ККЛ по ЭКОЛ.БЕЗОПАС. в НГКЧасть2(2). Курс лекций по экологической безопасности часть ii. Охрана окружающей среды в нефтегазовом комплексе учебное пособие

• Название: Курс лекций по экологической безопасности часть ii. Охрана окружающей среды в нефтегазовом комплексе учебное пособие
• Дата: 10.10.2022
• Размер: 1.89 Mb.
• Имя файла: ККЛ по ЭКОЛ.БЕЗОПАС. в НГКЧасть2(2).docx
• Тип: Курс лекций; #725766
• страница: 12 из 32

14. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА

Экологическая опасность производства характерна для многих отраслей – химической, пищевой, текстильной, деревообрабатывающей, горнодобываю-щей, производства строительных материалов, транспорта и т.д. Не является исключением и нефтегазодобывающее производство.

Первой характерной особенностью нефтегазодобывающего производства является повышенная опасность его продукции, т.е. добываемого флюида - нефти, газа, высокоминерализованных и термальных вод и др. Эта продукция пожароопасна, для всех живых организмов опасна по химическому составу, гидрофобности, по возможности газа в высоконапорных струях диффундировать через кожу внутрь организма, по абразивности высоконапорных струй. Газ при смешении с воздухом в определённых пропорциях образует взрывоопасные смеси. Степень такой опасности наглядно проявилась при аварии, которая произошла невдалеке от г. Уфы. На трубе продуктопровода Западная Сибирь – Урал – Поволжье, по которому транспортировали сжиженную газобензиновую смесь, образовалась узкая щель длиной 1,7 м. Из-за протечки трубопровода и особых погодных условий газ скопился в низине, по которой в 900 м от трубопровода проходила Транссибирская магистраль, на перегоне Улу-Теляк – Аша Куйбышевской железной дороги, 1710-й километр магистрали, в 11 км от станции Аша, на территории Иглинского района Башкирии. От искры (на этом участке двигались поезда) произошел мощный объемный взрыв, приведший к многочисленным человеческим жертвам.

Второй особенностью нефтегазодобывающего производства является то, что оно способно вызывать глубокие преобразования природных объектов земной коры на больших глубинах – до 10 – 12 тыс. м. В процессе нефтегазодобычи осуществляются широкомасштабные и весьма существенные воздействия на пласты (нефтяные, газовые, водоносные и др.). Так, интенсивный отбор нефти в больших масштабах из высокопористых песчаных пластов-коллекторов приводит к значительному снижению пластового давления, т.е. давления пластового флюида – нефти, газа, воды. Нагрузка от веса вышележащих пород первоначально поддерживалась как за счет напряжений в породном скелете пластов, так и за счёт давления пластового флюида на стенки пор. При снижении пластового давления происходит перераспределение нагрузки – снижается давление на стенки пор и, соответственно, повышаются напряжения в породном скелете пласта. Эти процессы достигают таких широких масштабов, что могут приводить к землетрясениям. Здесь следует отметить, что нефтегазодобыча может воздействовать не только на отдельный глубокозалегающий пласт, но и на несколько различных по глубине пластов одновременно. Иными словами, нарушается равновесие литосферы, т.е. нарушается геологическая среда.

В практике нефтегазодобывающего производства известны и многолет-ние истечения минерализованных вод из скважин и серопроявления из пластов.

В целях поддержания пластового давления, широко применяется закачка поверхностных вод и различных смесей в пласты, что приводит к полному изменению физико-химической обстановки в них. Гридин считает, что в пластах образуются водонефтяные эмульсии, различные суспензии, меняется химический состав вод, поры могут закупориваться осадками, образующимися в процессе реакции поверхностных вод с пластовыми, там могут развиваться инородные бактерии и т.д.

В процессе сооружения основного производственного объекта нефтегазодобывающего производства, т.е. при бурении скважины во вскрытом ею интервале все пласты получают гидравлический канал связи между собой и атмосферой. При определённых условиях, складывающихся в результате нарушения технологии бурения или её несовершенства, вскрытые пласты сообщаются между собой и могут происходить перетоки вод, нефти и газа между пластами. В аварийных ситуациях при открытом фонтанировании флюиды могут изливаться на дневную поверхность и непосредственно загрязнять окружающую природную среду – почвы, земли, воды, атмосферу, растительность.

После ликвидации фонтанов нередки перетоки высоконапорных флюидов через вышележащие пласты на дневную поверхность в виде грифонов. В случаях глушения фонтанов (газовых) с помощью атомных взрывов наблюдались некоторые незначительные повышения уровня радиоактивности.

Современная технология крепления скважин несовершенна и не обеспечивает надёжного разобщения пластов за обсадной колонной. По этой причине через заколонное пространство большинства работающих скважин происходят межпластовые перетоки флюидов из высоконапорных пластов в низконапорные, т.е. чаще всего снизу - вверх. В итоге резко ухудшается качество всей гидросферы.

В процессе бурения скважин даже без нарушения технологии происходит поступление буровых растворов в поглощающие горизонты, а также проникновение фильтрата растворов в околоскважинное пространство. Таким образом осуществляется загрязнение гидросферы на всех этапах жизни скважины, на всех стадиях ее работы.

Именно перечисленные выше процессы приводят к загрязнению питьевых вод, при этом жители во многих населённых пунктах вынуждены пользоваться привозной питьевой водой.

Третьей особенностью нефтегазодобывающего производства является то, что практически все его объекты, применяемые материалы, оборудование, техника являются источником повышенной опасности. Сюда же относится весь транспорт и спецтехника – автомобильная, тракторная, авиа и т.п. Опасны трубопроводы с жидкостями и газами под высоким давлением, все электролинии, токсичны многие химреагенты и материалы. Могут поступать из скважины и выделяться из раствора такие высокотоксичные газы, как, к примеру, сероводород; являются экологически опасными факелы, в которых сжигается неиспользуемый попутный нефтяной газ.

Во избежание ущерба от этих опасных объектов, продуктов, материалов система сбора и транспорта нефти и газа должна быть герметизирована.

Однако аварии на указанных объектах, а также на паро- и глинопроводах приводят к очень тяжёлым экологическим последствиям. Так, порывы нефтепроводов и глинопроводов загрязняют земли, почвы, воды.

Четвёртой особенностью нефтегазодобывающего производства является то, что для его объектов необходимо изымать из сельскохозяйственного, лесохозяйственного или иного пользования соответствующие участки земли. Иными словами, нефтегазодобывающее производство требует отвода больших участков земли (нередко на высокопродуктивных угодьях). Объекты нефтегазодобычи(скважины, пункты сбора нефти и т.п.) занимают относительно небольшие площадки в сравнении, например, с угольными карьерами, занимающими очень большие территории (как сам карьер, так и отвалы вскрышных пород). Однако число объектов нефтегазодобычи очень велико. Так, фонд скважин в нефтедобыче в 2016 году был более 173 тысяч. Ввиду очень большой разбросанности объектов нефтегазодобычи очень велика протяжённость коммуникаций -постоянных и временных автодорог, железных дорог, водных путей, ЛЭП, трубопроводов различного назначения (нефте-, газо-, водо-, глино-, продуктопроводов и т.д.). Поэтому общая площадь отводимых под нефтегазодобычу земель - пашен, лесов, сенокосов, пастбищ, ягельников и т.д. достаточно велика.

Пятой особенностью нефтегазодобывающего производства является огромное количество транспортных средств, особенно автотракторной техники. Вся эта техника – автомобильная, тракторная, речные и морские суда, авиатехника, двигатели внутреннего сгорания в приводах буровых установок и т.д. так или иначе загрязняют окружающую среду: атмосферу – выхлопными газами, воды и почвы – нефтепродуктами (дизельным топливом и маслами).

По уровню отрицательного воздействия на окружающую природную среду нефтегазодобывающее производство занимает одно из первых мест среди отраслей страны. Оно загрязняет практически все сферы окружающей среды - атмосферу, гидросферу, причём не только поверхностные, но и подземные воды, геологическую среду, т.е. всю мощность вскрываемых скважиной пластов с совокупности с насыщающими их флюидами.

Характер воздействия на экологию обусловлен, в частности, и тем, что все технологические процессы нефтегазодобываюшего производства - разведка, бурение, добыча, переработка, транспорт – оказывают отрицательное влияние на окружающую среду. Следует учитывать, что период, охватыващий разведку, изыскание и собственно строительство объектов нефтегазового комплекса (НГК), как правило, намного короче, чем плановый срок эксплуатации. Однако техногенные воздействия в этом периоде характеризуются гораздо большей интенсивностью, чем при эксплуатации, хотя носят иной характер. Экологический ущерб обусловлен здесь в основном физико-механическими воздействиями на почвы, грунты, флору, фауну, дестабилизацией гидрологической обстановки, активизацией эрозионных процессов, сведением растительности, загрязнением водоёмов, гибелью ихтиофауны, отпугиванием животных, негативным, как правило, влиянием на образ жизни коренного населения осваиваемых территорий и пр. Особенно опасными эти виды экологического ущерба становятся в сочетании с низкой технофильностью осваиваемых территорий.

Уже только указанные обстоятельства выдвигают экологические проблемы нефтегазового строительства в ряд важнейших, требующих глубокого и всестороннего изучения, обязательного их учёта при проектировании, инженерных изысканиях и строительстве объектов нефтегазового комплекса.

Решение проблемы экологического обеспечения нефтегазового строительства осуществляется на основе системного программно-целевого подхода, требующего взаимосвязанного решения целого комплекса задач, связанных с определением:

– источников вредных воздействий и загрязнений по всей совокупности технологий нефтегазового строительства;

– экологических резервов осваиваемых территорий;

– характера взаимодействий строительного производства с компонентами природной среды с учётом региональных факторов;

– экологической ситуации на момент начала строительства (фоновое состояние) и прогноза на период строительства и эксплуатации, т.е. оценки реальной и потенциальной экологической опасности на весь период существования объекта для штатной и аварийной ситуаций;

– системы критериев и количественных показателей устойчивости ландшафтов к воздействиям и эффективности природоохранительных мероприятий и т.д.

Особую остроту экологические проблемы нефтегазового строительства приобрели при освоении нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений Севера и Крайнего Севера Западной Сибири и Европейской части России. Экстремальность экологической ситуации там обусловлена повсеместным залеганием многолетнемёрзлых пород (ММП), низкой биологической активностью и скудностью местной флоры и фауны вследствие продолжительного периода отрицательных температур. Специфические природно-климатические, инженерно-геологические, геокриологические, гидрологические, геоботанические и т.п. условия районов распространения многолетнемерзлых грунтов, а также повышенная хрупкость и уязвимость экосистем Крайнего Севера осложняются к тому же социальными и бытовыми проблемами малых народностей, населяющих эти районы, что предъявляет особые требования к тактике и стратегии освоения арктических и субарктических месторождений углеводородного сырья. Непрерывно в этом направлении и совершенствуются технические решения по добыче, сбору, подготовке и транспорту нефти и газа, организации и технологии строительства.

Основные направления совершенствования – сокращение сроков и повышение качества строительства, сокращение площадей отчуждаемых земель, индустриализация строительства и соответствующее сокращение занятости работников, сезонная регламентация строительства. Всё более жёсткая ориентация на природосбережение привела к изменению структуры и состава проектов, включению в них самостоятельных природоохранных разделов, не только конструктивных, но технологических и организационных, предшествующих основным строительно-монтажным работам и завершающих их. Соответственно претерпевает изменения и структура инвестиций в нефтегазовом строительстве. Объемы финансирования всех природоохранных мероприятий – или комплексного инженерно-экологического обеспечения – должны достигнуть 7 – 10% от общих затрат, в зависимости от экологических характеристик того или иного осваиваемого региона.

В районах со сложными природно-климатическими условиями радикальным образом изменяются состав и структура инженерных изысканий. В них включаются дополнительные детальные геокриологические изыскания, большой биологический блок, исследование социальных проблем освоения и др. Новым элементом изысканий должна стать инвентаризация экологических нарушений, на основе и по результатам которой формируется система постоянно действующего инженерно-экологического мониторинга по всей осваиваемой территории.