Задание № 2

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ,

СВЯЗАННЫЕ С РАЗРАБОТКОЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

Цель: охарактеризовать геоэкологические проблемы, возникающие при разработке нефтяных и газовых месторождений.

Пример оформления титульного листа представлен в приложении 2.

Содержание отчета по работе:

1. Физико-географическое положение района (атлас, выбор месторождения для описания – по карте 23)

2. Тип месторождения (карта 23)

3. Ландшафтные и почвенные условия (карта 33, атлас)

4. Речная сеть (атлас)

5. Степень освоения территории (карта 3, карта 40)

6. Выводы:

а) экологическое состояние земной поверхности в результате хозяйственной деятельности (карта 39)

б) Техногенная нагрузка (приложение 1)

Теоретическая часть

Предприятия нефтяной и газовой отраслей выполняют функции разведки, добычи, переработки, хранения газа, газового конденсата и нефти, поставки потребителям внутри страны и за рубежом углеводородного сырья. Во всех видах такой производственной деятельности окружающая природная среда используется как источник потребляемых природных ресурсов и как природная емкость для хранения углеводородного сырья, а также для сброса непригодных для дальнейшего использования на данном этапе развития производственных отходов. Таким образом, такие предприятия следует рассматривать как источники комплексного воздействия на окружающую среду и, прежде всего, через гидро-, лито- и атмосферу. Последствия такого воздействия нередко проявляются на значительных расстояниях от источников. Взаимодействие осуществляется путем переноса, за счет гидравлической связи, фильтрации, сорбции, хемосорбции, осаждения и испарения. Ориентировочная схема расположения объектов нефтепромысла представлена на рис. 1.

Негативное воздействие на окружающую среду поисково-разведочных и эксплуатационных работ на нефтяных месторождениях приведено в табл. 1.

Рисунок 4 – Схематический план расположения объектов на территории Малореченского нефтяного месторождения

Воздействие на атмосферу.

Эксплуатация технологических установок и агрегатов предприятий нефтегазового комплекса сопровождается неизбежными выбросами вредных веществ в атмосферу. Воздействие объектов нефтегазового комплекса на природу обусловлено токсичностью природных углеводородов и сопутствующих им ресурсов, разнообразием химических веществ, используемых в технологических процессах. Основными видами сырья, так же как и основной продукцией нефтегазового комплекса, являются нефть, природный и попутный газы. К попутной продукции относятся конденсат, нефть (для газовых месторождений), жидкое углеводородное топливо, сера, меркаптаны.

Таблица 1 – Негативное воздействие на окружающую среду поисково-разведочных и эксплуатационных работ на нефтяных месторождениях

Производственно- технологические стадии	Природные объекты
	Земная поверхность	Водная среда	Атмосферный воздух
Поиски и разведка	Нарушение и загрязнение почвенного и растительного покрова. Отчуждение земли под строительство буровых установок и размещение временных поселков. Актизация экзогенных геологических процессов. Снижение биопродуктивности экосистем	Загрязнение поверхностных и подземных вод промывочной жидкостью, засоление поверхностных водоемов, при самоизливе рассолов вскрытых структурно– поисковыми и разведочными скважинами	Аварийные выбросы нефти и газа в процессе бурения и освоения скважин.  Газопылевое загрязнение при строительстве дорог и промышленных площадок
Добыча	Изъятие земель из сельскохозяйственного оборота под нефтепромысловые объекты.	Нарушение изолированности водоносных горизонтов из-за перетоков.	Загрязнение УВ, серо- водородом, оксидами серы и азота при эксплуатации скважин. Выделение отработанных газов транспортными средствами и двигателями буровых установок.

Основной способ промышленной добычи нефти и газа - их извлечение из земных недр с помощью эксплуатационных скважин.

Бурение скважин

1. амбарное бурение (предполагает временное накопление бурового шлама, буровых растворов, сточных вод и других технологических жидкостей в шламовых амбарах);

2. безамбарное (малоотходное) бурение (предполагает накопление в шламовых амбарах только выбуренной породы).

Строительство скважины производится на предварительно подготовленной (отсыпанной) площадке. Типовой состав объектов и оборудования буровой площадки:

• силовой и вышечный блоки

• устье скважины

• амбар противовыбросового оборудования (ПВО)

• амбар отстойник буровых сточных вод (БСВ)

• амбар очищенных вод

• площадка под горюче-смазочные материалы

• дизельная электростанция

• котельная

• вспомогательные сооружения.

Из перечисленных объектов наибольшую опасность для окружающей среды представляют:

• амбары ПВО и БСВ

• площадки ГСМ.

К сооружениям этих объектов предъявляются особые требования:

- снятие растительного слоя со всей площади амбара и рытье дренажной канавы по контуру;

• разработка и рытье котлованов бульдозером и погрузка грунта в самосвалы для сооружения обваловки;

• устройство предварительного гидроизоляционного экрана котлована из грунто-битумно-бетонной смеси с последующим покрытием пленкой.

В процессе бурения с целью уменьшения объема котлованов и норм отвода земель предусматривается периодическое осветление буровых сточных вод и повторное их использование. Для этого отходы в котлованах отстойниках обрабатываются раствором коагулянта, после чего происходит их расслоение на загущенную и жидкую фазу.

После окончания бурения осветленная вода очищается и используется в нагнетательных скважинах для закачки в пласт. Твердая фаза отходов, оставшаяся в котловане, подвергается отверждению с последующей засыпкой котлована грунтом.

Часто из-за плохого обвалования не обеспечивается должная герметичность котлованов-отстойников, в результате чего неочищенный раствор попадает на территорию кустовых площадок, в овраги и поверхностные водоемы.

В паводковый период уровень в котловане повышается, и, в результате переполнения и отсутствия прочной обваловки, загрязненная нефтесодержащая сточная вода растекается по территории и по уклону местности попадает в водоемы.

Извлечение нефти из земных недр

Оно включает три этапа:

1. движение нефти по пласту к скважинам вследствие разности давлений в пласте и забое скважины. Для обеспечения перемещения нефти в пласте к забою в пласт нагнетается вода или пар;

2. движение нефти от забоя скважин до устья на поверхности. Оно происходит как за счет естественного фонтанирования, так и с помощью механизированных способов:

- газлифтный способ (в скважину компрессорами нагнетается углеводородный газ, который, смешиваясь с нефтью, обеспечивает ее подъем на поверхность);

- глубинно-насосный способ (используются погружаемые в скважину насосы);

3) сбор нефти и сопутствующих продуктов на поверхности, отделение газа и воды от нефти, сбор попутного газа, возврат воды в пласт.

Сырая нефть под собственным давлением поступает на замерные установки, затем перемещается на ДНС (дожимную насосную станцию), где происходит первичное отделение газа от нефти.

Затем газ поступает на газоперерабатывающую установку или факел, а нефть поступает на УПН (установку подготовки нефти). Здесь происходит дальнейшая сепарация газа от нефти, обезвоживание и обессоливание нефти. Очищенная нефть, после оценки ее качества и количества, направляется в товарные резервуары.

Вода очищается на установке и закачивается в пласт через нагнетательные скважины.

Транспорт нефти и газа

Подача нефти и газа потребителям осуществляется транспортом:

- трубопроводным;

- водным (в танкерах, баржах)

- железнодорожным (в цистернах).

В настоящее время практически вся нефть и природный газ транспортируются по магистральным нефте- и газопроводам.

Магистральными называют трубопроводы, перекачивающие продукцию на значительные расстояния.

Трубопроводы, эксплуатирующиеся на месторождениях, называются промысловыми.

Нефтепроводная система включает:

1) линейную часть трубопровода с притрассовыми сооружениями и переходами через водные преграды;

2) нефтеперекачивающие станции (НПС).

Перед пуском в эксплуатацию, после монтажа и крепления на опорах, установки всей аппаратуры, проводят испытания трубопроводов на герметичность. Для этого используют промывку водой. Слив воды из трубопровода после испытаний производится в специально подготовленные амбары в виде котлованов с обваловкой. После отстоя чистая вода сливается на рельеф, амбары засыпаются вынутым грунтом.

Переходы через водные преграды являются наиболее экологически уязвимыми участками линейной части трубопровода.

При строительстве подводных трубопроводов и мостовых переходов водоем подвергается массированному воздействию мощной строительной техники, при этом наиболее часто страдают малые реки и водоемы, для которых такое вмешательство особенно губительно.

Береговые траншеи разрабатываются экскаваторами. Длина таких траншей достигает 50-100 м от береговой линии, а глубина - 15 м (в зависимости от высоты берега) над уровнем воды.

Если не выполнить обратную засыпку этих траншей, то в результате воздействия периодических подъемов уровня воды в реке, а также талых и дождевых вод береговая траншея со временем превращается в глубокий овраг.

Непоправимый вред земляные работы наносят малым рекам (шириной до 20-30м). Иногда они отводятся в сторону или пересыпаются земляными дамбами, а по окончании строительства восстановление русла не производится.

Наибольший вред наносится животному миру реки или водоема при разработке траншей взрывом, которые к тому же, как правило, производятся неоднократно.

На строительных площадках растительность практически полностью уничтожается, если по завершении работ растительность не восстановить, то впоследствии берег реки будет разрушаться.

Для снижения техногенной нагрузки используют специальные приемы бестраншейного бурения, позволяющие сократить воздействие трубопроводов на русло реки и ее обитателей

Наклонно-направленное бурение при организации переходов через водные преграды имеет экологические преимущества по сравнению с традиционными методами бурения:

- не требует устройства подводных траншей;

- обеспечивает гарантированную устойчивость трубопровода;

- способствует укладке трубопровода ниже линии предельных деформаций дна и берегов реки;

- сохраняет естественный режим водного объекта и не наносит ущерб рыбному хозяйству.

Нефтеперекачивающие станции (НПС)

Это самый сложный комплекс сооружений магистрального нефтепровода. Основные технологические сооружения:

• магистральная и подпорная насосные станции;

• узлы регулирования давления;

• резервуарный парк и пункт подогрева нефти;

• технологические нефтепроводы и оборудование вспомогательных систем;

• узлы технологических задвижек и оперативного учета нефти;

• аварийно-восстановительный пункт.

Кроме этого имеются: производственно-вспомогательные объекты водоснабжения и водоотведения, электроснабжения, также административно-хозяйственные постройки.

Одним из основных технологических сооружений НПС являются резервуарные парки, представляющие собой группу однотипных резервуаров, объединенных трубопроводными коммуникациями. Эти резервуары являются наиболее экологически опасными объектами НПС.

К технологическим объектам, способным выделять загрязняющие вещества (ЗВ) в атмосферу, относятся:

• буровые установки

• скважины

• газовые промыслы

• установки сбора и подготовки нефти, газа и конденсата (УКПГ, УППГ)

• нефте- и газоперерабатывающие заводы (НПЗ, ГПЗ)

• компрессорные станции (КС)

• линейная часть магистральных газопроводов

• станции подземного хранения газа (СПХГ)

• газораспределительные станции (ГРС)

• энергетические установки (электростанции, котельные, дизели и т.д.)

• морские платформы

• механические и ремонтные заводы.

Характерные загрязняющие вещества.

Помимо собственных природных углеводородов, их спутников, продуктов переработки, в составе загрязнителей содержатся многочисленные реагенты, катализаторы, ПАВ, ингибиторы, щелочи. Кислоты, вещества, образующиеся при сжигании, химическом превращении и т.д., основные из них:

- углеводороды

- бензин

- керосин

- предельные углеводороды

- природный газ

- оксиды углерода

- сернистые соединения

- сероводород

- меркаптаны

- диоксид серы

- оксид азота NO

- диоксид азота NO₂

- бенз(а)пирен.