Экологические проблемы мирового ТЭК

1. Экологические проблемы мирового ТЭК загрязнение Мирового океана

2. Месторождение Фортиз в Северном море Глубина воды - 73 м. Месторождение имеет четыре куста скважин, каждый из которых пробурен со стационарной металлической платформы. Каждый куст содержит 27 скважин.

3. Экологические опасности технологий добычи • Около 20 % мировой добычи нефти приходится на морские месторождения • В мире пробурено более 65 тыс. морских скважин • При бурении скважины используются буровые растворы – многокомпонентные дисперсные системы суспезионных, эмульсионных, аэрированных жидкостей применяемых для промывки скважин в процессе бурения. • При бурении скважины глубиной до 4000 м нарабатывается около 500 м3 бурового шлама и примерно 5000 м3 полужидких отходов.

4. Экологические опасности технологий добычи • На месторождениях ОАО «Татнефть» ежегодно применяется около 110 наименований химических реагентов, использование которых регламентировано 85 нормативными документами (РД, инструкции, руководства, ТУ). 15 видов химических реагентов используется при бурении скважин по 8 действующим технологиям; 36 видов реагентов - по 24 технологиям повышения нефтеотдачи пластов (ПНП); 39 - по 31 технологии обработки призабойной зоны добывающих и нагнетательных скважин; 16 - при подготовке нефти. Среднегодовой объем применения всех видов химических реагентов составляет около 55 000 т, из них при бурении скважин -28 000 т, при ПНП - 10 500 т, при добыче - 12 000 т, при подготовке продукции скважин - 4 500 т. Из классов химических соединений наибольший объем (55%) приходится на твердые вещества, образующие дисперсные системы: глинопорошок, мел, барит. Кислот применяется 16%, ПАВ - 11%, водорастворимых солей - 7%, полимеров - 5%, растворителей - 4%, щелочей - 1%, прочих химреагентов - 1%.

5. Экологические опасности технологий добычи • Наиболее опасной, с точки зрения увеличения агрессивности добываемой продукции скважин, является соляная кислота, при взаимодействии которой с карбонатными пластами выделяется углекислый газ. • Дополнительно применяют химикаты для предотвращения солеотложений, для борьбы с коррозией нефтегазопромыслового оборудования, деэмульгаторы, расслаивающие эмульсии на нефть и воду, и прочее. • Ряд химических элементов представляет собой токсические вещества, и поэтому работа с ними требует аккуратного обращения с точки зрения вредного влияния на организм человека и, конечно, на ОС. Детергенты (ПАВ, добавки, активаторы, комплексообразующие вещества, наполнители, присадки) применяются для улучшения условий бурения скважин, заводнения нефтяных пластов, борьбы с отложениями парафина, коррозией оборудования.

6. Токсичность загрязнений • Среди компонентов нефти наиболее токсичным обладают растворимые в воде нафтеновые кислоты, фенолы и предельные углеводороды • Опыты с наиболее типичными составами буровых растворов показали, что нормальное развитие молоди рыбы в воде возможно лишь при разведении водой отработанного бурового раствора в 26 тыс. раз.

7. Загрязнение Мирового океана нефтью • С морских буровых установок, стационарных платформ на шельфе и танкеров, перевозящих нефть, в море попадает более 1,6 млн т нефти в год (Тетельман,2013), всего же в Мировой океан сбрасывается от 2 до 10 млн. тонн нефти (Подавалов, 2010) • 1 тонна нефти, растекаясь по поверхности океана, занимает площадь 12 км2 • Со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.

8. Источники загрязнения нефтью Мирового океана

9. Источники загрязнения нефтью Мирового океана

10. Изменения свойств водной среды обитания, обусловленные разра-боткой морских месторождений и нефтяными загрязнениями и их влияние на пищевые цепи Увеличение мутности воды и появление нефтяной пленки на поверхности уменьшение проникновения в толщу воды солнечного света замедление процесса фотосинтеза нарушение кормовой базы рыб нарушение воспроизводства рыбных ресурсов отрицательные последствия для животных и птиц, питающихся рыбой

11. Воздействие нефти и нефтепродуктов на морскую биоту Тяжелые фракции нефти, опускаясь на дно сохраняются там в течении нескольких лет угнетение бентосных сообществ - основного источника корма моржей + потепление климата в Арктике: кромка льда отступает к краю шельфа в глубоководные районы океана условия для добычи корма ухудшаются еще больше опасность гибели животных возрастает.

12. Естественные процессы разрушения нефти в водной среде • Наиболее благоприятные условия для ускоренного окисления нефтяных углеводородов происходит на границе раздела вода-воздух, при действии солнечной радиации и при достаточном насыщении воды кислородом: для полного окисления 1 л нефти требуется 3,30 кг кислорода. В ясную погоду на поверхности плавающей пленки может окислиться до 2 т/км2 нефти за сутки. • Волны и течения разбивают пленку на отдельные капли. Формируются эмульсии типа «нефть в воде» и «вода в нефти». Такие эмульсии могут существовать более 100 дней. • Часть тяжелых углеводородов оседает на дно, где подвергается действию микроорганизмов, известно 70 родов микроорганизмов и 30 видов грибов, окисляющих углеводороды. В районах моря, подверженных хроническому загрязнению нефтью, углеводородоокисляющие бактерии наиболее многочисленны и составляют 10% от численности всего микробиоценоза. Содержащиеся в морской воде микроорганизмы в первую очередь потребляют н-алканы, а затем ароматические соединения.

13. Экономические и социальные аспекты загрязнению углеводоро-дами Мирового океана и шельфа • Анализ показывает, что большинство аварий на платформах произошло во время добычи (255 аварий) и бурения (266). Наиболее часто встречающимися видами аварий являются пожары (207), выброс нефти и газа (118), утечка нефти и газа (117). За период с 1980 по 1990 гг. было потеряно 73 из 4786 действовавших платформ. • 18 декабря 2011 г. произошло крушение плавучей буровой установки «Кольская» в Охотском море. Погибли 53 человека. Одной из вероятных причин крушения была низкая степень готовности платформы к буксировке в условиях штормового моря.

14. Технико-экономические показатели бурения на море и на суше

15. Разрывы трубопроводов • Согласно официальным источникам в 2010-2011 гг. количество порывов трубопроводов в результате их коррозии и превышения предельных сроков эксплуатации превысило 20 000 в год; • По экспертным оценкам (официальные данные отсутствуют) по меньшей мере 5 000 000 тонн нефти и нефтепродуктов попадают в окружающую среду в России ежегодно (что по объему примерно равно 6-7 авариям в Мексиканском заливе), и по меньшей мере 500 000 тонн – выносится северными реками в арктические моря.

16. Стоимость ликвидации нефтяных разливов Как показала катастрофа на платформе ВР в Мексиканском заливе, расходы на очистку зоны разлива от нефти могут достигать 3 миллиардов долларов США, а на выплату компенсаций, в том числе за моральный ущерб, и финансирование многочисленных исследований – не менее 7,8 миллиарда долларов США. Компания British Petroleum оценила издержки на ликвидацию последствий аварии в Мексиканском заливе более чем в 40 млрд долларов: в общей сложности катастрофа обошлась нефтяному гиганту в 41,3 млрд долларов.

17. Технические и технологические аспекты добычи углеводородов на морских месторождениях . Виды платформ

18. Типы гидросооружений для добычи нефти и газа в арктических районах • искусственные намывные и насыпные острова из песка и гравия — до 15—20 м; • платформы из железобетонных или стальных блоков-гигантов — до 30—45 м; • платформы башенного типа — до 60—100 м; • плавучие полупогружные платформы на якорях—до 100 м и более.

19. Искусственные острова • Самый большой и самый северный остров откосного типа расположен в море Бофорта у берегов Аляски. Глубина в месте возведения острова около 15м. На отсыпку острова ушло 950 тыс. м3 гравия. Рабочая площадка острова имеет диаметр 107 м и возвышается над уровнем моря на 6,4 м. Нижняя часть откосов защищена 20 тысячами мешков с гравием. Основные работы были выполнены в 1982 г. Буровые работы начались летом 1983 г.

20. Искусственные острова • В канадском арктическом секторе на глубинах до 40 м возведен уникальный остров Моликпак с ограждением из стальных массивов-гигантов. Строительство сборных элементов острова было выполнено в Японии. Буксировка и установка острова на месторождении производилась летом 1984 г. Высота корпуса 29 м, возвышение над уровнем воды 7,6 м. Размеры корпуса в плане на уровне палубы 86,6х 86,6 м. Внутренняя полость острова заполнена песком. Остров можно передислоцировать на другие места. Подъем и опускание обеспечиваются откачкой или заполнением водой балластных отсеков. Остров ледостойкий, предназначен для круглогодичного бурения. В системе палубной надстройки расположено технологическое оборудование и запасы материалов, энергетическая установка (5 дизелей по 4300 кВт), вертолетная площадка и жилые помещения на 100 человек.

21. Особенности платформ для арктических морей • Стационарные платформы для шельфов арктических морей конструктивно отличаются от аналогичных сооружений, возводимых в незамерзающих морях. Эти платформы изготавливаются в промышленных районах, а затем буксируются и устанавливаются на месторождениях. По сравнению с искусственными островами стационарные платформы имеют ряд преимуществ: могут применяться на значительных глубинах; могут перемещаться и эксплуатироваться на нескольких месторождениях; легче привести место эксплуатации в первоначальное естественное состояние после отработки месторождения.

22. Особенности платформ для арктических морей • Разработаны проекты стационарных платформ разнообразных конструкций. Чаще всего платформы являются гравитационными, устойчивость которых обеспечивается их собственным весом. Иногда для усиления связи платформы с грунтовым основанием используют стальные трубчатые сваи. Имеются проекты одноопорных и многоопорных платформ. Одноопорная платформа представляет собой прочный корпус конусной или цилиндрической формы, опирающийся на морское дно. В зоне воздействия льда площадь сечения конуса наименьшая.

23. Инженерные изыскания при освоении месторождений углеводородов на шельфе • Доклады к следующему (!) занятию • Инженерно-гидрографические исследования • Инженерно-геодезические исследования • Инженерно-геологическое бурение и статическое бурение • Инженерно-геофизические исследования • Инженерно-гидрометеорологические исследования • Зарубежные нормативно-методические документы по инженерным изысканиям. Сопоставление Российских и зарубежных стандартов Требования:время доклада – 10-12 минут; в эл.виде на почту преподавателя и группе – будет 2-3 вопроса в тестовой контрольной работе по каждому докладу

24. При подготовке докладов использовать сайты компаний, оказывающих услуги в области инженерных изысканий: например ОАО «АМИГЭ» (Арктические морские инженерно-геологические изыскания), АМНГР («Арктикморнефтегазразведка»), СМНГ («Севморнефтегеофизика»), МАГЭ («Морские арктические геологические экспедиции», Южморгеология, зарубежных компаний. Нормативно-методические документы: Например, свод правил СП 11-114-2004 Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазопромысловых сооружений.

25. Дополнительная информация • Различают легкую (0,65–0,87 г/см), среднюю (0,871–0,91 г/см), тяжелую (0,91–1,05 г/см) нефти или в зависимости от количества примесей серы: малосернистые (до 0,5% S), сернистые (0,5–2% S), высокосернистые (св. 2% S). • Cейчас российские компании извлекают лишь 30-35% разведанных запасов, остальные 65-70% безвозвратно теряются. В мире этот показатель составляет 50% и выше. При этом, например, в США с 1990 по 2000 гг. cредний коэффициент извлечения нефти (КИН) увеличился с 0,35 до 0,41. В России КИН постоянно снижается. За тот же временной промежуток он снизился с 0,39 до 0,31