Нефтегазодобывающая отрасль

Нефтегазодобывающая отрасль — одна из самых экологически опасных отраслей хозяйствования. Она отличается большой землеемкостью, значительной загрязняющей способностью, высокой взрыво- и пожароопасностью промышленных объектов. Химические реагенты, применяемые при бурении скважин, добыче и подготовке нефти, а также добываемые углеводороды и примеси к ним являются вредными веществами для растительного и животного мира, а также для человека.

[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 1

Россия является одной из ведущих нефтегазодобывающих стран мира по объему добычи и переработки углеводородного сырья. Актуальность решения проблемы утилизации нефтесодержащих отходов обусловлена значительным количеством накопленных и ежегодно образующихся отходов, их негативным воздействием на окружающую среду. Известно [1], что в 2010 году при добыче топливно-энергетических ископаемых образовалось 2204,3 млн тонн нефтешламов, в том числе в Краснодарском крае – до 11600 тонн.

В стране и в крае, в частности, не предусмотрены устойчивые системы утилизации побочных продуктов переработки нефти, что угрожает здоровью человека, благоприятному состоянию окружающей природной среды и сохранению биологического разнообразия и определяет изучаемую нами проблему особенно острой и актуальной.

Вести добычу огромных объемов газа и нефти и при этом не наносить природе ущерба - задача, которую ставят перед добывающими компаниями власти региона и страны. Принятые экологические обязательства позволяют газовикам соблюдать требования нормативных документов Российской Федерации при выполнении плановых показателей по добыче, и постоянно снижать воздействие на экосистемы Приполярья. Проблема обезвреживания и утилизации нефтесодержащих шламов, образующихся на объектах добычи, переработки, транспорта и хранения газа и конденсата занимает важное место среди экологических проблем на предприятиях. В связи с запрещением сжигания нефтешламов в амбарах и захоронения на полигонах большая доля нефтешламов, образующихся от объектов нефтегазового комплекса хранится на территориях предприятий.

[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 2

Проблема переработки отходов считается одной из самых крупных экологических проблем. Изучая опыт обращения с отходами в России и за рубежом, можно сделать вывод, что совершенствование нормативной базы, увеличение доли переработки и повторного использования отходов и применение современных технологий обеспечит устойчивое экологическое развитие во всех регионах страны – [8]

Анализ общих тенденций переработки и утилизации отходов производства и потребления показал эффективность их использования в качестве вторичных материальных ресурсов [8]. На рис. 1 представлена схема вовлечения в ресурсооборот отходов нефтегазовой отрасли за счет внедрения безотходных технологий. Такой подход позволяет не только расширить сырьевую базу, но и способствует минимизации негативного воздействия отходов и защите окружающей среды.

[http://www.science-education.ru/106-7707] – 10

Таким образом изучив данную тему, можно сделать вывод, что Актуальность решения проблемы утилизации нефтесодержащих отходов обусловлена значительным количеством накопленных и ежегодно образующихся отходов, их негативным воздействием на окружающую среду. В процессе строительства скважин, наиболее негативное воздействие на окружающую среду (ОС) оказывают отходы бурения (ОБ), включающие отработанные буровые растворы (ОБР), буровые сточные воды (БСВ) и буровые шламы (БШ), нефтешламы (НШ). Из многочисленных способов обращения с нефтесодержащими отходами необходимо отметить следующие: 6. термический (сжигание в открытых амбарах и печах); 7. химический (экстрагирование с помощью растворителей, отверждение с применением неорганических или органических добавок,); 8. физико-химический; 9. биологический; 10. физический (захоронение отходов в специальных могильниках, разделение их в центробежном поле, вакуумное или напорное фильтрование, замораживание).

[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 18

Научная новизна

1. Установлен состав мигрирующих в водную среду углеводородов и их производных из нефтешламов, отработанных силикагелей и цеолитсодержащих катализаторов и продуктов обезвреживания отходов по данным

спектрального анализа и хроматографии. При этом впервые определены количества этих загрязнений в водной среде доступным методом на основе тонкослойной хроматографии (ТСХ) с применением денситометра Сорб-фил. Выявлено удерживание малополярных соединений силикагелем, цеолитами и миграция в водную среду преимущественно более полярных.

2. Впервые предложена кремнеземсодержащая обезвреживающая НШ композиция: смесь из негашеной извести и отработанного силикагеля с содержанием от 9 до 52 %, при смешении которой с НШ получена экологически безопасная органоминеральная добавка (ОМД).

3. Разработан способ применения ОМД в производстве керамзита для получения готовой продукции с низкой насыпной плотностью и требуемой прочностью при более низких температурах обжига глины.

4. Научно обосновано обезвреживание отработанных силикагелей и катализаторов использованием их в качестве кремнеземсодержащей добавки при получении керамических кирпичей.

[http://earthpapers.net/ekologicheskie-aspekty-obezvrezhivaniya-i-utilizatsii-uglevodorodsoderzhaschih-othodov-neftegazovogo-kompleksa#ixzz3uCGdGYui] – 15

Количество нефтесодержащих отходов в газовой отрасли колеблется в широких пределах. Так, в целом по "Газпрому" за 2000 г. оно составило около 10,0 тыс.т, при этом на долю жидких отходов приходится 70%, пастообразных и твердых – 30%. Ряд дочерних предприятий "Газпрома", имеющих в своем составе крупные объекты транспорта и переработки газа, являются источниками образования значительных объемов нефтесодержащих отходов, которые по своим характеристикам не могут рассматриваться как вторичные материальные ресурсы и подлежат обезвреживанию. Количество образующихся отходов на отдельных предприятиях колеблется от 578 т/год до 2510 т/год. Существовавшее ранее мнение о малоотходности газовой отрасли, в связи с чем на подавляющем большинстве предприятий не предусматривалась организация участков обезвреживания образующихся отходов, привело к накоплению большого количества отходов производства и потребления на промышленных площадках многих структур "Газпрома".  Зачастую предприятия вынуждены накапливать и хранить на своей территории нефтешламы из-за недостаточного количества полигонов промышленных отходов, их принимающих, или из-за отсутствия установок по переработке нефтесодержащих отходов, соответственно платя за их хранение. Скапливание нефтеотходов на производственных территориях может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод. – 11 Нередко нефтесодержащие отходы уничтожаются на промплощадках путем сжигания без очистки отходящих газов, загрязняющих атмосферу, что является нарушением законодательства по охране атмосферного воздуха и влечет плату за указанные выбросы в 25-кратном размере.  Решающим фактором, определяющим загрязняющие свойства шламов, а также направления их утилизации и нейтрализации вредного воздействия на объекты природной среды является состав и физико-химические свойства. Выбор способа переработки зависит от качества шлама и состава содержащихся в нем нефтепродуктов и механических примесей. Нефтесодержащие отходы можно условно разделить на утилизируемые, которые после регенерации могут быть использованы на производстве, и неутилизируемые, подлежащие обезвреживанию из-за своих физико-механических свойств. По некоторым данным к неутилизируемым нефтесодержащим отходам относятся нефтешламы, образующиеся при очистке емкостей, резервуаров, участков кондесатопроводов, шлам реагентной очистки сточных вод, а также замазученный песок или грунт и др.  Для правильной организации сбора, размещения, обезвреживания и утилизации отходов необходимо знать состав, количество и свойства отходов, а также факторы, влияющие на их изменение, что напрямую связано с расчетом экологических платежей, оценке материального ущерба или риска возникновения аварийных ситуаций при обращении с отходами. Исходной информацией для проведения инвентаризации отходов служат данные изучения регламентов используемых технологических процессов, сырья, материалов, топлива, карты-схемы расположения источников образования отходов и мест их временного и постоянного складирования. В процессе инвентаризации составляется материальный баланс предприятия, рассчитывается количество образующихся отходов и устанавливается их класс опасности.

[http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html?r=9&page=29&f=1&t=1267] -12

В настоящее время известно о применении следующих методов (и их комбинаций) обезвреживания и переработки нефтяных шламов:  - сжигание нефтяных шламов в виде водных эмульсий и утилизация выделяющегося тепла и газов;  - обезвоживание или сушка нефтяных шламов с возвратом нефтепродуктов в производство, а сточных вод в оборотную циркуляцию и последующим захоронением твердых остатков;  - отверждение нефтешламов специальными консолидирующими составами с последующим использованием в других отраслях народного хозяйства, либо захоронением на специальных полигонах;  - переработка нефтяных шламов на газ и парогаз, в нефтепродукты;  - использование нефтешламов как сырье (компоненты других отраслей народного хозяйства);  - физико-химическое разделение нефтяного шлама (растворители, деэмульгаторы, ПАВ и др.) на составляющие фазы с последующим использованием.

Наиболее эффективным, хотя и не всегда экономически рентабельным, считается термический метод обезвреживания шлама. В последние годы наибольшее распространение получили следующие методы сжигания нефтешламов: во вращающихся барабанных печах, в печах с кипящим слоем теплоносителя, в объеме топки с использованием форсунок, в топке с барботажными горелками. Термический метод позволяет совместно с нефтешламами сжигать загрязненные фильтры, промасленную ветошь, твердые бытовые отходы.  Образующиеся при этом вторичные отходы относятся к 4 классу опасности и подлежат вывозу на полигоны захоронения. Объем вторичных отходов по сравнению с первоначальным уменьшается до 10 раз.

Продукт, образующийся в результате обезвреживания нефтешламов химическим методом, пригоден для использования в строительстве, при прокладке дорог, отсыпке земляных насыпей и может быть реализован сторонним потребителям. По некоторым данным с экономической точки зрения химическое обезвреживание нефтеотходов имеет более низкую стоимость обезвреживания отходов, чем термическое.

[http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html?r=9&page=29&f=1&t=1267] – 13

Одним из наиболее перспективных методов обезвреживания нефтешламов (НШ) является реагентное капсулирование, которое заключается в смешении негашеной извести и сорбента с НШ. В результате взаимодействия компоненты отхода вовлекаются в гидрофобную капсулу.

Введение отработанного силикагеля [6] или термически обработанной рисовой лузги [2, 3] в качестве кремнеземсодержащего сорбента в большей степени позволило снизить растворимость капсул продукта утилизации за счет образования малорастворимых силикатов и карбонатов кальция при взаимодействии оксидов кремния, углекислого газа атмосферного воздуха с оксидом кальция, соответственно.

Для повышения экологической безопасности в состав обезвреживающей композиции вводят кремнеземсодержащие адсорбенты, которые поглощают легкие углеводородные фракции, ионы тяжелых металлов и серосодержащие соединения, содержащиеся в нефтяном отходе [60]. Введение кремнеземсодержащих сорбентов позволяет снизить растворимость капсул продукта утилизации за счет образования малорастворимых силикатов и карбонатов кальция при взаимодействии оксидов кремния, углекислого газа атмосферного воздуха с оксидом кальция, соответственно. Для повышения экологической безопасности нами предлагается введение в состав обезвреживающей композиции СаО:ОДМ-2Ф модификатора – восковых веществ, содержащихся в ОМ [161]. Кроме того, ОМ-1 и ОМ-2 выполняют одновременно и роль сорбента-реагента. Остаточные сорбционные свойства отработанного ОДМ-2Ф создают условия для поглощения углеводородов. Ионы тяжелых металлов при гашении оксида кальция в щелочной среде переводятся в нерастворимые гидроксиды.

Продукты утилизации НШ нами предложено использовать в производстве бетонных конструкций гидротехнического назначения в качестве гидробофизирующих добавок.

Процесс приготовления бетонной смеси состоит из дозировки ингредиентов и их перемешивания. Введение гидрофобизирующей добавки не требует приобретения дополнительного оборудования для блока подачи добавки в смеситель, т.к. оборудование для хранения, просева и дозирования добавки является стандартным на заводах по производству изделий из бетона.

[http://www.dslib.net/ekologia/povyshenie-resursosberezhenija-utilizaciej-neftesoderzhawih-othodov-reagentnym.html] – 14

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.

[http://ru-ecology.info/term/12822/] – 9

Нефть и газ — фундамент экономики современной России. Но это и источник значительно повышенной опасности для окружающей природной среды. Нефтегазовый комплекс был и остается крупнейшим загрязнителем атмосферного воздуха в стране. Он дает до 30% загрязняющих веществ, выбрасываемых промышлен­ностью. Многие водоемы, соседствующие с разрабатываемыми месторождениями, до чрез­вычайности загрязнены нефтепродуктами (до 100–300 ПДК). На балансе нефтяников и газовиков находится 158 тыс. га нарушенных земель — и это только по официальным данным нефтедобывающих компаний. По другим данным, эта цифра в 10 раз больше. Более половины промышленных отходов — это тоже продукт жизнедеятельности топливного комплекса. Тысячи «бесхозных» скважин, сотни тысяч километров внутрипромысловых и магистральных трубопроводов — это постоянная угроза аварий с тяжелыми экологическими последствиями. Справедливости ради нужно признать, что крупные нефтегазовые компании немало делают для уменьшения негативных экологических последствий производственной деятельности. Но это, скорее, жест доброй воли. Усилия компаний-энтузиастов не подкреплены целенаправленной государственной политикой. [http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093] – 3

[5] – Добыча нефти и связанного с ней газа, составляющая единую нефтега­зовую отрасль, является не только основой мощного топливно-энерге­тического комплекса (ТЭК) России, но и главным источником валютных поступлений, ведущим компонентом бюджета страны. Не секрет, что неф­тегазодобывающие регионы больше получают от этого источника, но и платят они за это высокую цену в виде разрушения экосистем и объемного загрязнения природных сред.

[4] – Нефтегазовая промышленность получила в наследство от прошлых времен множество экологических проблем. Особенно серьезный ущерб природе и экономике наносится при разливах нефти. В качестве наиболее яркого примера масштаба нефтяных разливов в России в результате не­удовлетворительного состояния инфраструктуры приводят утечку нефти в Республике Коми, когда на протяжении 6 месяцев в окружающую среду поступило, по разным оценкам, от 50 до 100 тыс. т сырой нефти. Причи­ной тому послужили различные повреждения эксплуатируемого трубопро­вода — многочисленные трещины, пробоины и разрывы Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

[6] – Опубликованные данные о запасах нефти в России различаются до­вольно значительно. По российским источникам, у нас более 10% мировых подтвержденных запасов, неразведанные извлекаемые ресурсы оценива­ются в несколько десятков млрд т, газового конденсата — более 10 млрд т. По данным Мирового банка, подсчитанные запасы нефти оцениваются в 12 млрд т (8-е место в мире). Материалы подготовленного "Бритиш петролеум" обзора свидетельствуют, что доказанные запасы нефти составляют 6,7 млрд т, а это 7-е место в мире. По различным оценкам объема годовой добычи нефти, кото­рую ведут около 200 компаний, Россия в 2005 г. приблизилась к 1-му месту в мире, сравнявшись с лидером — ОАЭ, или даже обойдя его. В стране действуют 27 неф­теперерабатывающих заводов (НПЗ) общей мощностью около 280 млн т/год, система магистральных, внутри- и межпромысловых нефтепроводов. В виде сырой нефти и продуктов ее переработки экспортируется 60% до­бытых углеводородов. Экспорт нефтепродуктов в 2002 г. составил 75 млн т. Особое внимание при рассмотрении нефтегазодобычи в России следует уделять Западной Сибири, в первую очередь Ханты-Мансийскому автономному округу (ХМАО, или Югра), от­мечавшему в 2003 г. 50-летие начала освоения Западно-Сибирской нефте­газовой провинции. Во-первых, здесь со­средоточены крупнейшие месторождения России: Самотлорское (запасы 6,7 млрд т), Приобское (2,0), Федоровское (1,8), Мамонтовское (1,3), Лянторское (2,0). Во-вторых, его изученность в эколого-природоохранном отношении меньше, чем у других, староосвоенных нефтяных районов. В-третьих, он дает больше половины нефти России (57%, это 209,9 млн т в 2002 г.) и является лидером по нефтезагрязнениям — суммарные потери нефти за весь период добычи оцениваются в 100 млн т. Здесь ожида­ется дальнейший устойчивый рост добычи нефти. В 2004 г. на территории округа разрабатывалось 186 месторож­дений нефти. В 2004 г. объем добытой с 1964 г. в округе нефти превысил 8 млрд т. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

Главная проблема — низкий уровень утилизации попутного нефтяного газа (для месторождений Западной Сибири этот показатель, в среднем, не превышает 80%). Сжигание больших объемов попутного нефтяного газа по-прежнему является основным источником загрязнения окружающей среды в районах нефтедобычи. Ситуация не улучшается, хотя нефтяники, хорошо зарабатывающие на экспорте, могут позволить себе тратить на природоохранные мероприятия много больше представителей других горных отраслей. Более половины отраслевых выбросов (59%) приходится на оксид углерода, примерно поровну — на углеводороды (16%) и летучие органические соединения (15%). В отрасли самая низкая степень улавливания вредных веществ, отходящих от стационарных источников (менее 1%), поскольку источники выбросов на предприятиях нефтедобычи в основном неорганизованные. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

Лидером отрасли по уровню использования попутного газа является ОАО «Сургутнефтегаз». В 2004 году было утилизировано 94,8% попутного газа. Годом ранее этот показатель был еще выше — 95,5%. Снижение объясняется значительным ростом добычи и вводом новых месторождений. В 2004 году «Сургутнефтегаз» продолжал строительство и ввод в эксплуатацию объектов утилизации попутного нефтяного газа, затратив на это без малого 2 млрд рублей. Утилизация попутного нефтяного газа повышается за счет увеличения использования газа на отопление, в установках предварительного сброса воды и подготовки нефти.  Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

Однако рекордсменом борьбы с вредными выбросами можно назвать «Башнефть». В 2004 году по объектам компании выбросы вредных веществ в атмосферу снижены на 6,9 тыс. тонн, или на 26,3%, по сравнению с 2003 годом и составили 26,2 тыс. тонн. Удельные выбросы: 2,17 кг на тонну добычи в 2004 году против 2,75 кг на тонну в 2003 году. Снижение выбросов вредных веществ в «Башнефти» произошло благодаря внедрению природоохранных (работа 9 установок улавливания легких фракций углеводородов) и организационно-технических мероприятий. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

На предприятиях НК «Славнефть» удельные выбросы в атмосферу — одни из самых высоких в отрасли. Но заметны старания компании изменить ситуацию к лучшему. В 2004 году удельные выбросы уменьшены до 10,57 кг на тонну добычи против 11,15 кг в 2003 году. Правда, суммарный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями геологоразведки и нефтедобычи «Славнефти» в 2004 году вырос на 16,7%. до 191,3 тыс. тонн. Но нужно и учесть, что добыча за год выросла на 23.1%. Уровень использования попутного газа на предприятиях «Славнефти» в 2004 году достиг 74,8% (в 2003 году- 69,2%). Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

Самыми вредными для атмосферного воздуха остаются Омский НПЗ (причем, на этом предприятии выбросы увеличиваются), Новоуфимский НПЗ, «Уфанефтехим», Рязанский НПЗ и «Ярославнефтеоргсинтез». На долю этих предприятий приходится 35% отраслевых объемов выбросов. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093 – 7

В последнее время интенсивное развитие получили бактери­альные методы интенсификации добычи нефти: введение в пласты через нагнетательные скважины углеводородокисляющих и газообразующих микроорганизмов и питательных субстратов для них, активизация естест­венных аэробных и анаэробных биоценозов бактерий прежде всего рода Clostridium, образующих на дешевых питательных субстратах значитель­ные количества СН4, СО2, Н2, N2. Методы бактериального воздейст­вия, снижающие вязкость и повышающие подвижность нефти в коллекто­ре, наиболее эффективны в условиях истощенных месторождений, число которых непрерывно растет. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093

Проводятся эксперименты по очистке малых рек от нефтяного загряз­нения с помощью биоконвейеров "Вия", при которых текущая вода фильт­руется через микробоценоз, имммобилизованный на природных волокнах. Иммобилизированная углеводородоокисляющая микрофлора волокнистых насадок полностью разлагает нефтепродукты. Эксперимент проведен на р. Парки на производственной терри­тории НГДУ "Мамонтовнефть". Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093 – 17

Известен способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель (Патент РФ № 2331489 С1, 20.08.08, Д2, кл. В09С 1/04, аналог). Технология предусматривает отмывку загрязненных грунтов горячей водой, сбор и транспортировку образовавшейся при этом эмульсии (нефти с водой, частицами грунта) в очистную установку, разделение эмульсии на составляющие, очистку их в установке под воздействием аэрации горячим воздухом, вибрации и повторное использование воды и нефти (нефтепродуктов). Однако данный способ не позволяет при ограниченных затратах обезвреживать и утилизировать различные по происхождению и составу промышленные отходы (нефтезагрязненные грунты, нефтешламы, буровые растворы и другие отходы нефтегазовой отрасли).

Наиболее близким к заявляемому решению относится способ утилизации промышленных отходов (Патент РФ № 2223832 С2, 20.02.04, Д1, кл. 7 В09В 1/00, прототип), по которому в пространственно подвижной емкости из промышленных отходов послойно вымораживают и удаляют в виде обезвреженных пресных ледяных блоков до 40% жидкости. Затем оставшуюся часть отходов разделяют на твердую фазу и рассол. Их нейтрализацию производят в процессе термической обработки, например, в серийно выпускаемой асфальтобетонной установке. К недостаткам способа относятся значительные затраты на разделение сильно загрязненных, обводненных промышленных отходов на составляющие (фазы), на обезвреживание жидкости (рассола) и твердых частиц, удаление из них, в случаях необходимости, нефти (нефтепродуктов), а также на утилизацию составляющих отходов в различных сферах нефтегазовой деятельности.

[http://www.freepatent.ru/patents/2454440] – 16