ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ НЕФТИ

12.1. ПРИЧИНЫ ОСЛОЖНЕНИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ

В ОАО "ОРЕНБУРГНЕФТЬ" И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

В районе размещения производственных предприятий по добыче нефти и газа необходимо обеспечить охрану окружающей среды, т.е. биологических, земельных, водных ресурсов и воздушного бассейна от загрязнения. Крупную проблему сохранения экологической обстановки представляет собой предупреждение взрывоопасных и других ава­рийных ситуаций, вызванных природными факторами или нарушением техники безопасности, последствие которых выражается в загрязнении окружающей среды и, как следствие, в нарушении экологического равновесия.

Комплекс предприятий ОАО "Оренбургнефть" включает в себя большое число производств, задачей которых является реализация запланированной системы разработки нефтяных месторождений. Главными объектами этого комплекса являются добывающие и нагнетательные скважины, промысловые коммуникации и объекты по снабжению системы ГШД водой, технологической обработке продукции скважин. Процессы эксплуатации скважинного и внутрипромыслового оборудования сопровождаются многочисленными осложнениями, ухудшающими показатели разработки нефтяных месторождений и экологическую безопасность нефтепромысловых объектов. Наиболее распространенными видами осложнений являются многочисленные заколонные перетоки агрессивных пластовых флюидов с их попаданием в пресноводные комплексы и преждевременный выход из строя в результате коррозии оборудования скважин и внутрипромысловых трубопроводов.

Кроме того, недостатком существующих систем разработки нефтяных месторождений является недостаточная согласованность многих

технологических решений по совершенствованию систем разработки с техническим состоянием нефтепромысловых объектов и степенью техногенной нагрузки на окружающую среду. Нефтяные месторождения ОАО "Оренбургнефть" расположены на значительной части территории Оренбургской области на площадях, характеризующихся плодородными пашнями, лесами, водоемами, подвергающимися интенсивному техногенному воздействию, а также приуроченностью питьевых источников к активной зоне водообмена. Степень техногенной нагрузки определяется эксплуатацией месторождений и большим фондом скважин, значительной протяженностью внутрипромысловых трубопроводов, десятками различных технологических установок и т.д.

Условия эксплуатации скважин и нефтепромысловых коммуникаций осложняются в связи с большим количеством скважин, находящихся в длительной эксплуатации, вступлением значительной части объектов в позднюю стадию разработки, характеризующуюся прогрессирующим обводнением добываемой продукции, открытием и введением в разработку новых месторождений, залежи нефти на которых приурочены к большим глубинам с высокими давлениями. Кроме того, в разработку вводится все большее число мелких месторождений высоковязкой нефти, содержащих сероводород.

Несоответствие существующего технологического оборудования условиям разработки нефтяных залежей на поздней стадии, физико-химическим свойствам закачиваемых и отбираемых флюидов приводит к перегрузке в работе оборудования и определяет уровень экологического риска при его эксплуатации. За счет осложнений происходит загрязнение пресных поверхностных и подземных вод, в том числе за счет прорывов водоводов сточных вод систем ППД, при капитальном ремонте скважин и из-за неуправляемых межпластовых перетоков.

В связи с этим повышение эксплуатационной надежности и экологической безопасности скважин и нефтепромысловых коммуникаций при разработке нефтяных месторождений является крупной научной проблемой и огромным резервом повышения эффективности разработки нефтяных месторождений, а также улучшения экологической обстановки в регионе. Указанная проблема приобретает особое практическое и общегосударственное значение в связи с возможным засолонением источников пресных вод для питьевого и промышленного водоснабжения.

На нефтяных месторождениях загрязнение почвы и почвогрунтов и, следовательно, влияние на биосферу происходят при разливах нефти, нефтепродуктов и нефтепромысловых сточных вод, а также попадании в них химических продуктов, используемых в технологических процессах добычи нефти.

Одним из наиболее опасных веществ, загрязняющих среду обитания, является нефть — сложный комплекс веществ, состоящий почти из 3000 ингредиентов, большинство из которых легкоокисляемы. Поэтому чрезвычайно обширно токсическое воздействие нефти и нефтепродуктов на растения и живые организмы.

Другим важным фактором является способность нефти, особенно ее легких фракций, с большой скоростью растекаться на поверхности воды, образуя тонкую пленку большой площади. Вследствие этого разливы нефти на воде считаются более опасными, чем на почве, где она до определенной степени удерживается частицами почвы.

В области охраны земель на объектах ОАО "Оренбургнефть" проводятся следующие мероприятия:

предотвращение попадания в почву и почвогрунты различных химических реагентов, используемых в технологических процессах;

ликвидация амбаров нефти у скважин, сборных пунктов, головных сооружений и установок подготовки нефти;

сокращение размеров земельных участков под строительство нефтепромысловых объектов за счет применения прогрессивных методов строительства промысловых объектов, внедрения рациональных схем бурения, комплексных блочных установок;

сокращение аварий в добыче нефти и бурении за счет строгого выполнения планово-предупредительных ремонтов бурового и неф­тепромыслового оборудования, применения средств и методов предотвращения коррозии (противокоррозионных покрытий, нейт­рализаторов, катодной поляризации и т.д.);

уменьшение потерь углеводородов при промысловом сборе и подготовке нефти, газа путем разработки и использования новых технологических и технических решений;

уменьшение количества порывов промысловых сборных трубопроводов системы ППД путем своевременного проведения предупредительных ремонтов и использования металлопластиковых труб. С целью сокращения количества прорывов ОАО "Орен­бургнефть" ежегодно выполняет значительный объем работ по капитальному ремонту промысловых трубопроводов:

Годы……………….

Объемы работ, км….

1994 1995 1996

161 222 284

1997

287

1998 190

Несмотря на использование высокоэффективных ингибиторов коррозии (НЕФТЕХИМ, ВНПП, Д-4-3, К-143) и выполнение значительных объемов по капитальному ремонту, аварийность трубопроводов на объектах остается достаточно высокой. В табл. 12.1 приведена динамика изменения количества аварий на трубопроводах по годам.

Таблица 12.1

Количество аварий на трубопроводах по годам

Годы	1994	1995	1996	1997	1998
Количество аварий всего Аварии выкидных линий Аварии водоводов Аварии газопроводов Аварии нефтепроводов	2559 1012 1260 36 851	1891 984 628 25 254	1690 875 435 72 308	1694 741 620 45 288	2502 827 1252 35 378

Причинами коррозионных отказов выкидных линий добывающих скважин являются высокая обводненность добываемой жидкости (около 60 %) и коррозионная агрессивность попутно добываемых высокоминерализованных вод.

Для уменьшения числа коррозионных отказов водоводов сточных вод используются ингибиторы коррозии. Количество закачиваемого ингибитора выглядит следующим образом:

Годы…………………..

Потребление ингибитора,

1994 1995 1996 1997 1998 1320,3 1241,4 1533,9 1045,8 919,7

Для снижения коррозии выкидных линий используются гибкие полимерно-металлические коррозионно-стойкие трубы, выпускаемые ЗАО "ТрубопластОр". Всего уложено 86 673 м таких труб, кроме этого уложено 7 км металло-пластмассовых труб. На трубопроводах, перекачивающих товарную нефть, используется катодная защита.

В соответствии с "Основами земельного законодательства" землепользователи обязаны не допускать засоления, загрязнения земель, а также других процессов, ухудшающих состояние почв, кроме того, организовывать контроль за их использованием. При попадании нефти и других токсичных веществ в почву происходят глубокие изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, а иногда и существенная перестройка всего почвенного профиля. В связи с этим

контроль за нефтяными загрязнениями и изучение их воздействия на почвенный покров обязательны для предприятий, деятельность которых связана с таким воздействием.

Предприятия-землепользователи должны проводить:

своевременную регистрацию уровня загрязнения почв и изменения ее химического состава;

определение тенденции изменения химического состава почв во времени, прогноз уровней их загрязнения в будущем;

оценку возможных последствий загрязнения почв в настоящее время, разработку рекомендаций по их предотвращению или уменьшению.

Основными нарушениями почвенно-растительного покрова при бурении скважин и эксплуатации нефтепромысловых объектов являются:

механические нарушения почвенного покрова;

изъятие плодородного слоя;

загрязнение почвы нефтепродуктами и высокоминерализованными пластовыми водами;

загрязнение буровыми отходами;

загрязнение нефтешламами и сточными водами.

Потенциальными источниками загрязнения природной среды, в том числе почвы, являются буровые площадки, буровые и промысловые амбары, нефтепромыслы, факелы, нефтегазопроводы, водоводы системы ППД, естественные поля испарения, нефтехранилища, наземный транспорт и др.

Контроль за состоянием почвенного слоя земли производится визуально, физико-химическими методами анализа и биоиндексацией.

Контроль за состоянием почв осуществляется от проектирования до эксплуатации месторождений нефти.

Контроль фона почв до начала обустройства производит организация, разрабатывающая проект.

В процессе строительства объектов осуществляется контроль за рациональным использованием земельных ресурсов.

В процессе эксплуатации контроль за объектами производится визуально и инструментальным методами.

Визуальный метод — осмотр месторождений и регистрация места нарушения и загрязнения земель, оценка состояния растительности, определение источника загрязнения и принятие мер по прекращению загрязнения.

Инструментальный метод — определение физико-химических свойств почвы на эпизодических и режимных пунктах наблюдения.

Определение точных границ аварийного разлива нефти, составление схемы возможного продвижения загрязнения (пятна) по рельефу местности.

Осуществляется контроль качества проведения работ по рекультивации почв в местах аварийного разлива нефтепродуктов, пластовых вод и после окончания буровых работ.

Производится определение точек отбора проб почвы, уточнение площади исследуемого участка загрязнения, изучаются возможные источники загрязнения (вид и степень загрязнения), уточняются количества отбираемых проб, глубины отбора и их периодичность.

При лабораторном анализе определяется содержание нефти и нефтепродуктов, хлоридов и гумуса в почве и результаты сопоставляются с фоновыми значениями исследуемых показателей.

Материалы обследования, наблюдения на контрольных пунктах, результаты анализа почв своевременно систематизируются с целью выявления масштабов и причин загрязнения и принятия эффективных мер по его предотвращению и устранению.

Основными источниками загрязнения наземных и подземных пресных вод в районах добычи нефти являются:

сброс промысловых сточных вод на поля испарения;

сброс сточных вод в поверхностные водоемы и водотоки;

разливы промысловых сточных вод при порывах водоводов;

попадание поверхностных стоков нефтепромыслов в наземные воды;

переток высокоминерализованных вод глубоких горизонтов в пресноводные горизонты из-за негерметичности обсадных колонн и цементного камня за колонной;

попадание сточных вод в пресноводные горизонты при нарушении герметичности нагнетательных и поглощающих скважин.

На месторождениях ОАО "Оренбургнефть" практически вся попутно добываемая вода используется в системе заводнения продуктивных пластов.

Если попутные и сточные воды подлежат сбрасыванию в поглощающие горизонты, то необходимо их очищать от вредных примесей на каждом пункте подготовки нефти. В практике используется механическая, физико-химическая, биологическая очистки. В ОАО "Оренбургнефть" построены и введены в действие водоочистные сооружения со значительной мощностью.

Следует отметить, что в целях повышения качества очистки вод необходимым условием является наличие на водоохранных объектах современного оборудования, отвечающего требованиям охраны окружающей среды.

Разработка нефтяных месторождений методом заводнения связана с потреблением значительного количества воды. В целях сохранения вод питьевого качества необходимо в больших объемах использовать промысловые воды, поэтому важной задачей является сбор, подготовка и рациональное использование высокоминерализованных пластовых и промысловых сточных вод для закачки в продуктивные пласты с целью поддержания пластового давления.

Так, годовая добыча попутной воды за 1997, 1998 и 1999 гг. соответственно составила 15 615, 13 503 и 11 095 тыс. м³, за эти же годы объемы закачки сточных вод в системах МИД были равны 14 089, 13 856 и 14 130 тыс. м³.

В целях рационального использования пресных поверхностных вод в ОАО "Оренбургнефть" разработаны проекты на разведку солоноватых вод на Покровском и Бобровском месторождениях и исследование возможности их промышленного применения.

Экологическая обстановка на объектах сбора и подготовки нефти ОАО "Оренбургнефть" улучшается за счет внедрения в широких промышленных масштабах технологических, технических и организационных мероприятий. Перспективные направления работ и конкретные планы внедрения мероприятий, направленных на обеспечение экологической безопасности при подготовке нефти, связаны с разработкой и применением следующих технических и технологических решений:

оптимизация режимов работы промысловых нефтегазосборных трубопроводов, сброс пластовой воды в дожимных насосных станциях, позволяющий уменьшить объемы перекачки агрессивной пластовой воды в интервале ДНС-УПН-КНС;

разделение газированных и разрушенных в присутствии деэмульгатора эмульсий на нефть, газ и воду перед УПС с применением концевых делителей фаз, что позволяет осуществить более глубокий сброс пластовых вод непосредственно на месторождениях;

совершенствование процессов сепарации нефти от газа с использованием принципиально новых инженерных решений, обеспечивающих повышение качества сепарации нефти от газа в промысловых условиях;

разработка технологических регламентов на процессы подготовки нефти, основанных на уменьшении объемов нагреваемой нефти за счет совершенствования общей схемы сбора и подготовки нефти, применения новых инженерных решений по совместной подготовке разносортных нефтей и др.;

монтаж системы улавливания легких фракций углеводородов на резервуарах товарных парков, что обеспечивает полную ликвидацию выбросов легких углеводородов в атмосферу, использование различных технических средств, направленных на уменьшение потерь нефти на объектах системы промыслового сбора нефти, газа и воды;

увеличение производительности сепараторов, отстойных аппаратов за счет применения средств интенсификации процессов разрушения эмульсий и отделения газа и соответственно уменьшение размеров технологических площадок;

очистка резервуаров различного назначения на товарных парках от нефтесодержащих шламов по герметизированной технологической схеме с использованием современных технических средств;

предварительная и глубокая переработка нефтесодержащих шламов по комплексной технологической схеме с использованием специального оборудования;

монтаж и применение установки сероочистки нефтяного газа на объектах подготовки нефти и газа.

Ниже приведем краткое описание некоторых новых решений, имеющих принципиальное значение в обеспечении экологической безопасности процессов добычи нефти.

Обратите внимание: