Источники и масштабы техногенного загрязнения в нефтяной промышленности

Источники загрязнения территории и водных объектов на нефтепромыслах присутствуют в той или иной мере на любом участке технологической схемы от скважины до нефтяных резервуаров нефтеперерабатывающих заводов.

Основными загрязнителями окружающей среды при технологических процессах нефтедобычи являются: нефть и нефтепродукты, сернистые и сероводородсодержащие газы, минерализованные пластовые и сточные воды нефтепромыслов и бурения скважин, шламы бурения, нефте- и водоподготовки и химические реагенты, применяемые для интенсификации процессов нефтедобычи, бурения и подготовки нефти, газа и воды.

Таблица 1

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

Производственно- технопогисческие 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. Активизация экзогенных геологических процессов. Снижение биопродуктивности экосистем	Загрязнение поверхностных и подземных вод промывочной жидкостью, засоление поверхностных во-доемов при самоизливе рассолов, вскрытых структурно-поисковыми и разведочными скважинами.	Аварийные выбросы нефти и газа в процессе бурения и освоения скважин. Газо-пыпевое загрязнение при строительстве дорог и промышленных площадок
Добыча	Изъятие земель из сельско-хозяйственного оборота под нефтепромысловые объекты	Нарушение изолированности водоносных горизонтов из-за перетоков	Загрязнение УВ, сероводородом, оксидами серы и азота при эксплуатации скважин. Выделение отработанных газов транспортными средствами и двигателями буровых установок
Первичная переработка и транспортировка	Отвод земель под складирование отходов. Нарушение экологической обстановки при строительстве и эксплуатации магистральных нефтепроводов	Утечка нефтепродуктов и химреагентов из резервуаров и дозирующих установок. Загрязнение поверхностных и подземных вод ГСМ, бытовыми и техническими отходами	Распыление и розлив нефти и нефтепродуктов. Потери при испарении легких фракций нефти во время хранения в резервуарах и Производстве сливоналивных операций.

Строительство скважин

При строительстве буровой загрязнение атмосферы в основном ограничивается выбросами в атмосферу отработанных газов от двигателей транспортных средств.

В период проходки скважины негативное воздействие на почвенный слой, поверхностные и подземные воды оказывают буровые растворы, расход которых на один объект может достигать 30 м³/сут.

В период испытания скважины преобладает углеводородное загрязнение, а на этапе демонтажа буровой происходит загрязнение территории за счет использованных технических материалов и неподлежащего восстановлению оборудования.

В состав промывочных жидкостей входит целый ряд химических ингредиентов, которые обладают токсичными свойствами (аммоний, фенолы, цианогруппы, свинец, барий, полиакриламид и пр.). Особенно тяжелые экологические последствия вызывает сброс промывочных жидкостей специального назначения, например, на соляровой основе. Наличие органических реагентов способствует образованию суспензий и коллоидных систем в сточных водах.

Рис.1. Схема техногенного воздействия на окружающую среду при строительстве скважин

 

Источники загрязнения

Под источником загрязнения понимаются технологические процессы, воздействующие на природную среду при строительстве скважин.

Источником геомеханических нарушений являются следующие технологические процессы:

Ш Снятие и складирование плодородного слоя земли при подготовке территории буровой;

Ш Устройство насыпной площадки под буровую (при кустовом строительстве скважин);

Ш Устройство шламовых амбаров (ША) (земляных котлованов) – для сбора и хранения отходов бурения;

Ш Сооружение технологических площадок под оборудование буровой;

Ш Засыпка шламовых амбаров ША при их ликвидации;

Ш Рекультивация территории буровой;

Ш Строительство дорог;

Ш Вырубка, корчевание леса.

Гидрогеологические нарушения связаны с процессом бурения и выражаются в поступлении в водоносные горизонты загрязнителей (поглощение буровых растворов) или водопроявлениях, что приводит к изменению гидрогеологического режима естественного функционирования водоносного комплекса.

Процесс бурения сопровождается: 1) применением материалов и химических реагентов различной степени опасности; 2) значительными объемами водопотребления и 3) образованием отходов, опасных для флоры и фауны: представленных буровыми сточными водами (БСВ), отработанным буровым раствором (ОБР) и буровым шламом (БШ).

Объектами загрязнения при бурении скважин является геологическая среда и гидро- и литосферы (открытые водоемы, почвенно-растительный покров). Они загрязняются из-за несовершенства технологических процессов, из-за попадания в них материалов, хим. реагентов, нефтепродуктов и отходов бурения.

Источники загрязнения при бурении скважин условно можно разделить на ПОСТОЯННЫЕ и ВРЕМЕННЫЕ. К первым относятся фильтрация и утечки жидких отходов бурения из ША. Ко вторым – нарушение герметичности зацементированного заколонного пространства, приводящее к заколонным проявлениям и межпластовым перетокам; поглощение бурового раствора при бурении; выбросы пластового флюида на дневную поверхность; затопление территории буровой паводковыми водами или при таянии снегов и разлив при этом содержимого ША.

Общим для второй группы является то, что источники загрязнения носят вероятностный характер, а их последствия трудно предсказуемы.

Наибольшую опасность для объектов природной среды представляют производственно-технологические отходы бурения.

Соотношение отходов бурения каждого вида БСВ:ОБР:БШ определяется используемой технологией бурения.

Наибольший объем среди отходов бурения составляют буровые сточные воды, т.к. строительство скважин сопровождается потреблением значительных объемов воды:

По условиям образования БСВ можно разделить на 3 категории:

-производственные сточные воды (формируются в процессе выполнения технологических операций, работы оборудования);

-хозяйственно-бытовые;

-атмосферные (связаны с атмосферными осадками, их объем может достигать 1.5 - 8% от общего объема БСВ).

Основными объектами водопользования и водоотведения на буровой (т.е. источниками образования БСВ) являются:

-насосная группа (охлаждение штоков шламовых насосов);

-дизельный блок;

-рабочая площадка буровой вышки (мытье);

-блок очистки буровых растворов (от выбуренной породы);

-узел приготовления и утяжеления растворов;

-циркуляционная система (зачистка емкостей от осадка бурового раствора);

-блок химреагентов.

На бурящихся скважинах сбор производственных и атмосферных сточных вод осуществляется в водяные амбары, как правило, самотеком по водоводным каналам, устроенным либо в грунте, либо представляющих собой металлические или железобетонные желоба. Поступление БСВ из одного амбара в другой осуществляется естественным перетоком или с помощью перекачивающих устройств.

Такие амбары в подовляющем большинстве случаев сооружаются в минеральном грунте с соблюдением требований гидроизоляции.

Сточные воды загрязнены буровым раствором и его компонентами, выбуренной породой, хим. реагентами, нефтью, нефтепродуктами. Поэтому водяные амбары представляют собой серьезный источник загрязнения природной среды.

Одними из опасных видов отходов бурения считаются отработанный буровой раствор и буровой шлам или выбуренная порода.

Для регулирования реологических, фильтрационных и структурно-механических свойств буровых растворов и используют хим. реагенты. В качестве профилактической противоприхватной добавки большое распространение получила нефть.

Промывочная жидкость – это химическая продукция, т.к. ее получения использован широкий ассортимент материалов, хим. реагентов и добавок.

Реальная же опасность ущерба ПС от промывочной жидкости и ОБР связана с совместным действием 3-х факторов:

- высокой вероятностью попадания в объекты ПС;

- токсичностью содержащихся хим. реагентов;

- высокой концентрацией хим. реагентов.

По степени воздействия на организм ВВ подразделяются на четыре класса опасности и токсичности (ГОСТ 12.1.007-76):

1-ый – вещества чрезвычайно опасные и токсичные;

2-й – вещества высоко опасные и высокотоксичные;

3-й – вещества умеренно опасные и токсичные;

4-й – вещества малоопасные и малотоксичные.

Классы токсичности и опасности ВВ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице…

Таблица 1

Суммарные объемы отходов бурения по видам (на предприятиях нефтегазодобывающей промышленности), тыс.м³

Год	Виды отходов	Всего
БСВ	ОБР	БШ
	8452.9	7044.1	6339.7	21836.7
	10433.0	8561.7	7799.9	26794.7
Удельный объем (на 1м проходки)	39% (0.24)	32% (0.2)	28% (0.18)	100%

 

Однако и технология их ликвидации несовершенна, поэтому ША являются основными источниками загрязнения природной среды при бурении скважин.

Основными путями проникновения отходов бурения в объекты гидро- и литосферы являются фильтрация в почвогрунты и утечки при нарушении обваловок и стенок амбаров, а также при паводках, в период дождей и интенсивного таяния снегов (смотри схему).

Основной загрязняющий фактор – отходы бурения, главный источник – шламовый амбар.

Под самоочищающей способностью ПС понимают процессы, сопровождающиеся окислением (трансформацией) ЗВ, их разложением или распадом, а также нейтрализацией и биологическим превращением в другие, экологически чистые формы.