Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Экологически безопасные технологии добычи нефти в осложненных услови

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
1.02 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

В.А. Мордвинов, В.В. Поплыгин

ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2013

УДК 622.276 М 79

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент А.А. Злобин (Пермский национальный мсследовательский политехнический университет);

канд. техн. наук С.В. Колесников (ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»)

Мордвинов, В.А.

М 79 Экологически безопасные технологии добычи нефти в осложненных условиях: учеб. пособие / В.А. Мордвинов, В.В. Поплыгин. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013, – 81 с.

ISBN 978-5-398-01091-6

Рассмотрены требования к экологической безопасности при добыче нефти, приведены материалы по контролю за состоянием окружающей среды. Подробно изложены виды осложнений и факторы, осложняющие условия добычи нефти. Представлены основные технологии добычи нефти. Рассмотрены возможности обеспечения экологической безопасности при добыче нефти.

Выполнено при проведении исследований в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг.

Предназначено для студентов очной и заочной формы обучения, направление 131000 «Нефтегазовое дело».

УДК 622.276

ISBN 978-5-398-01091-6

© ПНИПУ, 2013

2

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ТРЕБОВАНИЯ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

 

ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ.................................................................................

5

2. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ..........

10

2.1. Охрана воздушной среды....................................................................

10

2.2. Охрана пресных, подземных и поверхностных вод от истощения и

загрязнения..................................................................................................

11

2.3. Защита почв и рекультивация земель. Защита растительного и

 

животного мира...........................................................................................

13

3. ВИДЫ ОСЛОЖНЕНИЙ И ФАКТОРЫ, ОСЛОЖНЯЮЩИЕ

 

УСЛОВИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ...................................................................

15

3.1. Образование асфальтеносмолопарафиновых отложений

 

в добывающих скважинах..........................................................................

16

3.2. Отложение неорганических солей......................................................

30

3.3. Образование стойких нефтяных эмульсий........................................

35

3.4. Коррозия нефтепромыслового оборудования...................................

42

3.5. Механические примеси .......................................................................

47

3.6. Осложнения при добыче сероводородсодержащих нефтей.............

49

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

 

ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ...............................................................................

52

4.1. Общая характеристика технологий добычи нефти...........................

52

4.2. Способы эксплуатации добывающих скважин .................................

53

4.3. Забойное давление при эксплуатации добывающих скважин.........

57

4.4. Фонтанная эксплуатация скважин......................................................

60

4.5. Механизированная эксплуатация скважин........................................

67

3

4.5.1. Эксплуатация скважин с помощью штанговых насосов...........

67

4.5.2. Эксплуатация скважин с помощью погружных

 

электроцентробежных насосов..............................................................

75

4.5.3. Анализ и оптимизация технологических режимов работы

 

механизированных скважин...................................................................

78

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................

80

4

1. ТРЕБОВАНИЯ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ

Недра, земля, растительный и животный мир, подземные и поверхностные воды, воздух, околоземное космическое пространство, озоновыйслойатмосферы– всеэтообъектыохраныокружающейсреды.

В состав окружающей среды входят природная среда (биосфера) и техногенная среда (техносфера). Биосфера — область распространения жизни на Земле, не испытавшая техногенного воздействия (атмосфера, гидросфера, верхняя часть литосферы). С одной стороны, она обладает защитными для человека свойствами, а с другой – содержит в себе негативные факторы. Техносфера — среда обитания, созданная с помощью воздействия людей и технических средств на природную среду с целью наилучшего ее соответствия социальным и экономическим потребностям общества.

Добыча нефти с попутным нефтяным газом (ПНГ) относится к ресурсодобывающим производствам, оказывающим негативное воздействие на окружающую среду. Полностью исключить влияние нефтедобычи на биосферу практически невозможно. Минимизация отрицательного воздействия на окружающую среду – актуальная задача ресурсодобывающих отраслей и общества в целом.

Эффективная система обеспечения экологической безопасности включает в себя управление защитой от различных угроз со стороны опасных производственных объектов, основанное на разработке и выполнении определенных правил и требований. Для каждого опасного производственного объекта, к которым относятся и основные объекты нефтедобычи, должно предусматриваться наличие и функционирование системы экологического контроля производственных процессов.

На всех этапах работ по добыче нефти могут проявляться негативные факторы, воздействие которых на окружающую среду должно быть предусмотрено и учтено в проектных документах. Изменение природной среды начинается при поиске и разведке месторождений и продолжается на последующих этапах их освоения. Хозяйственная

5

деятельность на каждом этапе связана с изъятием из окружающей среды природных ресурсов, с загрязнением окружающей среды в результате производственной деятельностии при аварийных ситуациях.

Организация экологического сопровождения деятельности предприятий нефтегазового комплекса является обязательной. Обеспечение экологической безопасности добывающим предприятием контролируется Федеральным законом «Об охране окружающей среды» (Федеральный закон от 01.01.2002 г. № 7-ФЗ), а также другими законодательными документами.

Оценку деятельности предприятий осуществляют органы государственной власти субъектов РФ. В ходе экологической оценки определяется степень нарушения предприятием состояния биосферы, эта оценка проводится независимо от формы собственности организации. Требования к материалам проверки указываются федеральными органами, осуществляющими государственное управление в области охраны окружающей среды.

Контроль выполнения проектных решений при разработке нефтяных месторождений осуществляется управлениями Федеральной службы по надзору в сфере природопользования, территориальными агентствами по недропользованию, межрегиональными управлениями по технологическому и экологическому надзору, территориальными управлениями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

При разработке проектно-технологической документации для нефтяных месторождений решения по охране недр должны предусматривать:

эффективное использование балансовых запасов нефти и сопутствующих запасов полезных ископаемых, а также сохранение

внедрах забалансовых запасов для возможного последующего промышленного освоения;

исключение выборочной отработки наиболее богатых участков месторождения;

рациональное использование отходов производства;

6

мероприятия по охране земель на территории проектируемых объектов;

мероприятия по предупреждению перетока загрязненных подземных вод в другие горизонты и выхода на дневную поверхность;

рекультивацию нарушенных горными работами земель и приведение их в состояние, пригодное для дальнейшего использования.

Под экологическим сопровождением на предприятиях нефтегазового комплекса понимается комплексное обеспечение предприятий всей необходимой документацией в соответствии с природоохранным законодательством РФ и условиями лицензионных соглашений на природопользование. В первую очередь на месторождении создают информационную базу данных об окружающей среде при проведении инженерно-экологических изысканий. Собранная информация определяет состав и содержание документации на различных стадиях освоения месторождений: программ экологического мониторинга, раздела «Перечень мероприятий по охране окружающей среды», разрешительной экологической документации (рис. 1).

Для объектов, находящихся в стадии эксплуатации, в качестве экологического сопровождения в обязательном порядке разрабатывается система экологического нормирования, устанавливаются параметры предельно допустимых воздействий на окружающую среду. В результате нормирования устанавливаются нормы воздействия предприятий на элементы ландшафтов.

Нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе, воде, почве, пище относят к санитарногигиеническим нормативам. Они указывают предельно допустимые выбросы в атмосферу, в водную среду, а также предельно допустимые уровни шума, радиационного воздействия и др.

Требования к источнику негативного воздействия определяются в виде предельно допустимых норм нагрузки на окружающую природную среду (ПДН). Эти нормативы направлены на экономное использование природных ресурсов. Ограничения на землепользование и лесопользование устанавливаются при выдаче соответствующих лицензий.

7

8

Рис. 1. Организация экологического сопровождения деятельности предприятий нефтегазового комплекса

8

Проектно-технологическая документация разрабатывается с учетом безусловного выполнения указанных нормативов и требований, а также нормативов по предельно допустимым выбросам газов в атмосферу (ПДВ), предельно допустимым сбросам загрязняющих веществ в водные объекты (ПДС), лимитов размещения отходов. Устанавливаются как технические нормативы выброса вредного (загрязняющего) веществаватмосферныйвоздух, такипредельнодопустимыевыбросы.

9

2. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

2.1. Охрана воздушной среды

Контроль соблюдения норм допустимых выбросов в атмосферу осуществляется путем измерения количества вредных веществ в воздухе непосредственно на промплощадке, в санитарнозащитной зоне и за ее пределами. Он состоит из внешнего и внутреннего контроля, отличающихся различной степенью точности результатов измерения. Внутренний контроль состояния воздуха организуется специалистами предприятия. Задачи внешнего контроля – получение фактических количественных концентраций веществ в рабочей и санитарно-защитной зонах и близлежащих населенных пунктах, сопоставление расчетных и фактических значений концентраций.

Минимизация выбросов в атмосферу различных веществ обеспечивается внедрением новых технических, технологических и организационных мероприятий, направленных на сокращение потерь легких фракций нефти и обеспечивающих надежность и безаварийность работы нефтепромыслового оборудования. Строительство

иэксплуатация объектов обустройства месторождения должны удовлетворять требованиям Минздрава и Министерства природных ресурсов РФ к чистоте атмосферного воздуха рабочей зоны и населенных пунктов и Правилам безопасности в нефтяной промышленности [3]. Для снижения потерь легких фракций углеводородов

иобеспечения требований охраны воздушной среды выполняются:

1.Герметизация всей системы сбора, промысловой подготовки

итранспортировки нефти, соблюдение технологических регламентов и правил технической эксплуатации объектов нефтедобычи.

2.Установка перепускных газовых клапанов в устьевой арматуре скважин.

3.Внедрение методов освоения скважин с минимальным выбросом веществ в атмосферу.

10