Томские гидрогеологи изучили уникальный состав вод угольных месторождений Кузбасса

Группа исследователей из Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН в ходе завершения трехгодичного гранта РФФИ побывала в экспедиции в Кузбассе. Целью ученых было комплексное изучение уникальных вод в районах недавно пробуренных скважин для добычи метана из угольных пластов.

Вот уже второй год подряд экспедиционный отряд в составе директора ТФ ИНГГ СО РАН Олеси Лепокуровой, научного сотрудника Евгении Домрочевой и ведущего инженера Артема Волошина изучает содовые воды, которые на протяжении трех десятков тысячелетий активно взаимодействовали с метаном, углем и породой.

– В таких странах, как США, Австралия, Китай, угольный метан добывается уже несколько десятилетий. В России подобный промысел начал развиваться только недавно, и ведется он лишь в одном регионе – в Кузбассе. Глубина каждой пробуренной скважины – до тысячи метров и более, для ученых это просто бесценная возможность осуществить забор проб вод с больших глубин, – рассказывает Олеся Евгеньевна.

Ученые изучили химический, газовый и изотопный состав вод, получили данные о наличии микропримесей, которые зачастую, несмотря на низкие концентрации (доли милли- или микрограммов на литр), имеют важное поисковое значение.

Так, анализ проб показал, что метан, содержащийся в углях, активно «забирает» легкий углерод, а воды сохраняют тяжелый углерод, поглощаемый углекислым газом. В России впервые были обнаружены нетипичные содовые воды, отличающиеся высокой минерализацией (до 25-30 граммов на один литр) и тяжелым изотопным составом углерода (до +30 промилле). К слову, такую же высокую концентрацию тяжелого углерода в водах из скважин угольного метана показывают исследования в других странах.

Также учеными были описаны особенности взаимодействия воды с породой: какие породы растворяются, а какие, напротив, осаждаются, тем самым по остаточному принципу формируя состав вод.

Что касается практических приложений исследования, то гидрохимический анализ поможет определить продуктивность разрабатываемых разрезов. Тяжелый изотопный состав углерода в воде может служить индикатором, указывающим на большую концентрацию метана, следовательно, перспективность его добычи.

Наконец, в ходе летней экспедиции ученые отобрали пробы из рек и озер, расположенных вблизи угольных разрезов. Их результаты, которые еще предстоит проанализировать, позволят комплексно изучить особенности экологической обстановки на территории добычи угля.

В основе исследований научного коллектива ТФ ИНГГ СО РАН лежит концепция «вода – порода – газ – органическое вещество», заложенная выдающимся гидрогеологом С.Л. Шварцевым. Ее суть заключается в том, что вода постоянно взаимодействует с породой и всем, что ее окружает, взаимно обогащая друг друга. С недавнего времени к исследованиям подключились ученые-микробиологи из Томского государственного университета.