Мероприятия по охране почв и грунтов

Как указывалось выше, при оценке воздействия на почвенный покров различают механические воздействия (разрушение и удаление верхних горизон­тов почв, которое называют эрозией) и химическое воздействие, связанное с привносом веществ-загрязнителей в почвы.

Главным мероприятием, позволяющим значительно сократить отводы зе­мель под бурение и обустройство скважин и обеспечить снижение затрат, связанных с отводом земель, является применение кустовых методов строительства скважин и горизонтального бурения. При этом кроме экономии плодород­ных земель сокращается протяженность коммуникаций и дорог, подводимых к скважинам, и повышается эффективность их обслуживания.

Благодаря эффективным мероприятиям по максимально возможному сокращению отвода земель предприятиям АО "Татнефть" удалось снизить удель­ный расход земель на обустройство одной скважины с 3,53 га в 1970 г. до менее чем 1 га в настоящее время.

Наиболее популярные и апробированные действия по охране почв сводятся к выполнению следующих общепринятых мероприятий:

1) по возможности максимальное использование под строительство производственных объектов земель, не пригодных для сельскохозяйственных нужд;

2) прокладка дорог к буровым установкам, скважинам и другим объектам производится с учетом минимального разрушающего воздействия на почву;

3) при проведении любых строительно-монтажных работ необходимо:

- снять плодородный слой почвы на определенную глубину с земельно­го участка, отведенного под строительство объекта или карьера строй­материалов;

- переместить плодородный слой почвы в места временного складирования и хранения для повторного использования при восстановлении земель;

4) устройство нефтеловушек, дренажа на пониженных участках местности с учетом возможности более полного сбора загрязнителей;

5) сооружение систем накопления отходов бурения и продуктов испытания скважин (шламонакопителей, амбаров, лотков и т.д.) с гидроизоляцией дна и стенок. На рис. 6.5 приведен наиболее оптимальный вариант рас­положения бурового оборудования, при котором достигается минимиза­ция загрязнения и нарушения почвенного покрова;

6) устройство на буровых закрытых помещений или огражденных площа­док с гидроизолированным настилом для хранения химреагентов;

7) сбор, откачка плавающих нефтепродуктов из шламового амбара и нефтеловушек для последующей их утилизации;

8) переработка отходов сырой нефти, БШ и осадков бурового раствора (после фильтрации) в строительные материалы и дорожные покрытия;

9) обезвреживание отходов бурения методом отвердения ОБР и БШ с последующим захоронением;

10) после завершения работ по строительству последней скважины на кустовой площадке, демонтажа и вывоза оборудования, материалов и обработанных глинистых растворов на новую площадку проводятся работы по восстановлению нарушенных земель (технический этап рекультива­ции) в следующей последовательности:

- территория площадки очищается от металлолома и строительного мусора;

- ликвидируются земляные амбары;

Рис. 6.5. Генеральная схема расположения оборудования и коммуникации буровой установки при разбуривании куста скважин: 1 - вышечно-лебедочный блок; 2 - инстру­ментальная площадка; 3 - приемный мост; 4 - стеллаж; 5 - блок желобов; 6 - виброси­то; 7 - амбар для шлака; 8 - насосный блок; 9 - электрокотел; 10 - блок приготовления раствора; 11 - глиномешалка; 12 - место установки с насосом повторного теплоснаб­жения и перекачки ОБР и БСВ; 13- склад масел и дизтоплива при бурении на дизель­ном приводе; 14 - склад цемента и химреагентов; 15 - бытовое помещение; 16- скважины; 17' - желоб для сброса ОБР и БСВ

- срезаются загрязненные грунты;

- взрыхляется поверхность грунтов, где она сильно уплотнена;

- поверхность земельного участка покрывается плодородным слоем почвы;

11) своевременное проведение биологической рекультивации земель и противоэрозионных работ путем:

- вспашки почв с одновременным рыхлением и внесением удобрений;

- посева семян многолетних трав, обработки пашни до и после посева;

12) прокладка трубопроводов и коммуникаций производится в одном коридоре для сокращения отведенных площадей и земель;

13) вдоль трасс нефтепроводов:

- организация стока поверхностных вод, крепление оврагов, промоин, размываемых берегов, водных преград;

- устройство водопусков для нефтепроводов, проложенных в земляных насыпях через балки, овраги, ручьи.

При строительстве нефтепроводов, внутрипромысловых коммуникаций необходимо строго выполнять следующие указания:

- постоянно устанавливать оптимальный режим работы дорожно-строительных машин; без соответствующего анализа и согласования с органами санитарно-эпиде­миологического надзора исключать использование отходов промышленно­го производства для насыпи земляного полотна и дорожной одежды;

- запретить устройство в лесах стоянок дорожно-строительных машин и автотранспорта, строительных площадок;

- в сухие периоды лета отсыпка земляного полотна должна производиться с одновременным поливом водой;

- не допускать складирования в пределах крон деревьев лесных массивов грун­та, камней, железобетонных и других изделий и химически активных веществ;

- после окончания строительства дороги должна производиться очистка территории от строительного мусора.

На многих нефтедобывающих предприятиях существуют специализирован­ные сервисные подразделения по биотехнологической рекультивации земель и водных объектов, загрязненных нефтепродуктами. Эти подразделения проводят работы по восстановлению почв и водных объектов с учетом современных требований к технологиям рекультивации.

Современные исследования показали, что основным источником загрязне­ния при строительстве скважин являются утечки горюче-смазочных материа­лов. В этих условиях первостепенное значение имеет отсыпка площадки кус­тов, которая выступает в роли экологического экрана, предохраняя ландшафт от техногенного загрязнения. Экологическая роль отсыпок резко возрастает в условиях заболоченных ландшафтов. Особенно эффективны отсыпки с послойным уплотнением и применением синтетических нетканых материалов, пре­пятствующих поступлению загрязнителей в почвогрунты оснований.

Большинство предприятий для ускорения работ использует перемещение буровых установок в неразобранном виде с помощью строительных тележек и мощных тракторов. Отечественные буровые установки "Уралмаш-ЗД-86" не отвечают требованиям экологически чистого процесса бурения и минимизации воздействия на почвы и грунты при их передислокации. На многих пред­приятиях разработаны специальные технологии бурения, сбора и утилизации отходов. В первую очередь это касается модернизации самой установки, к ко­торой предъявляются следующие требования [58]:

- модульно-блочное исполнение с оборудованием блоков сплошными днища­ми из листовой стали, которые служат гидроизоляторами;

- установка поддонов в полях силового, насосного блоков и блока приготовления раствора для сбора дренажей от оборудования;

- приспособление модульных элементов к транспортировке и установке на специально приготовленную ледяную площадку толщиной до 10 см, что сопоставимо с прочностью гранитной плиты, способной нести нагрузки до 5 кг/см²;

- по возможности максимальное ограничение массы блоков;

- высокая монтажеспособность и мобильность;

- автономный обогрев;

- технологическая система замкнутого цикла бурения за счет приложения специальных вибросит, гидроциклонной установки, декантерной центрифуги и флокуляционной установки.

В табл. 6.5 приводятся параметры нагрузок блоков буровой установки.

Таблица 6.5 - Расчетные нагрузки блоков модернизированной установки «Уралмаш ЗД-86»

Строительство ледовой площадки включает:

- отсыпку снега с последующим уплотнением и обваловкой до 1 м;

- намораживание ледяного покрова толщиной не менее 10 см;

- укладку деревянных щитов для равномерного распределения рабочих нагрузок на ледовое покрытие;

- укладку слоя водонепроницаемой морозоустойчивой синтетической плен­ки под всей буровой и емкостью ГСМ.

Благодаря ледовой площадке удается сохранить почвенно-растительный покров и качество грунтовых вод.

Безамбарная технология бурения с ледовых площадок возможна при нали­чии близко расположенного полигона захоронения отходов. Как правило, та­кие полигоны сооружаются при строительстве нескольких скважин или кустов скважин, а в отдельных случаях - для обслуживания нескольких близко расположенных месторождений. Качество сооружений, контроля, утилизации отхо­дов бурения на таких полигонах, несомненно, выше. Это дает реальные пре­имущества при проведении мероприятий по охране почв и водных ресурсов.

Для организации грунтовых оснований под постоянные сооружения (ДНС, ЦПС, УПН, УПСВ, жилых поселков и др.) разработаны новые конструкции, позволяющие использовать лесные грунты без снижения характеристик несущих способностей, и в то же время сохранить многолетнемерзлые грунты от растепления. Особенности возведения таких оснований включают следующие мероприятия.

Насыпи высотой до 2 м возводятся в зимнее время заранее подготовленным грунтом, который укладывают в обойму из геотекстиля или другого изолятора. По основанию насыпей откосы площадок укрепляют железобетонными плитами для предохранения их от размыва ливневыми и паводковыми водами. На площадках УПН, ГПС, БКНС и др. по периметру насыпи для охлаждения грунтов устанавливают термостабилизаторы. Выше горизонта паводковых вод поверхность насыпи покрывают 5 %-м раствором латекса с посевом трав. Для предотвращения размыва естественных поверхностей при водоотведении на рельеф предусматривают специальные площадки-растекатели с целью гаше­ния энергии и сведения водной эрозии к минимуму. Экологически опасные сооружения (склады ГСМ, химреагентов, емкости, буллиты и др.) изолируют специальными пленками (геотекстилем) и обваловывают.

Для карьеров стройматериалов производится опережающая (за 1-2 года) выемка почвогрунта и складирование его в бурты высотой до 4-8 м для обезвожи­вания. За 2-3 цикла оттаивания-промерзания происходит обезвоживание грун­тов на 30-40 %, что позволяет использовать его для армированных отсыпок.

В районе стволов скважин с целью ограничения зон растепления использу­ют специальные конструкции из обсадных труб с применением арктических марок цемента.

Факелы должны быть подняты на высоту, которая не допускает растепле­ния или осушения почв. Это относится и к нефтепроводам и водоводам, имею­щим более высокую по сравнению с грунтами температуру. Трубопроводы и манифольды должны устанавливаться на высоту не менее 1 м от земли и быть защищены полиуретановой пеной или другим изолятором с внешним стальным кожухом. Все соединительные швы тщательно проверяют, применяя спе­циальные методы или опрессовку, и также покрывают защитным слоем.

Движение транспортных средств, особенно тяжеловесных, должно быть строго регламентировано постоянными дорогами, подготовленными в зимнее время. Перемещение вне дорог производится только по специальным разрешениям, техникой со специально оборудованными шинами или гусеницами с низким давлением на грунт. Новые дороги, в том числе зимники, а также дру­гие линейные коммуникации необходимо привязывать к уже существующим путям передвижения. На зимниках перед началом снеготаяния делают прохо­ды для обеспечения водопропуска, либо они полностью разрушаются на учас­тках переходов через водные преграды.

На всех производственных участках и жилых объектах необходимо организовать систему сбора твердых бытовых и производственных отходов с обору­дованием контейнеров для сбора мусора и других емкостей, обеспечить их ре­гулярное освобождение и вывоз отходов на полигон для захоронения. Необходимо обеспечить систему регулярного сжигания отходов в специальных печах с последующим затоплением ила.

Все непроизводственные площадки, имеющие канализацию, должны быть оборудованы компактными очистными сооружениями типа "БИОДИСК", "Бриз" и др. с целью недопущения сбросов сточных вод на рельеф и в водные объекты.

Производственные площадки и автобазы должны надлежащим образом собирать и провозить в специальных контейнерах отработанные масла, смазки и другие материалы со своевременной сдачей их на регенерацию либо сжигани­ем в специальных печах. Материалы из пластмасс и упаковочные материалы из специальных тканей повторно используются либо подлежат утилизации.

Так, по предложению "ВолгоградНИПИнефть" (Безродный, 1999) одним из вариантов решения проблемы утилизации бумажной мешкотары из-под химреагентов, которой может накопиться на буровой до нескольких тысяч штук (ее сжигание из-за наличия специальных пропиток запрещено), является ис­пользование мешкотары в качестве противофильтрационного материала в тран­шеях и желобах для непуска жидких отходов бурения. Эти же мешки могут использоваться при рекультивации траншей и амбаров как защитный слой на поверхности перед засыпкой водоупорным грунтом и плодородной почвой. Данная технология наряду с безопасным захоронением отходов бурения по­зволяет утилизировать несколько тысяч использованных бумажных мешков.

Кроме того, при утилизации отходов бурения с помощью узких траншей может применяться зигзагообразный способ их проложения параллельными рядами с интервалом 3,3-3,8 м, что позволяет на 20-25 % снизить размеры территории для рекультивационных работ. В целях повышения биоразлагаемости отходов бурения предлагается вносить компост в траншеи одновременно с от­ходами. Это позволяет стабилизировать соотношение азота, фосфора и калия в нарушенных почвах и обогатить корнеобитаемый слой гумифицированными веществами. Последние представляют собой высокомолекулярные органичес­кие вещества (гуминовые кислоты), присутствие которых является важнейшим условием плодородия почв.

В связи с этим применение гуматов для детоксикации ОБР на основе гуминоминеральных концентратов (ГМК), производимых из окисленных бурых уг­лей, имеет большую перспективу. Высокая эффективность применения для этих целей ГМК с последующими добавками ОБР и БШ в качестве мелиорантов обусловлена тем, что гуминовые кислоты активно связывают тяжелые метал­лы и УВ, одновременно определяя хорошую агрегированность почв, водоудерживающую способность, хорошие поглощающие свойства, жизнедеятельность микроорганизмов и рациональный тепловой режим.

Опытными данными установлено, что благодаря внесению в почву гуматов от 0,1 до 3 % массы грунта формируется в течение от 2 недель до 3 месяцев характерная почвенная структура. Влагоемкость в глинистых грунтах возрастает на 15-20 %, в суглинистых - на 20-30 %, в супесчаных и песчаных грун­тах - в 5-10 раз. Устойчивость грунтов к водной эрозии увеличивается в 4-8 раз при хорошем развитии растительности [75].

Рекультивация нарушенных земель осуществляется по следующей схеме. Проводится внесение водных растворов гуминовых кислот в почвы и распределение их вспашкой или дискованием по объему. Далее в течение 2-3 меся­цев происходит нормализация состава почв водного, воздушного и теплового режимов. При этом могут быть использованы различные смеси отходов буре­ния. Детоксикация происходит за счет связывания тяжелых металлов (РЬ, Си, Hg и др.). С учетом свойств почв на связывание 1 г металлов требуется 8-10 г гуминовых кислот, а образуемые комплексы устойчивы при рН от 3 до 9,5. Одновременно происходит активное разрушение УВ. Применение данной тех­нологии позволяет одновременно решать проблему детоксикации и утилиза­ции ОБР с восстановлением нарушенных почв.