Застосовувана нині технологія будівництва свердловин викликає як техногенні порушення на поверхні землі, так і зміни фізико-хімічних умов на глибині при розкритті пластів-колекторів в процесі буріння. Забруднювачами навколишнього середовища при проходженні та обладнанні свердловин є численні хімічні реагенти, що застосовуються для приготування бурових розчинів. До теперішнього часу не всі реагенти, що входять до складу бурових розчинів, мають встановлені ГДК і лімітують показники шкідливості.
Істотно забруднюють навколишнє середовище нафту і нафтопродукти, які можуть надходити на поверхню не тільки в якості компонентів бурових розчинів, а й при використанні паливно-мастильних матеріалів, при випробуванні свердловин або в результаті аварії.
При будівництві бурової забруднення атмосфери в основному обмежується викидами в атмосферу відпрацьованих газів від двигунів транспортних засобів.
Робота дизельних установок протягом року на одній буровій забезпечує викид в атмосферу до 2 т УВ і сажі, більше 30 т оксиду азоту, 8 т оксиду вуглецю, 5 т сірчистого ангідриду. Переклад бурових верстатів на електропривод дозволить знизити витрату нафтопродуктів, зменшити забруднення території і ліквідувати викиди в атмосферу продуктів згоряння палива.
У період проходки свердловини негативний вплив на ґрунтовий шар, поверхневі і підземні води надають бурові розчини, витрата яких на один об'єкт може досягати 30 м 3 / сут. Крім того, при бурінні свердловин можливе застосування нафтопродуктів в обсязі до 1 тис. Т на рік.
У період випробування свердловини переважає вуглеводневу забруднення, а на етапі демонтажу бурової відбувається забруднення території за рахунок використаних технічних матеріалів і не підлягає відновленню обладнання.
До складу промивних рідин входить цілий ряд хімічних інгредієнтів, які мають токсичні властивості (амоній, феноли, ціаногрупи, свинець, барій, поліакриламід та ін.). Особливо важкі екологічні наслідки викликає скидання промивних рідин спеціального призначення, наприклад, на соляровим основі. Наявність органічних реагентів сприяє утворенню суспензій і колоїдних систем в стічних водах.
Джерела забруднення при бурінні свердловин умовно можна розділити на постійні і тимчасові. (Малюнок 7.1).
Малюнок 7.1 - Систематизація джерел забруднення природного середовища при бурінні свердловин
До перших відносяться фільтрація і витоку рідких відходів буріння з шламових комор. До других - порушення герметичності зацементувати заколонного простору, що приводить до заколонних проявам і міжпластові перетокам; поглинання бурового розчину при бурінні; викиди пластового флюїду на денну поверхню; затоплення території бурової паводковими водами або при таненні снігів і розлив при цьому вмісту ША.
Загальним для другої групи є те, що джерела забруднення носять імовірнісний характер, а їх наслідки важко передбачити.
7.3 ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ нафтогазового БУДІВНИЦТВІ
При нафтогазовому будівництві основний екологічний збиток наноситься верхнім приземним верствам літосфери і наземним биогеоценозам. Структурні елементи літосфери (грунту, грунти, грунтові води, рослинні і тваринні спільноти) піддаються фізико-механічних впливів транспорту та будівельної техніки, що розміщуються тимчасових і постійних об'єктів і забрудненнями (фізичних, хімічних, в тому числі органічним і біологічним).
В процесі будівництва відбувається руйнування грунтів і втрата ними родючості. Навіть повернення після закінчення будівництва раніше знятого родючого шару знижує родючість грунтів в 2 - 3 рази через структурних порушень, перемішування частини грунтів з подстилающими її грунтами. На відновлення родючості ріллі в сприятливих природно-кліматичних умовах буде потрібно 3 - 5 років. Якщо роботи по рекультивації своєчасно не проводяться, то негативні наслідки посилює водна та вітрова ерозія.
При спорудженні магістрального трубопроводу на кожні 100 км траси порушується в середньому 500 га земельних угідь, при прокладці доріг - не менше 250 га, та ще й під кар'єри відводиться не менше 100 га.
Основний екологічний збиток при трубопровідному будівництві наноситься природному середовищу в період підготовчих робіт з розчищення і планування траси, а також при вивезенні на трасу труб, пригрузів і інших матеріалів. До основних видів несприятливих впливів на навколишнє середовище при підготовчих роботах відносяться:
Ø знищення або порушення різного ступеня грунтово-рослинних покривів;
Ø виникнення пожеж;
Ø забруднення і помутніння водойм, порушення природного стоку, заводнення і підтоплення територій, що веде до заболочування і водної ерозії;
Ø забруднення грунтів і земель нафтопродуктами, будівельними матеріалами та відходами, побутовими стоками та твердими відходами.
Основними джерелами забруднення ґрунтів в нафтогазовому будівництві є нафтопродукти (ПММ), що проливаються на землю при заправках або ремонті техніки, промислові та побутові стоки, ще нерідко скидаються на будмайданчиках і базах на рельєф, а також відходи будматеріалів і тверді побутові відходи.
Великих збитків завдається при нафтогазовому будівництві біосфері. При прокладанні трубопроводів вирубуються ліси в смузі відводу, на багато років знищуються позашляховими роз'їздами пасовища. Розполохувати і знищуються браконьєрами птахи та звірі. Через численні випадків порушення гідрологічного режиму малих річок, руйнування берегів великих річок і водойм при прокладці підводних переходів, забруднення їх нафтопродуктами риба йде з місць нерестовищ і гине.
Основними джерелами забруднення атмосфери в будівельному комплексі є автотранспорт і підприємства будіндустрії (заводи залізобетонних виробів, цегельні і механічні заводи, деревообробні підприємства, котельні на рідкому, твердому і газоподібному паливі).
Забруднюючими речовинами є виробничий пил, вуглеводні, аерозолі, оксиди азоту, сірки, вуглецю та ін.
У стічних водах зазначених підприємств забруднюючими речовинами є зважені речовини, нафтопродукти.
Великі обсяги водних ресурсів використовуються при проведенні гідравлічних випробувань на об'єктах нафтової. Вода після випробувань, сильно забруднена грунтом, продуктами корозії, окалиною, недогарками електродів, скидається в водойми або по рельєфу в яри і може принести шкоду навколишньому середовищу, розмиваючи грунт, заводні місцевість і забруднюючи водойми.
Екологічний збиток, що наноситься навколишньому середовищу в процесі будівництва, не обмежується забрудненням повітря, води, грунтів, знищенням флори і фауни. У ряді випадків зростання навантажень на грунти (статичних, динамічних, термодинамічних) призводить до небажаних явищ і процесів - осіданням, зсувів, заводнення, що загрожує стійкості споруджуваного об'єкта і порушує рівновагу в геотехнічної системі. Особливо небезпечні ці порушення при будівництві на багаторічномерзлих грунтах, де самі незначні порушення поверхневого термоізолюючого шару грунту призводять до утворення карстових воронок, яру ерозії і іншим не менш небезпечним для природи і об'єкта наслідків.
При споживанні природних ресурсів - сировини для будматеріалів, порушуються сформовані форми рельєфу поверхні, грунтовий покрив і структура грунтів. Наслідком таких порушень є зміна гідрологічного і геокріологіческіх режимів.
7.4 ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ ВИДОБУТКУ, ЗБІР ТА ПІДГОТОВЦІ НАФТИ
Забруднення грунту і води може відбуватися і при видобутку, зборі, підготовці, транспорті та зберіганні нафти, газу і води.
Однотрубна герметизована система збору має безсумнівні переваги з точки зору охорони навколишнього середовища.
Застосування герметизованих однотрубних систем збору продукції свердловин і блочного обладнання дозволяє всі процеси, пов'язані з виділенням газу з нафти, підготовкою нафти, газу і води, зосередити на установках, розташованих в одному центральному пункті.
Система збору нафти на промислах є джерелом забруднення водних ресурсів та ґрунту. Це обумовлено:
ü великою протяжністю трубопровідної мережі, яка досягає 100 км для середнього промислу;
ü неможливістю практично передбачити місце пориву колекторів;
ü неможливістю виявити миттєво пориви колекторів, особливо невеликі.
В результаті обсяги розлитої нафти, як правило, перевищують обсяг інших забруднень.
Впровадження герметичних систем збору і транспорту нафти, хоча в значній мірі і знижує ймовірність корозії устаткування і комунікацій, проте при підготовці нафти і води герметизація часто порушується внаслідок корозії, що призводить до витоку нафти і пластових вод та забруднення тим самим об'єктів навколишнього середовища.
Територія нафтопромислів може забруднюватися через нещільності в промислових нафтопроводах і водоводах (витоку через сальники засувок, фланцеві з'єднання, корозія, ерозія, механічні пошкодження тіла труби і т. Д.).
Робота промислового обладнання в нафтовій промисловості відбувається у вкрай несприятливих умовах. Поряд з грунтової корозією вельми істотне корозійний вплив на обладнання надає продукція самої свердловини.
Вузли промислової підготовки нафти (газосепарація, попередній скидання пластової води, блоки зневоднення і знесолення) і общепромисловие резервуарні парки є кінцевими пунктами збору н транспорту нафти на промислах. Зазвичай вони розташовуються на одній території і об'єднуються в одне господарство. Тому каналізація резервуарних парків і деемульсаціонних установок також об'єднуються в загальну систему.
При експлуатації цих установок джерелами забруднення можуть бути переливи і продукти, що накопичуються в отстойной апаратурі, резервуарах, які складають 0.5 - 12 г / т підготовленої нафти.
Залишки підготовки нафти, нафтові шлами, значно відрізняються за фізико-хімічними властивостями від самої нафти, і вимагають періодичного видалення з апаратури, що здійснюється при чищенні апаратів і супроводжується забрудненням території.
Для інтенсифікації процесів руйнування емульсії на установках підготовки нафти і навіть в окремі свердловини дозуються поверхнево-активні речовини (ПАР) - деемульгатори.
Деемульгатори (хімічні реагенти з великої поверхневою активністю) - можуть бути використані при всіх способах руйнування водонафтових емульсій: механічних (відстій, фільтрація, центрифугування), термічних (підігрів, промивка гарячою водою), електричних (обробка в електричному полі постійного або змінного струму) та т.д. Їх застосування дозволяє поліпшити якість товарної нафти, спростити технологічний процесу, скоротити час відстою, здійснити попередній скидання основної маси води з емульсії і сприяє повнішому очищенню води, яка відокремилась від нафти і зважених часток.
При підготовці нафти використовують аніоноактівние і неіоногенні ПАР: блоксополімери окису етилену і пропилену, оксіетілірованние аміни, СЖК, вищі жирні спирти і алкілфеноли.
Основними джерелами забруднення навколишнього середовища при експлуатації систем збору і транспорту продукції свердловин на нафтових родовищах є такі споруди і об'єкти нафтопромислів:
Устя свердловин і пріскважінной ділянки, де розлив нафти, пластових і стічних вод відбувається через порушення герметичності гирлової арматури, а також при проведенні робіт з освоєння свердловин, капітального і профілактичного ремонту.
Трубопровідна система збору та транспорту видобутої рідини з пласта і закачування стічних вод в нагнітальні свердловини через нещільності в обладнанні, промислових нафтозбиральних і нагнітальних трубопроводах.
Резервуарні парки і дожимні збірні пункти. де розлив видобутої рідини відбувається при спуску з резервуарів стічних вод, забруднених опадами парафино-смолистих відкладень, переливах нафти через верх резервуарів.
Комори, шламонакопичувачі і спеціальні майданчики. в які скидаються опади з резервуарів і очисних споруд, що представляють відкладення важких фракцій нафти, парафіно-смолистих речовин і всіляких домішок, насичених нафтою, нафтопродуктами й хімреагентами, а також твердих мінеральних домішок. У цих шламах можуть міститися до 80 - 85% нафти, до 50% механічних домішок, до 70% мінеральних солей і до 5% поверхнево-активних речовин.
Факельні установки призначені для спалювання некондиційних газів, що утворюються під час пуску, продування обладнання або в процесі роботи, подальша переробка яких економічно недоцільна або неможлива. З факельних пристроїв, котелень, нагрівальних печей в якості продуктів згоряння в навколишнє середовище викидаються оксиди азоту, діоксид сірки, оксид вуглецю, сажа.
7.5. ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ВИДОБУТКУ НАФТИ
Основними джерелами забруднення на нафтопромислах є експлуатаційні та нагнітальні свердловини, кущові насосні станції підтримки пластового тиску.
Сьогодні велика увага приділяється підвищенню нафтовіддачі колекторів. Основним методом інтенсифікації є заводнення, за допомогою якого в нашій країні видобувається понад 85% нафти. При підтримці пластового тиску (ППД) зростають темпи відбору УВ і скорочуються терміни розробки родовища. Одночасно вирішується питання оборотного водопостачання в процесі видобутку нафти.
Найбільш раціонально з екологічних позицій застосування промислових стічних вод, що дозволяє здійснити замкнутий цикл оборотного водопостачання за схемою нагнетательная свердловина - пласт - видобувна свердловина - блок водопідготовки - система ППД. Використання стічних вод з метою ППД дозволяє зменшити капітальні витрати на будівництво водозабірних споруд, скоротити витрати на буріння поглинаючих свердловин, утилізувати всі нафтопромислові води з метою охорони навколишнього середовища. В результаті досягається не тільки екологічний, але і економічний ефект.
Утворені стічні води нафтопромислів практично повністю використовуються або повинні використовуватися повторно в процесах нафтовидобутку. Галузь не відноситься до виробництва, технологічні процеси якого обов'язково повинні приводити до забруднення навколишнього середовища. Якщо і допускається забруднення навколишнього середовища, то воно є результатом аварій, порушення технологічної дисципліни та правил охорони навколишнього середовища.
Однією з основних причин забруднення навколишнього середовища стічними водами є аварії на трубопроводах. Розлита пластова вода засолоняются грунт і призводить до загибелі рослинності.
Витік води через обсадні колони експлуатаційних і нагнітальних свердловин викликає небажане забруднення підземних водоносних горизонтів.
На більшості нафтових родовищ способи очищення і утилізації стічних вод на промислах передбачають виділення основної маси нафтопродуктів і твердих домішок, що містяться в стічних водах, в резервуарах-відстійниках.
Залежно від властивостей стічних вод основними рекомендованими способами очищення служать наступні: механічний, хімічний, фізико-хімічний і біохімічний (останній, на жаль, практично не використовується).
Якість промислових стічних вод різних нафтових родовищ має надзвичайно різноманітний характер, змінюється в широких межах і залежить від геологічних властивостей родовища нафти, часу його розробки, технічної оснащеності та методу очищення стоків на очисних спорудах.
Основну масу стічних вод (85%) нафтопромислів складають пластові (видобуваються з нафтою) води. Кількість пластової води, що відділяється від нафти, залежить від обводненностн нафти в продуктивному пласті. На старих, давно розробляються нафтопромислах обводненість нафти може досягати 70 - 80% і більше.
При закачуванні стічних вод в нафтові пласти під високим тиском вони можуть проникати у верхні прісноводні горизонти по затрубному простору обсадних колон через просідання цементу або через неякісне цементажа, або по "вікнам водотривких товщ". Все це може привести в повну непридатність для вживання в господарсько - побутових і питних цілях найближчі водойми і питні колодязі.
Так при порушенні експлуатації однієї з поглинаючих свердловин був осолонен Бішіндінскій каптаж - один з джерел водопостачання м Туймази. Водозабір відключався від харчування міста.
Нафтопромислові стічні води можуть справити негативний вплив на стан водопостачання населення. Виявлено, наприклад, що часті аварійні пориви водоводів стічних вод цехів ППД, підготовки і перекачування нафти в місцях водокористування населення сел. Шкапово, Озерівка, Мелісоново та інших районів розміщення ВО «Башнефть» привели до потрапляння стоків у підземні води і різко погіршили склад води в колодязях і джерелах населених пунктів.
На практиці були випадки забруднення і осолоненія колодязних вод через перелив стічних вод з насосних станцій.