Формы воздействия на природную среду при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

- при ремонте технологических установок и т. п. с последующим его сжиганием в факелах.

Анализ выбросов показывает, что основное количество попадает в атмосферу при продувке скважин, выходящих из бурения; после капитального ремонта и при различных исследованиях. Единственным мероприятием, позволяющим снизить содержание сероводорода, является уменьшение продолжительности продувки,

Для уменьшения загрязнения атмосферы углеводородами и другими компонентами, содержащимися в газе, предусматривают сжигание газа в факелах. В практике эксплуатации объектов нефтяной и газовой промышленности применяют следующие факельные системы: низкого давления, которые обслуживают цехи и установки, работающие под давлением <0,2 МПа; высокого давления, которые обслуживают установки, работающие под давлением >0,2 МПа; локальные аварийные, которые работают под низким давлением, исключающим прием газов в газгольдер.

Факельные газы из систем «низкого и высокого давления по возможности собирают в газгольдер для дальнейшего целевого использования. Для надежной работы факелов необходимо обеспечивать безаварийные условия.

Наличие жидкой фазы в газах, направляемых на сжигание, значительно усложняет эксплуатацию факельных систем вследствие возможного скопления значительных объемов жидких углеводородов при их выделении из газа при понижении температуры во время движения газа к факельному стволу. Жидкость, осевшая на внутренних поверхностях факельной системы, перемешивается потоком газа и аккумулируется или выбрасывается через факел.

Если в факельной системе находятся газы легче воздуха, они не задерживаются внутри стояка и замещаются воздухом в результате противотока. По мере того как газы улетучиваются, воздух проникает в стояк. Для предотвращения проникновения воздуха в факельную систему в нее постоянно подают газ. На практике для этой цели используют азот, природный газ.

При эксплуатации факельных систем существует потенциальная опасность распространения фронта пламени от факельного ствола в факельные трубопроводы и даже до технологической установки. Для предотвращения распространения пламени устанавливают на подводящих к факельному стволу газопроводах огнепреградитель или гидрозатвор. В отечественной промышленности в настоящее время применяют главным образом сухие огнепреградители. Действие их основано я а гашении пламени в узких каналах, через которые свободно проходит горючая смесь, а пламя распространиться не может.

За рубежом факельные стволы оборудуют приспособлениями для бездымного сжигания газов, значительно увеличивают высоту факельных стволов, сжигают залповые выбросы в подземных шахтах и осуществляют другие мероприятия.

Работу факельной установки считают удовлетворительной, если происходит полное и бездымное сгорание газов.

Бездымное сжигание газов обычно достигают при смешивании их с водяным паром или подачей распыленной воды.

Подсчитано, что при сжигании газа с относительной молекулярной массой 15, содержащего до 10% непредельных углеводородов, достаточно подать пар в количестве около 0,4 кг/кг, для газа с молекулярной массой 42, содержащего 65% непредельных углеводородов,-- 5,3 кг/кг. Количество пара, необходимое для бездымного горения, возрастает пропорционально содержанию непредельных углеводородов до 30%. Дальнейшее увеличение их содержания почти не влияет на расход пара.

Следует отметить следующие существующие горелочные устройства, обеспечивающие бездымное горение газа: с принудительной подачей воздуха и его засасыванием струей газа или пара; с использованием эффекта засасывания воздуха в пламя при введении в поток газа обтекаемых тел различной конструкции; с использованием впрыскивания в факел пара или воды; с дроблением струи газа на несколько струй для получения более развитой поверхности контакта газа и воздуха.

Основное условие бездымного сгорания -- хорошее смешение пара (воды), воздуха и газа. В ряде случаев для этого применяют простейший способ: .ввод пара по одной линии с газом. Используют и более сложные способы. Водяной пар подают через концентрические отверстия сопла, направленные в ядро пламени, впрыскивается в сопло Вентури с подсосом воздуха.

Способ подачи пара влияет на его расход. Факельные системы установок подготовки газа и конденсата должны оснащаться средствами КИП и автоматики для дистанционного и автоматического зажигания и контроля за наличием пламени.

В настоящее время ведутся работы по созданию эффективных способов улавливания и утилизации загрязнений и разработки новых, более эффективных технологических процессов с замкнутым циклом. Прослеживается тенденция создания комплексных процессов обработки газа. Это позволит значительно сократить количество применяемого оборудования, улучшить обработку газа, уменьшить вероятность загрязнения окружающей среды. Различные изменения в процессе получения серы направлены на увеличение числа ступеней конверсии, повышение эффективности конверсии, коагулирование и удаление сернистого тумана, образующегося между реакторами, а также на усовершенствование контрольно-регулирующего оборудования установок.

Разрабатываются методы снижения содержания серы в остаточном газе, выходящем из установки получения серы, и новые процессы для получения пригодной для быта серы или таких продуктов, как серная кислота, сульфат натрия и др.

На работу установок значительное влияние оказывают примеси в поступающем кислом газе. Избыток двуокиси углерода в кислом газе вызывает резкое (на 52%) увеличение выбросов серы в атмосферу в результате увеличения сероокиси углерода и сероуглерода в реакционной печи. Значительное количество этих соединений не превращается в серу и в каталитических конверторах.

При высоком содержании инертных компонентов (углеводородов, аммиака) возникает необходимость увеличения подачи воздуха для сжигания. При этом выбросы серы в атмосферу увеличиваются на 63%, растет также при этом и выброс окислов азота. Пары воды не оказывают такого резкого влияния, как избыток аммиака, углеводородов, или двуокиси углерода, однако и в этом случае выбросы серы увеличиваются на 30%.

Разработано несколько новых усовершенствованных катализаторов процесса Клауса, которые, по имеющейся в литературе информации, повышают степень превращения сероокиси углерода и сероуглерода в серу. Но, если в поступающем газе содержится большое количество углеводородов, то даже при использовании лучших катализаторов выбросы сероокиси углерода и сероуглерода из установок Клауса значительны.

Большое влияние на работу установок по производству серы оказывает управление процессом.

Оптимальным считают вариант, когда процесс полностью контролируется системой диспетчерского телеуправления. В этом варианте в диспетчерскую постоянно поступает информация о наличии серы на заводе, о суммарном выбросе серы в атмосферу, о составе отходящих газов со всех установок. Таким образом, диспетчер немедленно узнает об отклонениях в процессе регенерации серы и может его откорректировать.

Все это позволяет повысить степень извлечения серы. Но для получения максимального эффекта необходимо применение установок доочистки отходящих газов. В настоящее время разработано несколько десятков процессов доочистки отходящих газов. Их делят на четыре основные группы: 1--низкотемпературные, основанные на реакции Клауса («Клауспол-1500», «Таунсенд», «Суль-френ» и др.); 2 -- абсорбционные с предварительным сжиганием отходящих газов («Акваклаус», ФИН-2 и др.); 3 -- адсорбционные; 4 -- основанные на каталитической конверсии сернистых соединений в сероводород («Скот», «Бивон») или в сернистый ангидрид

Французским институтом нефти разработан процесс «Клауспол-1500», в котором применяют полиэтиленгликоль, растворяющий как сероводород, так и двуокись серы, но не растворяющий серу и сам не растворяющийся в расплавленной сере. Катализаторами в этом процессе служат натриевые или калиевые соли эфира поликарбоксильной кислоты с растворителем. Реакция протекает при температуре около 130 °С. Получаемая при этом жидкая сера отводится прямо из нижней части абсорбера. Содержание серы в отходящих газах составляет 1500Ч10-6 кг/сут, а в последней модификации процесса -- 150Ч10-6 кг/сут («Клауспол-1500»).

В разработанном в США процессе «Таунсенд» обрабатываемый газ контактирует с водным раствором органического вещества типа триэтиленгликоля. В этом растворе происходит одновременно выделение кислых примесей и превращение сероводорода в элементарную серу. Получаемая сера частично сжигается в котле-утилизаторе с образованием сернистого ангидрида, который используется для насыщения поглотителя.

К недостаткам рассмотренных процессов относится то, что они обеспечивают очистку отходящих газов только от сероводорода и сернистого ангидрида, не затрагивая других сернистых соединений. В абсорбционных процессах предусматривается предварительное пропускание отходящих газов через печь дожига, в результате чего все сернистые соединения превращаются в сернистый ангидрид, извлекаемый затем различными абсорбентами.

Так, в процессе «Акваклаус» (США) применяют щелочной раствор, который содержит фосфат натрия, для лучшего растворения сернистого ангидрида и образования Nа2SО3. Газ после очистки содержит сернистого ангидрида менее 50Ч10-6

В разработанном Французским институтом нефти процессе ФИН-2 для поглощения сернистого ангидрида используют аммиачную воду. Получаемый насыщенный раствор обрабатывают по восстановительному способу ФИН, а газ ЗСЬ направляют в каталитический реактор ФИН-1 для превращения его в серу.

В других разработках в качестве абсорбента применяют водный раствор нитрата натрия и лимонной кислоты. Более 99% сернистого ангидрида, абсорбированного из потока газа, удается в таком варианте уловить в виде элементарной серы, остальное количество-- ввиде сульфата натрия. Содержание сернистого ангидрида в газе после доочистки составляет около 0,1%.

На протяжении ряда лет для обработки газов находят применение молекулярные сита. Объясняется это тем, что такие сорбенты обладают способностью к очень тонкой очистке газа. Поглотительная способность их выше по сравнению с углеродными сорбентами и силикагелями.

При регенерации таких абсорбентов выделенные сернистые соединения направляются на установки получения серы.

В процессе «Скот» (США) осуществляется каталитическая гидрогенизация -- гидролиз всех сернистых соединений до сероводорода. Процесс ведут при 300°С с использованием катализатора кобальта--молибдена, нанесенного на окись алюминия. Охлажденный после восстановления газ поступает в аминовую абсорбционную колонну. На выходе газ содержит около 300Ч10-6 кг/сут сероводорода и следы других сернистых соединений.

Рациональный метод очистки необходимо выбирать с учетом следующих требований: минимального увеличения себестоимости основной продукции, использования минимальных площадок для установки, применения недорогих и недефицитных реагентов; возможности непосредственного использования конечных продуктов или удобной их переработки; полной автоматизации процесса в установке для очистки и гибкости к возможным колебаниям режимов; минимального количества сернистых соединений в выбрасываемых из установки газах, обеспечения хорошего рассеивания в атмосфере.

Для уменьшения выбросов сероводорода и углеводородов с поверхностей испарения очистных сооружений рекомендуют исполь-,зовать нефтеловушки (закрытого типа и с отсосом на сжигание) сгерметизированные колодцы.

2.3 Источники загрязнения образующиеся при бурении, добыче, транспорте и хранения нефти и газа

Нефтегазодобывающие производства потребляют большое количество воды в технологических целях, во вспомогательных процессах и для бытовых нужд. В настоящее время для поддержания пластового давления в пласт закачивается более 1 млрд. м3 воды, в том числе 700--750 млн. м3 пресной. С помощью заводнения сегодня добывается более 86 % всей нефти. При этом около 700 млн. т пластовых вод откачивается из коллекторов вместе с нефтью. Сброс в водоем единицы объема такой воды делает 40-- 60 объемов чистой воды непригодными для употребления.

Обычно при площадном заводнении требуется 10--15 м3 воды на 1 т добытой нефти (иногда 25--30 м3). При законтурном и внутриконтурном заводнении расход воды значительно меньше и составляет в среднем от 1,5 до 2 м3 на 1т нефти.

Пресные воды открытых водоемов предпочтительны для заводнения нефтяных пластов как легкодоступные и не требующие сложной специальной подготовки до закачки их в нефтяные залежи. По этой причине для заводнения пластов Самотлорского, Ромашкинского, Шпаковского и других месторождений используются воды рек и пресноводных водоемов.

Огромные объемы сточных вод с высокими концентрациями токсичных веществ способны нанести непоправимый ущерб поверхностным и подземным водам, другим объектам окружающей среды. Повышенная опасность их обусловлена также такими ядовитыми и вредными загрязнителями, как нефть и нефтепродукты, химические реагенты, кислоты, щелочи, поверхностно-активные вещества, а также твердые минеральные частицы. При этом опасное загрязнение природных вод возможно как при сбросе в них неочищенных вод, так и при разливе, смыве, переносе собственно загрязнителей в водоемы, водотоки, грунтовые и подземные воды. Такие случаи довольно часто возникают в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, при проникновении фильтрата пласты, поглощении промывочной жидкости цементных растворов, при перетоках нефти или пластовых минерализованных вод из нижележащих горизонтов в вышележащие и наоборот.

Наибольшую опасность представляют безусловно аварийные выбросы и открытое фонтанирование нефти, газа и минерализованных пластовых вод, а также нарушения герметичности систем сбора и транспорта нефти на суше и особенно на море. В результате таких аварий в моря, реки, озера, могут попадать буровой раствор, выбуренная измельченная порода, нефть, горюче-смазочные материалы, химические реагенты, ПАВ, утяжелители, сточные воды, буровой шлам и другие вредные вещества. Все возрастающие объемы буровых, эксплуатационных работ, водного транспорта нефти и нефтепродуктов в пределах затопляемых участков суши, а также на море значительно увеличили эту опасность. Проблема предотвращения загрязнения морей, океанов и других водоемов стала особенно актуальной в связи с проведением в больших объемах работ по разведке и освоению морских месторождений нефти и газа.

Источники загрязнения вод весьма разнообразны. Еще большее разнообразие характерно для состава, структуры и свойств загрязняющих веществ. Важно с учетом этого основные источники загрязнителей водоемов рассмотреть подробнее в связи с основными технологическими процессами, операциями и видами работ.

Бурение скважин, как известно, сопровождается дисперсионным разрушением горных пород, образованием бурового шлама, удалением его промывочной жидкостью. Буровой шлам, промывочные жидкости и реагенты, используемые при их обработке, а также утяжелители являются основными источниками химического загрязнения водоемов и почвы.

В процессе бурения на территории буровых установок в земляных амбарах накапливается большой объем буровых сточных вод. Предельно загрязненные диспергированной глиной, нефтью, маслами, солями и т. д., эти воды на современных буровых в основном не подвергаются никакой очистке. Сброс их в открытые водоемы или подземные горизонты приводит к интенсивному и опасному загрязнению среды.

Химический состав и физико-химические свойства буровых сточных вод также весьма разнообразны и зависят от состава и свойств разбуриваемых пород, применяемых промывочных жидкостей и т. д. Это означает, что они также могут глубоко и погубно влиять не только на водоемы, но также на воздух, почву, фауну и флору.

Механические примеси сточных вод состоят преимущественно из диспергированной глины, породы и утяжелителя. Содержание их колеблется в пределах от 100 до 1600 мг/л. Бихроматная окисляемость равна 95--5200 мг О2/л, общая минерализация 1000-- 47700 мг/л. Они содержат во многих случаях от 8 до 210 мг/л нефтепродуктов и 53--3052 мг/л органики. Сточные воды буровых являются опасными по химическому составу загрязнителями окружающей среды. Сброс их в водоемы без предварительной очистки недопустим.

Большую опасность для флоры и фауны представляет токсичный буровой шлам. Исследования показали, что в процессе бурения углеводороды, утяжелители, химические реагенты (УШР, ПФЛХ, нитролигнин, хромпик, ПАВ, Са(ОН)2, Ыа2СО3 и другие) насыщают выбуренную породу на различной глубине. Образцы шлама, как показал анализ, содержат 0,8--7,5 % нефти, до 15 % общей органики (нефть УЩР, КССБ, КМЦ, ПФЛХ и т. д.) и до 37 % утяжелителя. Выброс его в окружающую среду без специальных мер по обезвреживанию также недопустим.

Опасность для фауны, флоры и почвы представляют также минерализованные пластовые воды. Загрязнение ими природной среды имеет место при переливах из бурящихся скважин, утечках из выкидных линий и перетока по пластам. В зависимости от минерализации, температуры, солевого состава и т. д. ущерб, наносимый природе этими водами, может быть невосполнимым.

Особо важное значение для предотвращения загрязнения пресноводных горизонтов имеют правильный выбор конструкции скважины и качество цементирования колонн. Конструкция сважины должна изолировать все горизонты с пресной водой от продуктивных нефтяной и газовой залежей, когда отсутствует специальная изоляция заколонного пространства. Высота подъема тампонажного раствора должна быть выше башмака кондуктора. Эффективно перекрытие колоннами всех горизонтов, содержащих пресную воду, особенно когда давление воды в них ниже или выше гидростатического. Число отводных колонн при этом определяется с учетом характера несовместимости условий бурения скважины.

При использовании одноколонной конструкции скважины с установкой башмака в устойчивых отложениях необходимо перекрывать водоносные горизонты, имеющие гидравлическую связь с поверхностью. В случае многоколонной конструкции перекрывают кондуктором верхние горизонты с низкими давлениями. Для изоляции нижних высоконапорных водоносных горизонтов используют дополнительную колонну.

При цементировании отводных колонн эффективно применять наружные камеры, предотвращающие проникновения нефти, газа и минерализованных вод по затрубному пространству в продуктивные пласты. При этом можно использовать тампонажные портландцементы, основными продуктами затвердевания которых являются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, не опасные для загрязнения воды.

Буровые растворы содержат токсичные (хром и фенолсодержащие), нетоксичные (натрий углекислый, бикарбонат натрия) реагенты и органические вещества (крахмал, декетин и др.).

Жидкие и твердые отходы этих растворов по окончании бурения должны утилизироваться захоронением их после химического и бактериологического обезвреживания в непроницаемые глинистые среды.

Для предотвращения фильтрации сточных вод сточные амбары экранизируются специальными полимерными материалами (поливинилхлорид, синтетическая резина) или оборудуются специальными средствами по сбору и повторному использованию сточных вод, отработанных растворов и шлама.

Опасность загрязнения природных вод характерна также для процессов добычи нефти и газа. Основными загрязнителями воды в данном случае, помимо сточных вод, являются нефть, конденсат, метил, этилмеркаптан, кислоты, щелочи и др.

Основная часть загрязняющих веществ поступает в водоемы, на территорию производственных объектов из следующих основных узлов промыслового оборудования.

1. Устья скважины и прискважинные участки, где разлив нефти часто происходит из-за нарушений герметичности устьевой арматуры, а также при проведении работ по освоению скважин и капитальному ремонту.

2. Мерники и трапы групповых и индивидуальных сборных установок, где утечки и разливы нефти возможны при переполнении мерников в процессе очистки мерников и трапов от грязи и парафина.

3. Сборные участковые и промысловые резервуарные парки, где разлив нефти часто происходит при спуске сточных вод из резервуаров с осадками и парафиновыми отложениями, переливах нефти через верх резервуаров.

Территория промыслов и водоемы могут загрязняться также нефтью, выбрасываемой через неплотности в оборудовании, промысловых нефтесборных и нагнетательных трубопроводах.

Основное количество газа теряется на компрессорных станциях (до 30%), а легкие углеводороды нефти улетучиваются из открытых мерников на скважинах и групповых установках, из технологических и товарных резервуаров, на пунктах подготовки и обессоливания нефти (до 18%).

Сточные воды, как наиболее существенный загрязнитель на нефтепромыслах, нефтебазах, газохранилищах, перекачивающих насосных и компрессорных станциях и наливных пунктах, подразделяются на: пластовые, подтоварные, промывочные воды резервуаров, атмосферные, производственные сточные, балластные и промывочные воды нефтеналивных судов, хозяйственно-фекальные стоки и осадки, образующиеся в резервуарах и очистных сооружениях.

В состав пластовых входят воды, образующиеся при бурении, опробовании и испытании скважин, добываемые совместно с нефтью, отделяемые от нее на центральных пунктах сбора и подготовки нефти, где сбрасывается основной объем пластовых вод из емкостей термохимических установок, ЭЛОУ и УКПН. В общем объеме сточных вод пластовые воды составляют 82--84%, атмосферные-- в зависимости от природно-климатических условий месторождений -- до 1,5%. По мере увеличения срока эксплуатации нефтяного месторождения объем пластовых вод непрерывно растет.

В составе сточных вод пластовые воды наиболее минерализованы. При все большей закачке пресных вод в нефтяные пласты минерализация пластовых вод снижается. Помимо минеральных солей пластовые воды содержат нефть, песок, глинистые частицы, в некоторых случаях значительные количества двухвалентного железа, сероводорода или углекислого газа.

Подтоварные воды -- стоки, образующиеся при обводнении нефтепродуктов и нефти за счет влаги, поступающей в резервуар из воздуха через дыхательный клапан. Эти стоки сбрасываются при дренаже резервуаров.

При зачистке и промывке резервуаров образуются промывочные воды.

В период дождей и таяния снега атмосферные воды скапливаются в пределах обвалованной территории в резервуарных парках, на сливо-наливных эстакадах.

Производственные сточные воды поступают от насосных станций, лабораторий, котельных, гаражей, бондарных, разливочных камер, камер пуска и приема скребка, технологических площадок, установок пропарки бочек и в виде утечки загрязненной воды и нефтепродуктов из технологического оборудования.

Балластные и промывочные воды нефтеналивных судов, образуются из балластных вод, а также при промывке танков наливных баржей и танкеров.

Стоки и загрязненные воды, образующиеся при промывке резервуаров, танков после этилированного бензина, в санпропускниках с прачечными для стирки, при обезвреживании спецодежды, - а также ливневые стоки из обвалования резервуарных парков, где хранится этилированный бензин, называют спецстоками.

Осадки в резервуарных и очистных сооружениях образуются в результате отложения тяжелых фракций нефти, смол и всевозможных примесей, насыщенных нефтью и нефтепродуктами, а также твердых минеральных примесей; в период зачистки они разбавляются водой и сбрасываются в шламонакопители или на специальные площадки, где их периодически сжигают.

По минерализации сточные воды можно разделить на солоноватые с плотным остатком от 1 до 6 г/л, соленые -- от 6 до 150 г/л и рассольные -- от 150 до 250 г/л, по солевому составу -- на жесткие (хлоркальциевые) и щелочные (гидрокарбонатнонатриевые).

Жесткая сточная вода, как правило, имеет высокую минерализацию и значительное содержание хлоридов кальция. Плотность ее равна 1,2 г/см3. Щелочность обусловлена присутствием бикарбонатов натрия.

Минерализация щелочной сточной воды меньше, чем жесткой, и составляет 0,7--60 г/л, плотность ее не более 1,07 г/см3. Чем ниже минерализация, тем выше щелочность сточной воды.

Основными объектами нефтепромыслов, на которых формируются сточные воды, являются установки комплексной подготовки нефти (УКПН), реализующие процессы обессоливания, деэмульсации, стабилизации и обезвоживания нефти, а также промысловые нефтерезервуарные парки. Сточные воды нефтепромыслов выделяются из нефти в промысловых резервуарных парках и на УКПН оборотных систем водоснабжения, промысловых объектов при продувке их, а также из атмосферных вод, стекающих с обвалованных площадей, резервуарных парков, бетонированных производственных площадок. Усредненный состав их загрязнений характеризуется данными (табл. 4).

Фактический состав и концентрации загрязнителей веществ в стоках нефтепромыслов изменяются в еще более широком диапазоне. Содержание капельной и пленочной нефти, например, колеблется от 350 до 2700 мг/л, эмульгированной нефти от 50 до 350 мг/л.

Исследованиями ВНИИ нефти установлено, что в процессе обезвоживания и обессоливания нефти в пластовую воду из водонефтяной эмульсии переходит значительная часть деэмульгаторов, 34% дисолвана, 61 % ОЖК, 50% проксалона-305 и 23 % дипрок-самина-15.

Поверхностное натяжение на границе нефть -- пластовая вода снижается, что резко повышает эффективность вымывания и процесса, заводнения пластов в целом.

На нефтебазах, магистральных перекачивающих станциях и Других предприятиях транспорта нефти и нефтепродуктов в составе сточных вод в промышленную канализацию сбрасывается значительное количество нефти и нефтепродуктов (до 400--1500 мг/л) и механических примесей (100--600 мг/л). Дождевые воды, стекающие с площадок, загрязненных нефтью (с территорий резервуарных парков и сливно-наливных пунктов, например) содержат 40--100 мг/л эмульгированной нефти и более 300 мг/л (а в отдельных случаях до 3000 мг/л) механических примесей (взвешенных частиц). Перед выпуском в водоемы такие воды подлежат обязательной очистке.

Основными загрязнителями природных вод на предприятиях газовой промышленности являются производственные, бытовые и атмосферные сточные воды. Наибольшую опасность для всех экологически значимых объектов представляют сильно загрязненные стоки сероочистки и осушки газа, содержащие в относительно больших концентрациях амины, гликоли, сероводород и другие ядовитые вещества. Необходима очистка стоков от этих опасных загрязнителей с использованием специальных методов, так как содержащиеся в них вещества и продукты, образующиеся при окислении, ядовиты для живых организмов и бактерий (аэробных и анаэробных).

В состав производственных сточных вод объектов добычи и транспорта газа входит пластовая конденсационная вода средней минерализации хлоркальциевого или гидрокарбонатнонатриевого типа с содержанием примесей хлоридов, сульфатов, солей аммония, двух- и трехвалентного железа, значительно превышающим ПДК, и загрязненная конденсатом, фенолами и другими токсичными веществами. Из загрязнителей сточная вода содержит также минеральные масла, метанол, диэтиленгликоль, органические кислоты (образующиеся при деструкции в процессе его регенерации), поверхностно-активные вещества (типа ОП-7, ОП-10, превоцела и т. д.), различные кислоты и щелочи (используемые для водоподготовки и очистки технической аппаратуры) и другие компоненты.

В технологических процессах современной нефтяной и газовой промышленности, как видно, в больших объемах используются вредные, ядовитые вещества и материалы, являющиеся опасными загрязнителями природных вод и окружающей среды, что обусловливает особую экологическую значимость указанных отраслей народного хозяйства.

2.4 Охрана ландшафтов при разведке и эксплуатации месторождений северных районов

месторождение газ нефть охрана ландшафт

При освоении нефтяных и газовых месторождений в северных районах оказываемое воздействие обусловливает состояние вечномерзлых пород, в большинстве случаев находящихся под защитой почвенно-растительного слоя, мохово-торфяного покрова и леса. Глубинные изменения в состоянии биосферы могут произойти в процессе бурения скважин, при сооружении наземных строений и различных коммуникаций

Вечная мерзлота оказывает большое влияние на состояние надмерзлотной части. Это связано прежде всего с сезонными изменениями активного слоя, наиболее уязвимого в переходные (межсезонные) периоды. Нарушение поверхности и увеличение теплового потока в грунт ведет к вытаиванию подземных льдов, образованию глубоких каналов и даже оврагов. Термокарстовые процессы вызывают образование просадок, провалов, а также переходных тепловых и других процессов.

В результате этих процессов нарушается экологическое равновесие, происходит разрушение природных ландшафтов с полной или; длительной, утратой их биологической продуктивности.

В зимнее время замерзший грунт служит опорой строительных объектов. Летом этот слой вблизи скважин представляет собой жидкую массу, на которой «плавает» дерново-моховой слой.

При прокладке грунтовых дорог нарушается растительный покров, образуется глубокая колея, полосы. В летнее время грунт таких полос прогревается значительно интенсивнее, чем на участках с ненарушенным дерновым покровом. При уклоне больше 2-- 3° жидкая масса приходит в движение, нарушается ее монотонность. Поток устремляется в более низкие места, разрушает или затопляет моховой покров. Это приводит к образованию оврага: на месте колеи. Нарушение целостности мохового покрова на площадках скважин, строящихся объектов ведет к образованию непроходимых вязких болот.

Корневая система растительности в условиях мерзлых грунтов проникает в почву на 10--15 см. Она легко разрушается при движении гусеничного транспорта при перетаскивании буровых.

Особенно существенные нарушения в природе происходят при уничтожении растительного покрова на неустойчивых ландшафтах и склонах. Нарушение растительного покрова здесь приводит к активному вытаиванию льдов, водонасыщению протаивающих отложений, нарушению их структуры, к течению растительной массы по поверхности льдонасыщеняого грунта.

Большой ущерб природной среде наносится в процессе строительства скважин. При существующей амбарной системе очистки буровых растворов промывочная жидкость после использования разливается по тундре, уничтожает растительность и нарушает теплофизическое состояние вечномерзлых пород .

Большой ущерб поверхностному слою наносится буровзрывными работами в мерзлых грунтах, проводимыми при сооружений-амбаров под воду, глинистый раствор.

При проводке скважин на территории буровой скапливается большое количество технической воды, загрязненной различными химическими реагентами, глиной, смазочными маслами и др. При большом скоплении и движении сточных вод погибает растительность, создается опасность отравления животных и птиц.

Для снижения опасности сточных вод, содержащих ядовитые химические добавки, необходим строгий контроль за их составом. Это относится особенно к буровым предприятиям нефтяной промышленности и в условиях Севера. Густая сетка нефтяных скважин способствует тому, что буровые сточные воды густой сетки скважин здесь не только не очищаются на их пути в водоемы, но могут еще в большей степени загрязняться, контактируя с различными материалами буровых площадок.

При обустройстве промыслов интенсивно вырубаются значительные участки леса. Это приводит, с одной стороны, к увеличению влажности почвы, понижению температуры почвы и повышению уровня многолетней мерзлоты, с другой -- к сокращению пастбищ, лесотундры, охотничьих, ягельных и грибных угодий. Вырубка леса происходит преимущественно в переходной зоне от тундры к тайге. В результате этого границы лесов тундры сдвигаются на юг по коридорам вырубок трассы нефтегазопроводов.

Корневая система северных лесов расположена близко к поверхности земли. Гибель древесной растительности в этих условиях может произойти в результате неправильной эксплуатации земельных участков, ведет к вытаиванию земли, к повреждению корней.

Воздействие человека на природу Севера может привести к значительным изменениям в биогеоценозах и, прежде всего, к исчезновению растительного покрова. Восстановление его потребует огромных материальных средств и длительного (десятки, сотни лет) времени. Это предъявляет особые требования к производственно-техническим системам, большому и разнообразному комплексу природоохранительных мероприятий по предотвращению загрязнения окружающей среды и рациональному использованию лриродных богатств.

В области техники и технологии необходимо значительно повысить коэффициенты нефтегазо- и конденсатоотдачи, разработать новые виды гусеничных машин с низким удельным давлением на грунт, комплексное оборудование, минимизирующее потери газа и конденсата, потребности и расход свежей воды, широко внедрить замкнутые циклы водоснабжения, обеспечить высокое ; .качество строительства и надежной эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, гарантирующее сохранение ; вечномерзлых пород и защиту подземных вод от загрязнения. Неизбежную гибель растительного покрова при прокладке траншей

следует компенсировать специальным засеванием семян вдоль трассы трубопровода, а в зимнее время необходимо убирать загрязненный снег во избежание опасного растепления грунта.

Для восстановления и охраны нарушенных компонентов природной среды важно во всех случаях обеспечить максимальное сохранение основных компонентов природной среды особенно лесных массивов и мохо-ягельного покрова тундры. Для этого необходимо своевременно и в достаточном объеме по всем объектам выполнять работы по рекультивации., комплексно оценивать химическую рецептуру промывочных жидкостей и новых тампонажных материалов, их опасность для природной среды. Все производственные объекты должны подключаться (обеспечиваться) к комплексной системе фильтров, отстойников и других очистных сооружений.

Новые нормы проектирования магистральных трубопроводов СНИП П-45--75, введенные с 1/1 1976 г., в значительно большей степени, чем действующие ранее, регламентируют требования по защите окружающей среды. Более высокие требования предъявляются к надежности сооружений. При проектировании переходов через водоемы, например, предусматривается увеличение толщины стенок труб и др. Вместе с тем в них учитывается возможность изменения дренажа при строительстве трубопроводов и последующее повышение уровня воды, могущее послужить причиной гибели различных форм растительности и животного мира и др.

Полная, четкая и строгая регламентация требований, стандартов и норм по охране окружающей среды Севера -- необходимое условие ее сохранения и восстановления. Она должна быть разработана в утверждена в виде закона в ближайшее время.

3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЭФФЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗА УРОВНЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

3.1 Основные задачи контроля

Актуальной научно-практической задачей является разработка для основных объектов нефтяной и газовой промышленности единой научно обоснованной системы контроля, которая позволяла бы контролировать и выявлять выделение вредных веществ-загрязнителей атмосферного воздуха и других природных объектов, связь количественных показателей выбросов с технологией, метеорологическими параметрами. Полученные при этом данные должны служить научной основой для:

прогнозирования вероятности образования опасных концентраций вредных веществ в основных экологических объектах;

изучения условий образования, характера распределения и концентрации вредных веществ в воздухе, воде и почве;

определения размеров загрязненных участков, опасных зон, возможных последствий и т. д.

3.2 Показатели, термины, единицы измерения в системе контроля

Промышленные выбросы можно подразделять на организованные и аварийные.

Организованные выбросы -- это выделения газа, нефти или жидкости через специально оборудованные приспособления (дымовые трубы, факелы, свечи, дефлекторы, вентиляционные шахты и т. д.). Они могут быть регулируемыми и нерегулируемыми, выбрасываться со сжиганием или без сжигания.

Аварийные выбросы -- это выделения газа или жидкости (нефть, нефтепродукты, сточные воды и т. д.), происходящие в результате разрушения герметичности технологического оборудования, коммуникаций.

Вредные вещества могут выделяться также через неплотности (сквозные дефекты, отверстия в стенке конструкции или местах траций для многих загрязняющих атмосферу веществ. В Италии закон о перечне вредных веществ максимально допустимых концентраций был принят только в 1971 г. и т. д.

Стандарты для оценки качества воздуха, утвержденные в 1972 г. в США, устанавливают: ПДК основных загрязнителей, угрожающих здоровью людей, и ПДК загрязнителей, могущих создать опасность для обитания людей, а также растений и животных и опасно воздействовать на металлы и строительные материалы.

В некоторых странах (США) утверждены стандарты на приборы для измерения концентрации загрязняющих веществ: окиси углерода, двуокиси серы и фотохимических окислителей в воздухе.

Перечень вредных веществ -- потенциальных загрязнителей атмосферного воздуха, на которые в СССР установлены ПДК, насчитывает более шестисот. Ускоренно растет число производств, для которых установлено число предельно допустимых выбросов (ПДВ)--этого наиболее важного современного показателя экологической опасности различных производственных объектов. Комплексно разрабатываются: методы оценки безопасных средних концентраций, действующих на человека на длительном отрезке времени; критерии опасности длительного загрязнений, воздуха для живых организмов и внешней среды; устраняются различия между разовыми и среднесуточными предельно допустимыми концентрациями и т. д.

Наша страна одна из первых стала применять для оперативного контроля уровня загрязнения основных объектов окружающей среды (воздух, вода, почва) искусственные спутники земли. Оснащенные специальной аппаратурой для изучения состояния земной поверхности и атмосферы спутники и другие космические аппараты позволяют собрать актуальные сведения о состоянии воздушного бассейна, морей, океанов, почвы в течение небольшого промежутка времени, передать результаты наблюдений в центры сбора и анализа информации. Исследования, проведенные на кораблях типа «Союз» и космической станции «Салют», дали богатый фактический материал для разработки природоохранных мероприятий, новых методов изучения окружающей среды.

Заключение

И так мы рассмотрели основные виды форм воздействия на природную среду при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Подводя итог можно отметить, что создание благоприятных предпосылок для снижения загрязнения окружающей среды возможно только объединенными усилиями правительства, законодателей и производителей национального продукта. Назрела необходимость в создании механизма сотрудничества между природоохранными организациями и промышленниками, направленная на совместную подготовку и реализацию экологических программ и проектов, поиск источников их финансирования, оперативный обмен информацией в данной области. Более того, было бы целесообразным изменить методы расчета эффективности производства таким образом, чтобы этот показатель находился в прямой зависимости от экологической безопасности.

Техническое и технологическое отставание отечественной продукции от зарубежных аналогов не позволяет винить в отраслевых экологических проблемах одних только нефтяников. Проблемы эти лишь наиболее ярко проявляются в сфере их деятельности. В связи с этим необходимо подчеркнуть, что повышение экологической эффективности нефтегазового производства является комплексным вопросом, решение которого зависит от общего состояния экономики России. Необходима долгосрочная государственная программа технического переоснащения нефтегазового комплекса, которая бы предусматривала и решение существующих экологических проблем в соответствии с современными мировыми стандартами.

В нефтегазовой отрасли, как и в целом по России, необходимо скорейшее решение ряда принципиальных задач. К их числу относится обеспечение стабилизации и последующего коренного улучшения состояния окружающей среды за счет «экологизации» экономической деятельности, т.е. ввод хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, внедрение системы экологического управления и менеджмента, включающей в себя создание такого механизма, который целенаправленно будет ориентировать все субъекты предпринимательства на соблюдение природоохранных требований, требуется системных подход, оптимизирующий весь материально-производственный цикл - от сырья до готового продукта и утилизации отходов производства. Этот цикл должен включать в себя создание замкнутой промышленной схемы малоотходного и экологически приемлемого производства.

В период переходной экономики российский нефтегазовый комплекс оказался одной из самых устойчивых и стабильных отраслей экономики, хотя внешние (падение цен на нефть) и внутренние (экономический кризис) причины легли тяжелым бременем и на нефтегазовый комплекс страны. Но и в этих условиях наши предприятия берут на себя инициативу решения экологических проблем и осуществления природоохранных проектов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Г.Е.Панов «Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности»

П.А.Хаустов «Охрана окружающей среды при добыче нефти»

Шишмина Л.В. «Экология нефтегазодобывающего комплекса»

Размещено на Allbest.ru