Mathematical modeling of pollution of underground aquifers due to mining of minerals

Simple item page
dc.contributor.authorPukish, Arsenen_US
dc.contributor.authorMandryk, Olehen_US
dc.contributor.authorArkhypova, Liudmylaen_US
dc.contributor.authorSyrovets, Serhiien_US
dc.contributor.authorHryniuk, Dianaen_US
dc.date.accessioned2025-10-07T09:05:35Z
dc.date.available2025-10-07T09:05:35Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionМета. Створення математичної моделі розповсюдження сольового забруднення підземними водоносними горизонтами у разі розгерметизації кратера свердловини видобутку вуглеводнів для подальшої оцінки екологічних та економічних збитків від цих процесів. Методика. Для прогнозування еколого-економічних збитків від сольового забруднення було досліджено розподіл концентрацій шкідливих речовин з урахуванням кількості джерел надходження та їх інтенсивності в часі на основі даних польових досліджень на Рибальському нафтовому родовищі Охтирського району Сумської області в Україні, де сталися технологічні збої на свердловинах, які супроводжувалися відкритими фонтанами з виносом великої кількості високомінералізованих вод та утворенням кратерів. Для обробки даних досліджень аварійного техногенного забруднення підземних водоносних горизонтів застосовано методи математичного моделювання. Результати. У статті на основі реальних даних результатів дослідження процесів потенційного поширення сольового забруднення у прісних водоносних горизонтах внаслідок аварій на промислах видобування вуглеводневої сировини розроблено математичну модель розподілу солей у питних підземних водах у разі розгерметизації кратера свердловини нафтового родовища. Обґрунтовано потенційні економічні втрати при можливому забрудненні ґрунтових вод високо мінералізованим розчином, що може потрапити в питні підземні водоносні горизонти. Встановлено, що у зв’язку з виникненням надзвичайної ситуації внаслідок виходу пластової води на поверхню на території нафтогазоносних покладів можливе утворення техногенних мероміктичних колекторів, що підтверджено на прикладі Рибальського нафтового родовища. Доведено, що загальна мінералізація води кратера лінійно зростає з глибиною водойми, подібна залежність характерна і для вмісту хлорид-іонів. Наукова новизна. Вперше розроблено багатокомпонентну математичну модель процесів міграції мінеральних солей у підземних прісних водоносних горизонтах у випадку розгерметизації мероміктичної водойми. Практична значимість. Отримані результати досліджень за допомогою чисельних методів дозволяють прогнозувати процеси розповсюдження шкідливих речовин в питних підземних водоносних горизонтах внаслідок аварійних ситуацій на нафтогазових промислах, враховуючи кількість джерел надходження забруднювачів в зону дослідження, неоднорідність властивостей середовища, в яке потрапляє шкідлива речовина, та оцінити динаміку зміни концентрації цих речовин у часі з подальшою оцінкою екологічних та економічних збитків від цих процесів.uk_UA
dc.description.abstractPurpose. The research aims to create a mathematical model of salt contamination spreading through underground aquifers in the event of depressurization of the hydrocarbon production well crater for further assessment of environmental and economic damage from these processes. Methods. To predict the environmental and economic damage from salt contamination, the distribution of concentrations of harmful substances was investigated, taking into account the number of supply sources and their intensity over time, based on situ studies at the Rybalske Oil Field, Okhtyrskyi District of Sumska Oblast in Ukraine, where there were technological failures wells, accompanied by open fountains with the release of large amounts of highly mineralized water and the formation of craters. Mathematical modelling methods were used to process the data from the study of accidental technogenic pollution of underground aquifers. Findings. Based on real data from the study of the processes of potential salt contamination spread in fresh aquifers as a result of accidents at hydrocarbon production facilities, a mathematical model of salt contamination spreading in drinking groundwater in the event of depressurization of an oil field well crater has been developed. Potential economic losses in case of possible groundwater contamination with highly mineralized solution, which can into drinking groundwater aquifers, are substantiated. It has been established that in connection with the occurrence of an emergency situation due to the release of formation water to the surface in the territory of oil and gas fields, the formation of technogenic meromictic reservoirs is possible, which is confirmed by the example of the Rybalske Oil Field. It is proved that the total mineralization of crater water increases linearly with depth of the reservoir occurrence, and a similar dependence is characteristic of the chloride ion content. Originality. For the first time, a multicomponent mathematical model of mineral salt migration processes in underground freshwater aquifers in the case of depressurization of a meromictic reservoir has been developed. Practical implications. The research results obtained using numerical methods make it possible to predict the processes of spreading harmful substances in drinking underground aquifers as a result of emergencies at oil and gas fields, taking into account the number of sources of pollutants penetrating the study area, the heterogeneity of properties of the environment into which the harmful substance enters, and to assess the dynamics of changes in the concentration of these substances and time with further assessment of environmental and economic damage from these processes.en_US
dc.identifier.citationMathematical modeling of pollution of underground aquifers due to mining of minerals / Arsen Pukish, Oleh Mandryk, Liudmyla Arkhypova, Serhii Syrovets, Diana Hryniuk // Mining of Mineral Deposits. - 2024. - Vol. 18(3). - P. 94-103. - https://doi.org/10.33271/mining18.03.094en_US
dc.identifier.issn2415-3443
dc.identifier.issn2415-3435
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.33271/mining18.03.094
dc.identifier.urihttps://ekmair.ukma.edu.ua/handle/123456789/37033
dc.language.isoen_USen_US
dc.relation.sourceMining of Mineral Depositsen_US
dc.statusfirst publisheden_US
dc.subjectoil fieldsen_US
dc.subjectdrinking water pollutionen_US
dc.subjectmathematical modellingen_US
dc.subjectarticle en_US
dc.subjectнафтопромислиuk_UA
dc.subjectзабруднення питних водuk_UA
dc.subjectматематичне моделюванняuk_UA
dc.titleMathematical modeling of pollution of underground aquifers due to mining of mineralsen_US
dc.title.alternativeМатематичне моделювання забруднення підземних водоносних горизонтів внаслідок видобутку корисних копалинuk_UA
dc.typeArticleen_US
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Arkhypova_Mathematical_modeling_of_pollution_of_underground_aquifers_due_to_mining_of_minerals.pdf
Size:
669.74 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download
Collections
Науково-дослідна лабораторія "Науки про Землю"