НОУ ІНТУЇТ | лекція | Вплив нафтогазових об'єктів на навколишнє середовище

Вплив нафтогазових об'єктів на ґрунт, рослинний і тваринний світ

Будівництво завжди зачіпає флору і фауну території. Основні види впливу:

• відчуження території;
• осушення або підтоплення території;
• прокладка доріг і ліній комунікацій;
• забруднення компонентів ОС зваженими, хімічними речовинами та ін .;
• вирубка лісу і зміна характеру землекористування;
• зміна гідрологічного режиму водних об'єктів;
• шумові, світлові, вібраційні, електромагнітні впливу.

Найважливішим об'єктом екологічних досліджень при оцінках впливів є грунт. Грунт - це основна ланка біогеохімічного кругообігу речовин в екосистемах, це джерело надходження різних речовин в рослини і по трофічних ланцюгах в організм людини. Грунти акумулюють забруднювачі в гумусового горизонту протягом тривалого періоду.

Хімічне забруднення грунтів нафтопродуктами, буровими і тампонажнимі розчинами відбувається при поганій обваловки і слабкою гідроізоляції комор. Безпечний рівень надходження забруднювачів визначається порогом самоочищає, грунту. Найбільш стійко і небезпечно нафтове забруднення. Глибина просочування нафти для піщаних і супіщаних грунтів становить 1,0 м і більше. Сильна забрудненість характеризується проникненням нафти на глибину більше 25 см, слабка - до 10 см.

При слабкому забрудненні нафтою ефективна оранка, що дозволяє розпушувати і перемішувати забруднений шар. Для реанімації грунтів із середнім ступенем забрудненості необхідно часткове зняття забрудненого шару, проведення оранки протягом 2-3 років і внесення мінеральних і органічних добрив. Сильне забруднення робить грунту непридатними для ведення сільського господарства водогосподарського використання. Період відновлення грунтово-рослинного покриву після забруднення нафтою в кількості 12 в залежності від кліматичних особливостей може розтягнутися на 25 років.

Трансформація нафти в грунтах відбувається в 3 етапи:

• фізико-хімічне руйнування легких фракцій УВ;
• мікробіологічне руйнування низькомолекулярних фракцій;
• трансформація високомолекулярних смол.

Нормальні алкани деградують в перші місяці, більш стійкими є Циклоалкани і тетраароматіческіе УВ; високоустойчіви до деградації пентаароматіческіе УВ, асфальтени і смоли.

При бурінні свердловин і видобутку вуглеводнів значні площі земель виявляються в зоні підробки і втрачають свою первісну цінність. Рекультивація порушених територій - це комплекс заходів по відновленню порушеного ґрунтового покриву, біоресурсів, природного та геологічного середовища. Процеси рекультивації повинні носити системний характер і займати рівне положення з процесами експлуатації надр. Рекультивація земель повинна здійснюватися за рахунок коштів видобувних компаній. Ці кошти повинні входити в собівартість готової продукції.

При бурінні свердловин забруднювачами грунтів, морських і грунтових вод є бурові розчини, які містять різні хімічні реагенти, бурові розчини на нафтовій основі, а також пластові води, які можуть містити в одному кубометрі до 300 кг солей. На деяких родовищах на кожну добуту тонну нафти з надр витягується до 10 тонн пластових вод.

Найбільший обсяг відходів при бурінні складають бурові стічні води (БСВ), що представляють собою багатокомпонентні суспензії, що містять нафту і нафтопродукти, мінеральні та органічні речовини. У стічних водах в розчиненому вигляді присутні мінеральні солі натрію, калію, кальцію, магнію і хімічні реагенти. Нафтопродукти знаходяться в БСВ в емульгованому і розчиненому станах. Високий рівень забрудненості БСВ не допускає їх скидання в об'єкти природного середовища без попереднього очищення.

Найбільш раціональним і екологічно виправданим методом утилізації БСВ є перехід на замкнутий цикл водопостачання бурової установки, що забезпечить зниження норм водоспоживання. Наприклад, стічні води можна використовувати для приготування тампонажних розчинів. Після закінчення будівництва свердловини БСВ та відходи бурових розчинів (ОБР) слід вивозити на сусідні свердловини для повторного використання.

Однією з важливих завдань природоохоронної діяльності бурових підприємств є впровадження в промислову практику грунтозахисних агроекологічних заходів, оскільки встановлено гальмівну дію відходів бурових розчинів і високомінералізованих пластових вод на активність грунтів.

Шламові комори - це токсичний вогнище для прилеглих територій. Щоб уникнути витоків в грунт місця розміщення ємностей для зберігання ПММ і розчинів, котлованів для стічних вод і бурового шламу повинні бути обваловані і гідроізольовані. Шламонакопичувачі виводять із сільськогосподарського обороту значні площі. Обстеження шламових комор на родовищах, де буріння велося з використанням соленасиченого бурових розчинів, показало, що на місці роботи бурової установки площа засолення грунтів і підземних вод досягає 4,5 га. При цьому родючість грунтів не відновлюється навіть через 11 років після закінчення буріння. Повний розсоленням грунтів не зафіксовано ні на одній з ділянок, що примикають до раніше пробурених свердловинах.

Дослідження техногенного впливу шламових комор на навколишнє середовище виявило, що вони або взагалі не мають гідроізоляції, або вона порушена і їх вміст проникає в ґрунти на глибину до 80 м. При попаданні ОБР в грунт відбувається руйнування ґрунтових ферментів, за рахунок чого знижується продуктивність ґрунтового покриву . Зокрема, при попаданні в грунт відходів розчинів, що містять 15% нафти і нафтопродуктів, врожайність падає практично до нуля і грунт не відновлюється протягом тривалого часу - до 15-20 років.

В процесі буріння використовують воду з прилеглих водойм або з спеціально пробурених свердловин. Слід максимально повно використовувати стічні води на технологічні потреби, не допускаючи їх скидання на рельєф. При бурінні однієї свердловини безповоротне споживання і втрати води сягають 3500 , А кількість випущених в водойми виробничих стічних вод становить приблизно 1,5 на один метр проходки.

Подання про кількість які утворюються відходів буріння можна отримати з такого прикладу. НаТенгізском родовищі загальна кількість відходів в коморах склало майже 220 тис. Т. Загальний обсяг яких склав понад 120 . В середньому кількість відходів бурових розчинів від проходки однієї свердловини становила понад 3000 т або 1600 .

При проектній місткості одного комори 5000 відходи хімічних реагентів і матеріалів зайняли третю частину місткості комори. При цьому зміст нафти, бітуму та дизельного палива в одному коморі склало більше 1000 т. Крім цього в шламовий комору також скидався надлишок тампонажного розчину. Інший обсяг комори заповнювався вибуренной породою, а після технічної рекультивації - грунтом, вийнятим при будівництві комори.

Подібний спосіб поховання полужидкой маси відходів буріння в шламових коморах на території бурової практикується майже повсюдно. Спосіб локалізації відходів буріння за допомогою засипки котлованів без їх знешкодження не вирішує повністю завдання захисту ґрунту та ґрунтових вод від забруднення відходами.

З усіх видів забруднення грунтового середовища нафтопродуктами і іншими групами забруднюючих речовин найбільш небезпечним є забруднення горизонту грунтових вод, так як токсичні речовини можуть мігрувати на великі відстані, поширюватися за межі початкового ділянки і проникати до водозабірних споруд. Над забрудненої поверхнею підземних вод формується газова оболонка з вуглеводнів.

Нижній безпечний рівень вмісту нафтопродуктів в грунтах становить 1000 мг / кг ( табл. 6.5 ). Нижче цього рівня в ґрунтових екосистемах відбуваються процеси самоочищення. Верхній безпечний рівень вмісту нафтопродуктів залежить від типу грунту. кліматичної зони і складу нафтопродуктів. Слід зауважити, що до сих пір залишаються недостатньо вивченими питання токсичної активності багатьох використовуваних в бурінні реагентів.

Таблиця 6.5. Рівні забруднення ґрунтів нафтопродуктами Рівень забруднення Зміст, мг / кг Зміст,% Фоновий До 100-500 До 0,1-0,05 Низький 500-1000 0,05-0,1 Помірний 1000-5000 0,1-0,5 Середній 5000-10000 0,5-1,0 Високий 10000-50000 1,0-5,0

З позиції екологічної безпеки більш кращі механічні способи збору розлитої нафти. Широко використовуються методи, засновані на властивостях деяких матеріалів поглинати нафту: торф, мох, тирса, сіно, поліуретан, целюлоза, смоли. Штучні сорбенти можна використовувати повторно після регенерації. Поглинає здатність комбінованих поглиначів нафти досягає 26 кг / кг. а кратність використання - 30 разів.

Перелік хімічних препаратів для використання при ліквідації нафтових розливів налічує понад 200 найменувань. З них розрізняють наступні основні групи:

• емульгатори для створення емульсій з метою диспергування нафти і прискорення її розкладання;
• отвердители для додання нафти густої консистенції і подальшого механічного видалення;
• миючі засоби для змивання нафтових плівок, плям і покриттів з пляжних ділянок.

На перших етапах ліквідації забруднень грунтів використовують механічний спосіб видалення шару грунту і фізико-хімічні методи очищення: спалювання, промивка або сорбція. Застосування нефтеразлагающіх бактерій-біодеструкторів дозволяє знижувати забруднення лише в поверхневому шарі грунту. До того ж процес цей займає 2-3 сезони. Процес самоочищення під дією природного мікрофлори є тривалим - до 25 років. Цей період можна скоротити на 5-7 років, застосовуючи розпушування або внесення сорбентів. Залишкова нафту за хімічним складом являє собою бітум, що дає підставу вважати процес деструкції закінченим. На завершальній стадії рекультивації використовують посів нафтостійке рослин: конюшина, щавель, осоку і ін.

Найбільш ефективний метод - біотехнології, засновані на окисленні нафтопродуктів мікроорганізмами. В результаті відбувається розщеплення вуглеводнів, їх мінералізація і подальша гуміфікація.

У глобальному плані кількість нафтошламів в накопичувачах і масштаби забруднень грунтів збільшуються. Відновлення порушених земель значно відстає від темпів забруднення, тому що очищення грунту від нафтопродуктів представляє собою складну проблему і вимагає високих витрат. Вартість рекультивації сильно забруднених ділянок сягає 150 тис. Дол. За гектар.

Хімічні реагенти використовуються також і при розробці нафтових родовищ методом підтримання пластового тиску. У разі внутріконтурного заводнення пластів витрата води становить до 2 на тонну видобутої нафти, а при площадковому заводнении - більше 15 на тонну видобутої нафти.

Негативний вплив нафтовидобутку на лісовий фонд, як правило, виходить за межі відведених площ на 25-35%. Прилегла територія захаращується, кількість лісових пожеж з початком нафтовидобутку збільшується в 3 рази.

На трасах ЛЕП та зв'язку залишається до 80% зрубаної деревини, розкиданої або зрушено до стін лісу. Це підвищує пожежонебезпечність і поява шкідників лісу.

Трубопроводи поряд з автодорогами знаходяться на першому місці серед лінійних об'єктів за масштабами негативного впливу на рослинність і грунт. Для однониткових трубопроводів ширина трас в залежності від діаметра труб становить 20-32 м при ширині коридорів комунікацій 80-220 м. У міру старіння труб утворюються свищі і аварійні пориви, в результаті прилеглі території забруднюються нефггью і мінералізованими водами.

Центральні пункти збору та підготовки нафти, газу і води, ДНС і КС відносять до екологічно небезпечних об'єктів. При їх будівництві та експлуатації на відведеній площі повністю вирубується деревостани, знищується живий ґрунтовий покрив. 40% території забруднюється нафтопродуктами, мінералізованими водами і хімреактивами. Шум машин, факела і присутність людей відлякують диких тварин.

Експлуатаційні бурові майданчики (кущі свердловин) - найбільш небезпечні об'єкти нафтовидобутку. Періодичний слив в комори сумішей різних токсикантів робить вміст комор непередбачуваним, а їх саморекультівацію неможливою.

Будівництво та експлуатація свердловин супроводжується знищенням грунтового покриву на 80%. забрудненням майданчики нафтою, буровими розчинами і хімреактивами на 40%. Фактичні і нормативні розміри майданчиків збігаються рідко: в середньому фактичні площі кущів свердловин в 2 рази перевищують норматив відведення земель в постійне користування.

Негативний вплив факелів поширюється на територію в 3-4 рази перевищує площу відводу. Це обумовлено споживанням кисню, тепловим випромінюванням, забрудненням атмосфери, рослинності і ґрунту продуктами неповного згорання УВ, оксидами вуглецю, азоту і сірки і іншими речовинами. На площі впливу знищується деревостани, замазучіваются і спікається грунту.

На НПЗ з 1 т нафти, що переробляється утворюється до 7 кг шламу, в якому міститься 20% нафтопродуктів.

Аварійні розливи нафти - найбільш серйозний чинник порушення біоценозів і грунтів на прилеглих територіях. Деградаційні зміни фітоцінозов на ділянках помірного забруднення оборотні, і рекультивація грунту не потрібно. Однак площі таких забруднень складають менше 5%.

Статистичні дані відображають відомості про великих розливах. Абсолютна більшість розливів нафти призводить до незворотних ушкоджень природних комплексів з накопиченням великих мас забруднювачів. Так. наприклад, на 18 пробних площах АТ "Юганскнефтегаз" містилося 17 залишкових нафтопродуктів. На більшості площ маса забруднювача в перекладі на 1 га коливалася від 103 до 409 т.

Найбільш токсична група УВ з температурою кипіння від 150 до . УВ з більш низькою температурою кипіння менш токсичні, оскільки швидко випаровуються, не встигаючи проникнути в рослинну тканину. Основна причина загибелі рослинності - порушення кисневого обміну в системі "грунт-рослина". Цей вид забруднень згубний для комах і черв'яків. Нафта витісняє кисень з грунту, тому оранка забрудненої території і посадка певних видів рослин є найбільш дієвим прийомом рекультивації.

При попаданні в річкові води нафту і її продукти можуть розчинятися в межах 10-30 . При концентрації близько 0,1 гине ікра і молодь риб. при 0,1-1,0 гине планктон, при 10-15 гине доросла риба.

Розливи мінералізованих вод пов'язані з роботою бурових установок. КНС заводнення нафтових пластів, ЦПС, відвідав. Явні ознаки сольового пошкодження рослинності спостерігаються при вмісті іонів хлору в грунтах понад 0,1%. На основній території розливу спостерігається повна загибель фітоценозів.

Кількість промислових стічних вод високої мінералізації може досягати 3 на 1 т нафти, що видобувається. Основний забруднювач - хлориди, рідше сульфати, натрій, кальцій і УВ. Ці ж води при заводнении свердловин можуть стати забруднювачами прісних горизонтів.

Буріння свердловин пов'язане зі споживанням великих обсягів води. На 1 м проходки витрачається близько 1,0 води, яка забруднюється токсичними речовинами. Склад бурових стічних вод (БСВ) залежить від мінералогічного складу порід, сольових товщ і розсолів, реагентів. На багато речовин, що використовуються в бурінні, немає методик визначення ГДК в середовищах. Наприклад, глинопорошків існує кілька десятків модифікацій з різного роду лужними і полімерними добавками. У складі розчинів завжди застосовують мастильні добавки. ПАР, утяжеляющие реагенти та інші інгредієнти.

У відпрацьованих бурових розчинах (ОБР) містяться такі елементи I і II класів небезпеки, як свинець, ртуть, фосфор, кадмій, цинк, мідь, кобальт, зміст яких у багато десятків разів перевищує ГДК в воді. У складі БШ присутній порода (60-80%), органічна речовина (8-10%), водорозчинні солі (6%), нафта, обважнювачі і ін. При контакті БШ з атмосферними опадами відбувається перехід важких металів у водні розчини з міграцією цих токсикантів в поверхневі і грунтові води.

Скидання БСВ в природне середовище неприпустимий, тому в процесі будівництва свердловин необхідно передбачити максимальну утилізацію цих вод. Найбільш екологічно виправданим методом є перехід на повністю або частково замкнутий цикл водопостачання бурової.

Минулі обробку БСВ (центрифугування, хімічна коагуляція, електрокоагуляція) подаються у відстійники на 2-4 ч. Осад перекачується в шламовий комору для знешкодження та утилізації.

Рослинність на ділянках забруднення відходами буріння гине повністю.