Тема 18. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ОБУСТРОЙСТВЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Сооружение объектов нефтегазопромыслов оказывает существенное влияние на окружающую природу, поэтому необходимо комплексное обеспечение экологической безопасности, учитывать уязвимость природной среды, не вступать в противоречия с естественными закономерностями, чтобы не вызвать необратимых процессов. Особенно это заметно в условиях освоения нефтяных и газовых месторождений Крайнего Севера в зонах слабых с точки зрения экологической устойчивости и способности к самогенерации (тундровые биогеоценозы Ямбурга и Ямала). В настоящее время все проекты обустройства нефтяных и газовых месторождений включают в себя раздел «Охрана природы», однако более детально природоохранные мероприятия предусматриваются ОВОС (оценка воздействия на окружающую среду) в проектах производства работ.

В проектно-сметной документации обустройства предусматриваются специальные меры природоохранной инженерной подготовки, а также комплексные восстановительные работы (рекультивация), учитывающие особенности характера работ при обустройстве нефтяных и газовых месторождений. Природоохранных мероприятия, особенно при освоении месторождений северных районов, предусматривают долгосрочные планы и проекты и могут обусловить большие объемы капиталовложений, которые, на первый взгляд, могут казаться неоправданными, но в перспективе позволят избежать негативных последствий вмешательства в природные процессы, а также обеспечить высокую надежность и безопасность работы нефтегазопромысловых сооружений.

Освоение нефтяных и газовых месторождений резко выдвигает экологические проблемы в ряд важнейших, требующих глубокого и всестороннего изучения, превращения природоохранной деятельности в основной производственный компонент всех трудовых процессов.

При комплексном подходе к проблемам охраны окружающей среды на обустройстве нефтяных и газовых месторождений необходимо рассматривать не только собственно технологический уровень строительно-монтажных работ, но и все возможные факторы, связанные с освоением нефтяных и газовых месторождений.

Природоохранную программу условно можно подразделить на мероприятия, проекты производства строительно-монтажных работ, условия эксплуатации объектов, зданий и сооружений.

Воздействие нефтегазопромыслового строительства на природу может привести к изменению нормального функционирования элементов окружающей среды, температурного режима грунтов, активизации геокриологических процессов, нарушению целостности почвенно-растительного слоя в зоне строительства сооружений, развитию эрозионных процессов, нарушению земельного фонда лесов, ухудшения состояния водных объектов. Эти явления могут привести к изменению среды обитания животных, рыб, ухудшению их воспроизводства.

Утечки нефти, газа, конденсата приводят к пожарам, нефть и конденсат, впитываясь в грунт, губят верхние слои почвы, при испытании их атмосфера загрязняется легкимиУВ; в отдельных случаях нефть и конденсат непосредственно попадают в водоемы, при этом могут загрязняться и подземные воды. Загрязнителями окружающей среды при обустройстве газовых месторождений могут быть природные газы: метан, этан и др.; выхлопные газы газоперекачивающих агрегатов, одорант; жидкости: пластовые конденсационные поверхностные воды, УВ конденсат, минеральные масла, метанол, диэтиленгликоль, органические кислоты, поверхностно-активные вещества. Химические реагенты, применяемые для подготовки воды и чистки технологической аппаратуры, другие вещества (ртуть, применяемая в расходомерах); твердые компоненты (гидраты УВ, строительный мусор, гранитная крошка, загрязненные нефтепродуктами и т.п.).

В целях сокращения вредных выбросов в атмосферу и защиты окружающей среды проектами обустройства нефтяных месторождений, в том числе и с содержанием агрессивных компонентов в продукции скважин, предусматриваются следующие мероприятия:

- применение однотрубной герметизированной системы сброса, транспорта и подготовки нефти и газа;

- исключение постоянных выбросов на факел сероводородсодержащих углеродных газов;

- проведение постоянного автоматического контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны в местах максимально возможного их появления;

- автоматизация и телемеханизация технологических процессов, предусматривающая возможность аварийной ситуации;

- ввод ингибитора коррозии в продукцию скважин;

- применение коррозионно-стойкого нефтепромыслового оборудования;

- использование труб с утолщенной стенкой для строительства промысловых и технологических трубопроводов;

- прокладка трубопроводов должна осуществляться по возможности на малоценных или непригодных для сельскохозяйственных целей землях и лесах малоценных пород;

- очистка бытовых, производственных и дождевых сточных вод, внедрение замкнутых систем водного хозяйства, без сброса сточных вод в водоемы, организация оборотных циклов;

- утилизация очистных сточных вод путем их закачки в продуктивные горизонты с целью поддержания пластового давления;

- устройство обвалования по периметру одиночных скважин, кустов скважин или группы скважин, резервуаров для нефти;

- применение кустового метода бурения скважин;

- рациональное решение генерального плана площадки строительства;

- прокладка коммуникаций в коридорах , гидравлическое испытание их после монтажа, контроль сварки трубопроводов гамма - лучами;

- сброс нефти и газа с предохранительных клапанов, замерных установок, сепараторов и других аппаратов, работающих под давлением, в дренажные емкости или на специальные свечи;

- сброс с помощью инвентарных металлических поддонов утечек нефти при подземном ремонте скважин и отвод в дренажную канализационную емкость.

Воздействие строительства нефтегазопромыслов на природные комплексы может носить постоянный и временный характер. Временное воздействие нефтегазопромыслового строительства происходит непосредственно в процессе производства работ. Факторами временного воздействия являются большое количество различных отходов, образующихся при производстве работ, шумы от строительной техники и транспортных средств, загрязнение водоемов, рек, озер при прокладке трубопроводов, вырубка леса. Загрязнение и разрушение почвенного слоя может быть не только механическим и тепловым, но также микробиологическим, химическим, радиоактивным и радиохимическим.

Одним главным природоохранным мероприятий, которые будут также служить и повышению надежности работы нефтегазопромысловых сооружений на участках развитых суффозионно-карстовых явлений, могут быть:

* непременное сохранение бронирующего чехла отложений на карстующихся породах;

* восстановление дернового покрова и растительности, т. е. искусственное создание благоприятных условий для поверхностного, а не грунтового стока;

* обязательная борьба с оврагами;

* укрепление склонов, проведение противооползневых мероприятий.

Важным фактором является организация экологического контроля функции и объемы работ должны быть возложены не только на службу экологического контроля, но и на другие контролирующие и инспектирующие организации (службы контроля качества строительно-монтажных работ, технадзора заказчика, авторский надзор на строительстве природоохранных объектов, общественные организации, общества и др.).

Эколого-хозяйственная эффективность рекультивации любых антропогенно нарушенных участков земель, в том числе загрязненных нефтью, определяется не количеством сдаваемых гектаров, а степенью восстановления на них исходных функций биогеоценоза, таких как, производство биологической продукции, депонирование углерода, выделение кислорода, биогенный круговорот веществ и др.

Серьезный недостаток заключается в отсутствии ранжирования предъявляемых требований по отношению к принимаемым участкам земель. Одни и те же критерии приемки и их значения установлены для всех без исключения рекультивируемых участков, уравнивая их, таким образом, друг с другом. При этом не учитывается, что большинство участков различаются между собой хотя бы по одному или нескольким характерным признакам: положению в ландшафте (склон, выровненная поверхность, бессточная котловина, стокообразующее болото и т. д.), почвенно-гидрологическим условиям (подзолы на дренированной песчаной поверхности, торфяные почвы на болотах верхового типа, аллювиальные почвы на затапливаемой пойме и т. д.), охранному статусу территории (водоохранная зона, территория обитания редких видов животных или произрастания ценных лесонасаждений, родовое угодье и т. д.) и/или давности нефтяного разлива (свежие - до 4-х лет, давние - от 4-х до 10 лет, старые - свыше 10 лет) [5].

Допускается приемка рекультивированных участков земель с концентрациями углеводородов в почвах, которые, в зависимости от типа почв, могут составлять от 20 до 80 г на 1 кг. Согласно научным данным концентрация нефти в почве всего 1-2% уже вызывает токсическое воздействие на почвенных животных и растительные организмы. Кроме того, в начале 90-х годов в действующих федеральных нормативных документах были установлены нормы высокого и очень высокого загрязнения почв нефтью с гораздо меньшими значениями содержания нефти, соответственно, 3 и 5 г на 1 кг почвы. Участки земель, на которых фиксируются подобные концентрации нефти в почвах, подлежат консервации с изъятием их из оборота [5].

Технологии рекультивации предусматривают активное воздействие на рекультивируемую поверхность загрязненных участков. При этом на них происходит радикальное преобразование микрорельефа исходного ландшафта, изменение почвенно-гидрологических условий, а также морфологической структуры и физико-химических свойств верхних горизонтов почвы. На территориях, где основная доля нефтяных разливов сосредоточена на болотах верхового типа, имеющих низкую устойчивость к механическому и химическому воздействию, применение в рекультивации традиционных сельскохозяйственных технологий приводит к деградации существующих болотных биогеоценозов. Большая часть нефтезагрязненных земель приходится на поверхность торфяных болот и именно этим обстоятельством обусловлена актуальность проблемы восстановления нефтезагрязненного биоценоза торфяных болот.

Цель рекультивации лесных и болотных почв–восстановление естественных сообществ (биоценоза) [5].

Анализ зарубежного опыта восстановления нефтезагрязненных поверхностей торфяных болот также показывает, что приоритетными направлениями являются: локализация аварийных разливов и удалении значительных отложений нефти с использованием щадящих технологий.

Применение чрезвычайно активных методов (удаление загрязненной почвы, совмещенное удаление растительности и почвы, вымывание горячей водой под высоким давлением и др.) являются причиной задержки естественного процесса восстановления, могут резко изменить среду и увеличить период естественной рекультивации в несколько раз.

Стратегия рекультивации должна включать:

* максимально возможное удаление нефти с поверхности;

* локализация аварийных разливов с помощью засыпки пораженных участков воздушно-сухим торфом;

*ежегодный мониторинг рецидивных участков, с целью определения уровня содержания остаточной нефти, достаточного для сдачи таких земель контролирующим органам;

Логика технологии рекультивации нефтезагрязненных поверхностей торфяных залежей в неосушенном состоянии заключается в активизации существующих в нефтезагрязненном торфогенном слое микроорганизмов, количество которых обусловлено биохимическим процессом торфообразования, и значительно выше, чем у любых других почв. Сорбируя определенную часть нефти, слой воздушно-сухого торфа частично разгружает торфогенный слой залежи, одновременно давая ему возможность самовосстанавливаться.

Воздушно-сухой торф, наносимый на пораженный участок торфяной залежи, является пористой системой, в которой воздуха содержится на два порядка больше, чем твердого вещества, и в которой, также, содержится достаточно большое количество микроорганизмов, в том числе и окисляющих УВ сырьё. Специфические условия существования болотной растительности сделали ее более «агрессивной», значительно быстрее восстанавливающей поврежденный покров, чем растительность суходолов. Восстановившийся болотный биоценоз также будет в дальнейшем способствовать более интенсивному разложению остатков нефти.

Заключение

В структуре мирового энергобаланса в последние годы нефть занимает порядка 40%. При этом доля нефти в энергобалансе экономически развитых стран достигает почти 43%, в развивающихся странах – 40% (т.е. столько же, сколько по миру в целом), а в республиках бывшего СССР – около 20%. Но! В энергобалансе большинства республик бывшего СССР преобладает природный газ. Согласно долгосрочному прогнозу (МАГАТЭ, ОПЕК, ООН) к 2020 г. доля нефти составит в мировом энергобалансе 30%, а в 2050 г. – 28-29%. По прогнозу специалистов Международного энергетического агентства к 2030 г. доля нефти в мировом энергобалансе сохранится на уровне начала ХХI в. (39-40%).

Геологическая служба государства, отрасли добычи и переработки (угольная, нефте- и газодобывающая, черной и цветной металлургии, урановой промышленности, производства строительных материалов, и др.) составляли мощный горнопромышленный комплекс, обеспечивший во второй половине XX в. устойчивое развитие народного хозяйства страны, львиную долю валютных поступлений и экономическую безопасность России. После распада СССР в критический период рыночных реформ, именно ТЭК и его ресурсная база обеспечили бесперебойное тепло- и энергоснабжение, функционирование всех видов транспорта, удовлетворение бытовых нужд населения. Топливно-энергетические ресурсы, прежде всего нефть и газ, сыграли решающую роль - стабилизировали экономику страны и на внутреннем, и на внешнем рынке.

Решающее значение в ТЭК России имеют органические виды топлива: нефть, газоконденсат, газ, горючие сланцы, бурый и каменный угли. В ОПБ, которые занимают более 60% территории России, заключены исключительные по масштабам ресурсы всех видов органического топлива, которые могут полностью обеспечить как внутренние потребности страны, так и возрастающий объем экспорта. Трудно представить развитие социально-экономической ситуации в 1990-е гг., если бы Россия была не экспортером УВ-сырья, а страной, вынужденной покупать нефть и газ. Настоящий период характеризуется возрастанием роли государства в управлении сырьевой составляющей ТЭК страны, что определяет необходимость глубокого анализа ее состояния и разработки программы комплексного развития ресурсной базы с учетом современных реалий.

Значительные резервы ресурсов нефти и газа заключены в нетрадиционных ис­точниках и резервуарах. Их изучение и освоение позволит заполнить ту неизбежную паузу в обеспечении нефте-, а затем и газодобычи, которая неизбежно возникнет до ввода в освоение новых сырьевых баз в экстре­мальных по условиям освоения регионах. В перспективе нетрадиционные источники УВ могут стать основой их сырьевой базы.

Поэтому актуально изучение основ знаний о топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) и его главных составляющих – природных нефти и газе, типовыми НГК и ловушками УВ-сырья, условиями поиска и разведки залежей нефти и газа, типовыми месторождениями и их геолого-экономическими классификациями.

Завершает конспект лекций рекомендуемая для самостоятельного изучения основная и дополнительная литература.