторождений республики Татарстан в качестве гидроминерального сырья [Текст] / Р.Л. Ибрагимов // Георесурсы. Геоэнергетика. Геополитика. – 2011. – Выпуск 2(4). – 9 с.
9. Колодий В.В. Подземные воды нефтегазоносных провинций и их роль в миграции и аккумуляции нефти [Текст] / В.В. Колодий. – Киев: Наукова думка, 1983. – 248 с.
10. Крайнов С.Р. Гидрогеохимия [Текст] / С.Р. Крайнов, В.М. Швец. – М.: Недра, 1992. – 463с.
11. Крюченко Н.О. Галогены подземных вод нефтегазоносных районов Днепровско-Донецкой впадины [Текст] / Н.О. Крюченко, Э.Я. Жовинский, М.В. Кухар, К.Э. Дмитренко // Геотехнічна механіка. – 2013. – № 112. – С. 163-172.
12. Ксензенко В.И. Химия и технология брома, йода и их соединений [Текст] / В.И. Ксензенко, Д.С. Стасиневич. – М.: Химия, 1995. – 432 с.
13. Кудельский А.В. Геохимия, формирование и распространение йодо-бромных вод [Текст] / А.В. Кудельский, М.Ф. Козлов. – Минск: Наука и техника. – 1970. – 144 с.
14. Мировой рынок брома [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ukrchem.dp.ua/2012/03/21/mirovoj-rynok-broma-2011-god.html. – Загл. с экрана.
15. Обзор рынка брома и бромистых соединений в СНГ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://docplayer.ru/31673951-Obzor-rynka-broma-i-bromistyh-soedineniy-v-sng.html. – Загл. с экрана.
16. Суярко В.Г. Геохимия подземных вод восточной части Днепровско-Донецкого авлакогена [Текст] / В.Г. Суяр-ко. – Харьков: ХНУ имени В. Н. Каразина. – 2003. – 225 с.
17. Суярко В.Г. Особливості формування газогеохімічної зональності у Північно-Західному Донбасі [Текст] / В.Г. Суярко. – Вісник ХНУ. – 2006. – № 736. – С. 67-72.
18. Суярко В.Г. Причини гідрогеохімічної інверсії та її зв'язок із зонами газонакопичення [Текст] / В. Г. Суярко // Проблеми нафтогазової промисловості. – 2006. – Вип. 4. – С. 62-64.
19. Суярко В.Г. Про джерела надходження та міграцію брому в підземних водах ( на прикладі Дніпровсько–Донецького авлакогену) [Текст] / В.Г. Суярко, О.В. Гаврилюк // Вісник Харківського національного універси-тету імені В.Н. Каразіна. Серія: «Геологія. Географія. Екологія». – 2014. – №41 (1128). – С. 70-75.
20. Суярко В.Г. Структурно–геохімічні критерії прогнозування скупчень вуглеводнів (на прикладі Західно–Донецького грабену) [Текст] / В.Г. Суярко, В.М. Загнітко, Г.В. Лисиченко. – Київ: Салютіс. – 2010. – 83 с.
21. Суярко В.Г. Экология подземной гидросферы Донбасса [Текст] / В.Г. Суярко. – Киев. – 1997. – 69 с.
22. Чирвинская М.В. Глубинная структура Днепровско-Донецкого авлакогена по геофизическим данным [Текст] / М.В. Чирвинская, В.Б. Соллогуб. – Київ: Наукова думка, 1980. – 178 с.
23. Шварцев С.Л. Перспективы использования промышленных рассолов Сибирской платформы для извлечения лития и брома [Текст] / С.Л. Шварцев, С.В. Алексеев, А.Г. Вахромеев, Л.П. Алексеева // Материалы VIII междунар. конфер. «Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых». – Новосибирск. – 2012. – Т. 2. – С. 29-32.