Технологические процессы нефтяной промышленности ХМАО

Период техногенного воздействия  на природные  комплексы региона  при нефтедобыче можно разделить  на пять основных этапов, качественно и количественно отличающихся друг от друга: сейсмологическая разведка, геологоразведочное и поисковое бурение, обустройство месторождения, эксплуатация месторождения  и транспорт нефти к местам переработки, послеэксплуатационный период.  Следует отметить, что уникальной чертой рассматриваемого региона в настоящий период является временное сосуществование всех этих этапов. Такая ситуация обусловлена, с одной стороны, продолжающейся геологической и сейсмической разведкой, а с другой – поэтапным освоением разведанных ранее месторождений и продуктивных пластов, вовлечение в эксплуатацию «забалансных»   месторождений. Нередко ликвидированные скважины и «умирающие» месторождения соседствуют с буровыми вышками и новыми технологическими объектами добычи нефти. Рассмотрим все эти этапы техногенного воздействия отдельно.

1.Сейсмологическая разведка.

Предваряет освоение территории и  является обязательным методом поиска и локализации месторождений  нефти. Упрощено представляет собой  взрывные работы, проводимые в зимнее время. Среди всего этого комплекса технологических мероприятий при нефтедобыче, сейсморазведка оказывает  минимальное воздействие на окружающую среду. Сопровождается вырубкой площадок под места базировок сейсмоотрядов  и просек для бурения шурфов под взрывчатку и протаскивания вагончиков с регистрирующей аппаратурой. Основное воздействие происходит на лесофонд в результате рубок и захламления порубочными остатками, что приводит к ухудшению санитарного состояния и повышению горимости лесов.  Нормы земель при этом не нарушаются. Само по себе присутствие человека в лесу и проведение взрывных работ является фактором беспокойства для животных, а браконьерство наносит  серьезный вред охотничье – промысловой фауне. Существенное очаговое воздействие оказывается в местах базировок сейсмопартий в идее загрязнения почвы и грунтовых вод нефтепродуктами, захламления территории порубочными остатками, бытовыми и производственными отходами, металлоломом. 

2. Геологоразведочное и поисковое  бурение.

При геологоразведочных работах на нефть основное негативное воздействие  на окружающую природную среду происходит при строительстве поисково-разведочных  скважин. Для этого отводится  во временное пользование земельный  участок, на котором производится вырубка леса и обустройство различных технологических объектов (буровая и вертолетная площадки, подъездной путь, жилой поселок, технологическая зона). Результаты измерений 52 площадей участков разведочных скважин с помощью GPS навигатора в Нефтеюганском районе ХМАО показали, что территория, испытывающая воздействие буровых работ без учета подъездного пути, оставляет в среднем 3, 5 га на 1 участок. Это даже меньше расчетных нормативов для бурового станка с глубиной бурения до  2900 м (4,64 га), хотя фактические размеры изменялись в зависимости от ландшафта от 0,9  га.

 На территории округа пробурено  более 5 тысяч поисково-разведочных  скважин, причем большая часть  бурилась 10-15 лет назад. Вследствие  длительного простоя и отсутствия  технического обслуживания эти  скважины разрушаются, что приводит к нарушению герметичности  и невтеводогазовым проявлениям на их устье. Утечка нефти и минерализованных пластовых вод формирует стойкий очаг химического загрязнения прилегающей территории.

Максимальное негативное воздействие на окружающую природную среду при геологоразведочном  бурении заключается в химическом загрязнении при утечке жидкостей  из устьев скважин, миграции химреагантов и нефти  из буровых амбаров, разливов ГСМ на местах хранения топлива, стоянок транспорта и дизельных агрегатов. К основным потенциальным химическим загрязнителям при строительстве  скважины относятся:

- буровые растворы, промывочные  задавочные жидкости, а также  химические реагенты и материалы,  используемые для их приготовления;

- отходы бурения, состоящие из бурового шлама и отработанного  бурового раствора, буровых сточных вод и нефти;

- горюче- смазочные материалы;

- хозяйственно-бытовые сточные  воды и твердые бытовые отходы.

При обследовании старых буровых площадок было установлено, что две из трех  имели нефтяное загрязнение в виду разливов нефти, горюче-смазочных материалов  и скоплений нефти в буровых амбарах. Помимо этого при испытании скважин происходило сжигание попутного газа, приводившее к локальному загрязнению атмосферы. Территории многих площадок захламлены брошенной древесиной лиственных пород объемами до 1000 м³ и металлоломом до 10 т (без учета брошенных буровых вышек).

Необходимо отметить, что в подавляющем  большинстве случаев естественные восстановительные процессы на территориях разведочных скважин преобладают на деградационными. Восстановление древесной растительности происходит так быстро, что многие площадки 20—30-летней давности практически невозможно обнаружить даже с вертолета.

3. Обустройство месторождения.

Наиболее масштабный этап, в течение которого создается вся инфраструктура нефтегазодобывающего комплекса.  Точечное воздействие на окружающую среду, оказываемое при геологическом изучении, перерастает в локальное и даже в региональное.  В первую очередь изымаются значительные земельные ресурсы.  При этом максимальное воздействие оказывается именно в период строительства скважин и технологических объектов нефтегазодобычи. Например, в структуре земельных ресурсов Ханты-Мансийского АО на земли промышленности (в первую очередь, нефтегазовый комплекс) и транспорта приходится около 135 тысяч га, что составляет 0,25% всей территории округа. Год от года возрастает площадь нарушенных земель, утративших свою хозяйственную ценность и являющихся источниками отрицательного воздействия па окружающую среду. К началу 2004 г. площадь таких земель составила по ХМАО 53,4 тысячи га. То есть, по официальной статистике, на 100 га отводимых под нужды нефтедобычи земель 40 га становятся непригодными для использования по своему назначению. Наши исследования на Мамонтовском и Федоровском месторождениях показали, что на каждый гектар, отведенный под размещение скважин и кустового оборудования, приходится от 0,7 до 3,0 га нарушенных, в непосредственной близости от кустовой площадки, земель. При этом строительство одной скважины сопровождается деградацией в среднем 2000 м² поверхности почвы.

Можно выделить следующие  основные виды отрицательного воздействия на природную среду за время обустройства месторождений:

- деградация и уничтожение почвенного покрова в результате минерализация земель и засыпки провозным грунтом при строительстве технологических объектов;

-уничтожение травянистой,  кустарничковой и древесной растительности;

- нарушение гидрологического  режима  территорий, приводящее впоследствии к прогрессирующему подтоплению или осушению земель;

- загрязнение территории производственным и бытовым мусором;

- браконьерство.

Обустройство месторождений сопровождается также значительным химическим и биологическим загрязнением всех природных сред, включая подземные горизонты. Источниками химического загрязнения в этот период являются:

- буровые амбары;

- разливы нефти и минерализованных вод, случающиеся при испытаниях 
скважин;

- склады химреагентов;

- производственные объекты, не имеющие эффективных очистных сооружении 
(автобазы, базы буровых бригад и пр.).

Наибольшую экологическую  опасность представляют буровые амбары, содержащие отходы бурения. Многие из них находятся в водоохранных зонах и представляют серьезную угрозу речным, озерным и болотным экосистемам. Как правило, отходы промыслового бурения скважин имеют 3 класс опасности (умеренно опасные). В настоящее время только па территории Ханты-Мансийского АО общее число некультивированные амбаров превышает 2000. В среднем каждый амбар 10—20-летней давности содержит около 2000 м³ бурового шлама и около 1000 м³ воды, загрязненной растворимыми химреагентами и нефтью.

При освоении территории округа происходит интенсивное развитие природно-антропогенных и антропогенных геологических процессов и явлений (по классификации Ф. В. Котлова). Среди природно-антропогенных процессов наибольшее распространение получили экзогенные геологические процессы и явления: плоскостная эрозия и дефляция почв, оврагообразование, речная эрозия, заболачивание. Яркий пример развития природно-антропогенной дефляции песчаных раздувов на легких песчаных почвах в районе г. Покачи.

Среди геологических процессов, носящих исключительно антропогенный  характер, можно выделить:

- геотермические процессы  и явления (промерзание грунтов и подземных вод, протаивание мерзлых грунтов). В результате строительства технологических объектов в районах с очаговым и реликтовым распространением многолетне-мерзлых пород происходит искусственное потепление грунтов, содержащих подземный лед;

- гидролитогенные процессы и явления, проявляющиеся в понижении уровня грунтовых и подземных вод, а также химическое загрязнении этих вод.

Самым масштабным проявлением  гидролитогенных процессов, вызванных деятельностью человека, является формирование обширных зон подтопления и осушения территорий в результате изменения или нарушения направления поверхностного стока. Эти процессы активизируются при прокладке линейных объектов (автодорог) через болотные комплексы. Визуально проявляются в виде мелких озер и луж вдоль одной из сторон дорожного полотна

4. Эксплуатация месторождения.

Наиболее протяженный во времени период техногенного воздействия, исчисляемый десятилетиями. В это время происходит не только усугубление экологической ситуации непосредственно на месторождениях, но и возникает новая реальная угроза техногенных катастроф, связанных с транспортом добытой нефти.

Возрастание напряженности экологического состояния территорий промыслов вплоть до «экологического бедствия» обусловлено, с одной стороны, отсутствием или низкой эффективностью природоохранных мероприятий по ликвидации последствий обустройства месторождений, и, с другой стороны, возникновением новых проблем. Основная причина — старение технологического оборудования и накопление производственных и бытовых отходов на территориях промыслов.

Основным видом отрицательного воздействия на природные комплексы  вовремя эксплуатации месторождений  является химическое загрязнение окружающей среды нефтью, различными химическими веществами, газообразными выбросами факелов производственными и бытовыми отходами. Наибольшую опасность представляют нефтезагрязненные и засоленные земли и водные поверхности, общая площадь которых в Ханты-Мансийском АО, может составлять от 20 до 30 тысяч га. Причинами попадания нефти в окружающую среду являются: порывы коллекторов системы нефтесбора; утечки из шламовых амбаров через нарушенную обваловку разбрызгивание и разливание при по ломке задвижек; разбрызгивание при фонтанировании с факелов; утечки с кустовых и производственных площадок различных технологических объектов. Наибольшее число зафиксированных разливов нефти происходит в результат порывов нефтепроводов, причем 96 аварий из 100 обусловлены коррозией труб. Анализ статистических данных по аварийности из-за коррозионного износа и нефтегазодобывающих предприятия Ханты-Мансийского автономного округа показал, что средний срок службы внутрипромысловых коллекторов до первой аварии составляет от 2 до 3 лет. Причем, более 90% случаев приходится на внутреннюю коррозию. Выделяют несколько типов внутреннего коррозионного износа труб — канавочная коррозия по нижней стороне трубы, свинг по телу трубы и коррозия по сварному шву. С максимальной скоростью протекает и наиболее часто встречается канавочная коррозия. Скорость ее может достигать 4 и даже 6 мм в год, при средних скоростях других видов коррозии измеряемых десятыми долями миллиметра в год.

В качестве примера для иллюстрации типологических характеристик нефтяного загрязнения в Среднем Приобье приведем данные наземного обследования производственной территории крупнейшего нефтегазодобывающего предприятия региона — ОАО «Юганскнефтегаз», проведенного  в 1999—2002 гг. Всего было выявлено 611 нефтезагрязненных  участков общей площадью более 750 га (табл.1)

Таблица 1.

Биотопическое распределение нефтяного загрязнения производственной территории.

Биотопы	Количество, шт.	Площадь, га	% от общего количества	% от общей площади
Болота	338	516,81	55,4	68,6
Водные поверхности	106	27,82	17,3	3,7
Минерализованные	13	10,21	2,1	1,4
Лесные земли	128	153,42	20,9	20,4
Пойменные	20	43,16	3,3	5,7
Прочие	6,0	1,39	1,0	0,2
Всего	611	752,81	100	100

Оценка  биотопической приуроченности показала, что каждый разлив или 2/3 загрязненной территории приходятся на различные виды болот. Рассматривая  характер распределения разливов нефти по площадям необходимо подчеркнуть очевидную диспропорцию между незначительным количеством крупных (более 1 га) разливов – всего 26% от общего числа и тем фактом, что почти 85 % замазученной территории приходится именно на эти участки (табл 2).

Анализ официальных  данных по аварийности в системе нефтесбора на территории Ханты-Мансийского автономного округа за последние 14 лет показывает, что в среднем происходит от 1600 до 2000 аварий в год. Максимальная аварийность отмечалась в середине 90-х голов прошлого столетия и в 2004 г. Динамика количественных показателей аварийности показывает устойчивую тенденцию к повышению числа аварий за последние несколько лет (рис. 12). Количество нефтесодержащих вод, попавших в окружающую природную среду в среднем составляло 3,7 тыс. т, если не учитывать экстремальный 1996 г., когда  объем разлившейся нефти составил максимальную величину за весь период отчетности – более 33,5 тыс. т. В среднем в результате одной аварии выливалось более 3 т нефтесодержащих вод, с максимумом в 1996 г. – 12,6 т.

 

 

 

 

Таблица 2.

Характеристика  нефтяного загрязнения производственной территории ОАО «Юганскнефтегаз» но площадям разливов