Вирт универ заочники 2. Экология пдк предельно допустимая концентрация, которая при действии на организм человека в течение заданного промежутка времени не вызывает необратимых (патологических) изменений в нём. Пдв
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
12.1.2 Подземные воды Масштабность техногенного воздействия разведки и разработки месторождений углеводородов на подземные воды зависит от геологического строения, гидродинамических и термобарических условий, технологии эксплуатации нефтегазоводоносных комплексов. Влияние техногенных факторов непосредственно сказывается на изменениях физико-химического состава и органолептических свойств грунтовых вод, а с некоторым запозданием во времени - и на качественных характеристиках подземных вод глубоких структурных горизонтов. Как следствие, гидрохимическая и температурная обстановка в водоносных горизонтах, сформированная под воздействием техногенных факторов, оказывает влияние на фильтрационные свойства пород. При фильтрации воды, загрязненной нефтепродуктами, происходит их постоянное накопление во вмещающих породах. Эффективность борьбы с нефтяным загрязнением подземных вод в значительной степени снижается из-за недостаточной изученности механизма загрязнения нефтепродуктами и слабой разработанности методов его индикации. Существенное влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод оказывают попутные воды, которые извлекаются из продуктивного пласта на поверхность вместе с нефтью или газом. Наряду с высоким содержанием солей в этих водах присутствуют токсичные злементы (бор, литий, бром, стронций и др.) и органические вещества (нафтеновые кислоты, фенолы, эфиры, бензол и др.). В попутных водах встречаются механические примеси, нефтепродукты, а также утяжелители и химреагенты, которые применяют в процессе бурения скважин. 12.2. Утилизация вод нефтяных месторождений В настоящее время для нейтрализации воздействия сточных вод на окружающую среду применяется их естественное упаривание в прудах-испарителях и на полях фильтрации, закачка в глубокие поглощающие горизонты и заводнение продуктивных коллекторов для ППД. Первые два способа используются ограниченно, так как косвенно влияют на загрязнение воздушной среды и подземных вод. Наиболее приемлемым с экологических и экономических позиций является заводнение продуктивных горизонтов. Обязательным условием должна быть совместимость составов пластовых и закачиваемых вод. Контроль за гидрогеологическими параметрами поглощающих горизонтов осуществляется с помощью наблюдательных скважин. Однако даже при соблюдении всех мер предосторожности, предъявляемых к системе нагнетания и поглощающему объекту, захоронение сточных вод в подземные горизонты представляет потенциальную опасность для геологической среды. Наиболее рациональное использование подземных вод и рассолов, добываемых вместе с нефтью, возможно при заводнении продуктивных горизонтов для поддержания пластового давления. Применение системы ППД позволяет повысить нефтеотдачу пластов и темпы отбора нефти и, как следствие, сократить срок разработки месторождения. Кроме того, решается вопрос оборотного водоснабжения нефтедобывающих предприятий и сокращаются расходы на бурение поглощающих скважин. Благодаря утилизации этих вод, в оборотном водоснабжении частично компенсируется расход пресных вод для технологических целей при добыче нефти. Особое внимание следует уделить биологической и химической совместимости закачиваемых вод. Применение пресных вод для заводнения нефтяных коллекторов способствует развитию микробиологических процессов и, как следствие, заражению продуктивных пластов аэробными и анаэробными бактериями. Скорость формирования микробиологического сообщества в призабойных зонах нагнетательных скважин зависит от физико-химических условий пласта и количества закачиваемой воды, содержащей кислород. Оптимальными условиями для жизнедеятельности этого типа бактерий являются близкая к нейтральной реакция водной среды, отсутствие или минимальное содержание свободного кислорода, минерализация воды в пределах 10-100 г/л, температура 20-40 °С. Именно они обусловливают процесс восстановления сульфатов, который ведет к накоплению сероводорода и усилению явлений коррозии нефтепромыслового оборудования . Требования, предъявляемые к качеству закачиваемой речной воды, постоянно возрастают, и сегодня для их использования в заводнении нефтяных пластов рекомендуется комплекс технологической подготовки. С помощью двухступенчатого фильтрования или последовательных операций, связанных с коагулированием, отстаиванием и фильтрованием, содержание в речной воде твердых механических примесей ограничивается 2-5 мг/л, растворенного кислорода - не более 0.1 мг/л, а коррозионная агрессивность не должна превышать 0,15 мм/год. При подготовке речной воды должны быть полностью удалены сульфатвосстанавливающие бактерии. При контакте закачиваемых и подземных вод отмечается изменение термодинамических условий миграции флюидов, сопровождающееся нарушением солевого равновесия и интенсификацией процессов биогенной сульфатредукции. Для защиты оборудования и коммуникаций от коррозии широко используют ингибирование всей добываемой жидкости и закачиваемой в пласт воды. Для предотвращения солеотложения в продуктивных пластах и дня защиты от микробиологической коррозии нефтепромыслового оборудования применяют для ППД природные и сточные растворы, совместимые по химическому составу с подземными водами. Возможно использование химических реагентов-ингибиторов в композиции с полимерами, бактерицидами и другими активными веществами. При наличии в природной зоне глинистых минералов под влиянием нагнетаемой воды снижается проницаемость пласта и приемистость скважин. Разбухание интенсивно развивается при контакте с пресными водами и существенно снижается при использовании попутных вод повышенной минерализации. 12.3. ОХРАНА ПРИРОДНЫХ ВОД К природным водам относятся поверхностные воды (реки, ручьи, озера, болота и т.д), а также подземные воды пресных водоносных горизонтов. Обустройство и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений сопровождаются неизбежным техногенным воздействием на объекты ОС. По данным Госкомэкологии РФ, ежегодный сброс неочищенных сточных вод составляет почти 1/3 часть от общего сброса. На долю предприятий нефтегазового комплекса приходится приблизительно 10% от общего сброса. Уменьшение сброса загрязняющих веществ возможно: 1) при рациональном водопользовании; 2) за счет повышения уровня очистки сбрасываемых вод; 3) за счет применения замкнутых систем водоснабжения (бессточные технологии). Последнее направление следует считать приоритетным в системе мер по охране водных объектов от загрязнения. 12.4. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА При всем разнообразии технологических процессов на предприятиях нефтегазового комплекса направления использования воды совпадают. Нефтегазодобывающие производства потребляют воду в технологических целях, во вспомогательных процессах и для бытовых нужд. С применением заводнения сегодня добывается более 86% нефти. При этом в пласты закачивается примерно 1 млрд м3 воды в год, в том числе 700 - 750 млн м3 пресной. При этом почти 700 млн.т пластовых вод откачивается вместе с нефтью. Таким образом на 1 т добытой нефти требуется от 2 до 15 м3 воды ( в зависимости от системы заводнения). Вспомогательные процессы: приготовление растворов реагентов, охлаждение потоков нефти, газа, паров, охлаждение оборудования, промывка оборудования, приготовление умягченной воды (для котельных )и т.д. Балансовое водоотведение, можно сказать, равновесно водопотреблению, оно соответствует забору воды от источника с учетом потерь. Спецификой нефтегазовых предприятий является наличие небалансовых сточных вод, образующихся в результате отделения пластовых вод из добываемой пластовой смеси. Это увеличивает объемы водоотведения добывающих предприятий. Анализ водопотребления и водоотведения необходим для: 1) определения объемов расхода воды по направлениям; 2) рационального водопользования; 3) установления объемов и характера загрязнения сточных вод; 4) выбора способов очистки. При проектировании рассчитываются: - коэффициент использования воды, забираемой из источника:  где W2 – расход воды, забираемой из источника, м3/ч; W3 - расход воды, поступающей в систему водоснабжения с сырьем, м3/ч; W4 - расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м3/ч. - коэффициент водоотведения:  где W6 – расход сточных вод, получаемых от других потребителей для повторного использования, м3/ч.  Как следует из таблицы, бурение – основной потребитель воды и источник сточных вод. УПН – также относится к объектам, на которых формируются сточные воды: вода от установок обезвоживания, обессоливания, ливневые стоки. Загрязняющие вещества в сточных водах: - минеральные: нефть и нефтепродукты, минеральные соли растворенные, песок, глина, кислоты и др. - органические: растительного и животного происхождения: остатки растений, водоросли. - бактериальные (можно отнести и к органическим, но ввиду особой важности выделены в отдельную группу). Соотношение между ними изменяется в широких пределах и обусловлено спецификой предприятия. Наибольшую опасность для водной среды представляют нефть, нефтепродукты, конденсат, тяжелые металлы (Cu, Zn, Pb, Cd, Ni, Hg), сульфаты, хлориды. Таблица 8 Укрупненные нормы расхода воды (на единицу продукции по основным технологическим процессам бурения, нефтедобычи и транспорта нефти)
Различные виды бактерий реагируют на нефтяное загрязнение по-разному. Опасными загрязнителями являются ПАВ, применяемые при бурении и при обезвоживании нефти (в процессе деэмульгации). ПАВ попадают в воду также из хозяйственно-бытовых стоков жилых поселков и при использовании их для промывок оборудования. При попадании стоков в водоем начинается цепь биохимических превращений. Бактерии, используя растворенный в воде кислород, разлагают органические соединения до CO2 и других простых соединений. Водоросли используют эти продукты для своего роста и одновременно выделяют в воду кислород. Так происходит самоочищение водной среды. Естественный цикл самоочищения происходит медленно и только при наличии равновесия между животными и растительными организмами, для чего важна достаточная концентрация кислорода, растворенного в воде. При постоянном загрязнении содержание кислорода уменьшается и процесс самоочищения нарушается, следовательно, изменяется характер акватории. Низкая концентрация кислорода и высокая концентрация органического вещества создают неблагоприятные условия для жизни рыб, которые либо гибнут, либо уходят из загрязненного района. К сбрасываемым в водные объекты и на поверхность сточным водам предъявляются очень жесткие требования. 12.5.1. Критерии, отражающие воздействие отдельных факторов Для сточных вод, сбрасываемых в водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, выделены следующие лимитирующие показатели вредности (ЛПВ): санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический (вкусовой). Таблица 9 ПДК вредных веществ для поверхностных вод по санитарно-гигиеническим требованиям
При попадании в водные объекты нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности сумма отношений концентраций каждого вещества в водном объекте к ПДК не должна превышать 1:  Если фактические концентрации не удовлетворяют этому условию, то их уменьшение осуществляется с помощью метода очистки. 12.5.2. Экологические интегральные критерии оценки качества вод Основное отличие методических подходов к экологическому нормированию от гигиенических подходов в ограничении вредного воздействия химических веществ состоит в том, что медицинские подходы в качестве основных критериев выбирают здоровье населения, а с экологических позиций – это сохранение генофонда биоты в целом, в том числе и гидробиоты. Однако наиболее информативные, надежные критерии экологической диагностики водной среды имеют неоспоримую перспективу и для оперативной оценки качества водной среды, и для его прогнозирования и управления Критерием устойчивости (сохранения биотических сообществ) водных экосистем к антропогенным нагрузкам является их самоочищающая способность. Самоочищающая способность может быть выражена разными способами, исходя из конкретных условий. Например, через коэффициент К=  .Коэффициент отражает скорость разложения загрязняющих органических веществ в условиях водоема, то есть его самоочищающую способность. Максимальные значения коэффициента соответствуют малому БПК, а с увеличением содержания органического вещества в воде скорость его деструкции уменьшается. Токсичность вод по биотестам - это определение степени воздействия исследуемой воды на биологический объект. Регистрируется при этом изменение какого–либо биологического показателя биообъекта по сравнению с контрольным. Сточная вода на сбросе не должна оказывать острого токсического действия. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||