Оглавление 

         Введение

     Глава 1. Источники загрязнения и виды воздействия на природную среду  при строительстве скважин

     Глава 2. Причины источников загрязнения  окружающей среды при строительстве  скважин

     Глава 3.  Влияние работ по строительству  скважин на окружающую природную среду

          Заключение

          Список литературы

                           Введение

     Нефтегазовая  промышленность является одним из основных источников пополнения бюджета Российской Федерации. Рост добычи углеводородного сырья обеспечивается интенсивным развитием и увеличением объемов бурения. Наращивание темпов строительства нефтяных и газовых скважин требует расходования больших финансовых и материальных ресурсов, что оказывает интенсивную техногенную нагрузку на экосистемы и может приводить к нарушениям их равновесия. По уровню негативного воздействия на окружающую среду строительство скважин занимает одно из первых мест среди подотраслей нефтегазовой промышленности.

     Одной из приоритетных задач Концепции национальной безопасности Российской Федерации является рациональное использование природных ресурсов, предотвращение загрязнения окружающей среды, создание и внедрение экологически безопасных производств, а Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию - уменьшение техногенного воздействия на окружающую среду.

     Актуальность  проблемы состоит в том, что нефтегазовые компании, с одной стороны, должны наращивать объем строительства скважин нефти и газа, которые сопровождаются негативным воздействием на окружающую среду, а с другой стороны, обеспечить устойчивое развитие и сохранение биосферы Земли.

       Следует подчеркнуть, что проблемы  охраны окружающей среды при  строительстве скважин имеют  приоритетное значение в общей  проблеме экологической безопасности при разработке месторождений углеводородного сырья.

     Невозможность запрещения или ограничения деятельности нефтегазодобывающих предприятий, несмотря на их потенциальную экологическую  опасность, обусловливает необходимость  четкого нормативно-правового урегулирования всего комплекса отношений, возникающих в процессе освоения углеводородного сырья; неукоснительного исполнения природно-ресурсного законодательства и его совершенствования .

     Реализация  традиционных природоохранных мероприятий, предусмотренных рабочим проектом  на строительство нефтегазовых скважин, в условиях систематически ужесточающихся требований природоохранных органов часто оказывается недостаточной. Нередки случаи отклонения государственной экспертизой рабочих проектов от согласования и введения органами контроля и надзора запрета на бурение скважин по экологическим причинам, приводящие к значительным убыткам нефтегазовых компаний.. Несмотря на то, что технология строительства скважин постоянно совершенствуется с учетом систематического ужесточения требований к охране окружающей среды, актуальность проблемы ее загрязнения не снижается и задача состоит в оптимальном совмещении добычи углеводородов с жесткими экологическими требованиями. Запрещение буровых работ на территориях с ограниченным режимом природопользования вряд ли можно считать оправданным, так как при строгом соблюдении экологических норм и использовании современных малоотходных технологий риск загрязнения окружающей среды можно свести до минимума, а убытки, связанные с тем, что запасы нефти и газа не будут выявлены и извлечены из недр, весьма значительны [13]. В связи с этим, решение проблем, связанных с этими противоречиями является одной из наиболее актуальных задач современного бурения.

     Цель  данной работы – рассмотрения проблем негативного воздействия на окружающую среду при строительстве нефтегазовых скважин.

     Основные  задачи:

     1 Исследование основных видов и источников загрязнения окружающей среды при строительстве нефтегазовых скважин.

     2. Рассмотрение причин источников  загрязнения окружающей среды при строительстве скважин.

     3 Исследование влияния строительства  скважин на качество почвогрунтов, выявление резервов, обоснование  направления сокращения размеров  земельных отводов, предоставляемых  во временное пользование для  строительства нефтегазовых скважин.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 1. Источники загрязнения и виды воздействия на природную среду при строительстве скважин 
 

     Для разработки природоохранных мероприятий, исключающих негативное влияние  процессов строительства скважин  на объекты природной среды, необходимо знание источников загрязнения окружающей среды.

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

     Источником  геомеханических нарушений являются следующие технологические процессы:

• Снятие и складирование плодородного слоя земли при подготовке территории буровой;
• Устройство насыпной площадки под буровую (при кустовом строительстве скважин);
• Устройство шламовых амбаров  (земляных котлованов) – для сбора и хранения отходов бурения;
• Сооружение технологических площадок под оборудование буровой;
• Засыпка шламовых амбаров при их ликвидации;
• Рекультивация территории буровой;
• Строительство дорог;
• 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:

• Применением материалов и химических реагентов различной степени опасности;
• Значительными объемами водопотребления;
• Образованием отходов, опасных для флоры и фауны: представленных буровыми сточными водами, отработанным буровым раствором  и буровым шламом.

     Источники загрязнения при бурении скважин  условно можно разделить на постоянные и временные. (рис. 1).

       К первым относятся фильтрация  и утечки жидких отходов бурения  из шламовых амбаров. 

     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 шламового амбара.

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

     Рис.1 
 
 

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

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

     По  условиям образования буровых сточных вод 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 буровых сточных вод).

     Основными объектами водопользования и  водоотведения на буровой (т.е. источниками  образования буровых сточных вод) 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. 

     По  условиям образования все виды загрязнений  компонентов окружающей природной  среды при строительстве скважин  делятся на следующие:

• технические - обмыв бурильных труб, явление сифона, дополнительное загрязнение бурового раствора после цементирования, увеличение объема;
• эксплуатационные - очистка сот вибросит, санитарно-технологическая обработка оборудования, очистка циркуляционной системы;
• природные - загрязненный вредными веществами сток с территории предприятия;
• аварийные - нефтеводогазопроявления, прорыв трубопроводов, неисправность запорной арматуры, аварии в местах хранения отходов, пожары;
• технологические - утечки при приготовлении буровых, тампонажных растворов, растворов для глушения скважин, химических реагентов для обработки растворов; самонаработка излишних объемов бурового раствора; утечки нефтепродуктов; потери при отделении выбуренного шлама на механизмах очистки (вибросита, гидроциклоны, центрифуги); при засорениях желобной системы;
• физические- шум и вибрация, отрицательно действующих на окружающую природную среду, животный мир, среду обитания и здоровье человека.

     К источникам физического воздействия  относятся дизельные агрегаты и  электродвигатели, буровые и цементировочные  насосы, компрессоры, гидросмесительные  агрегаты, дорожно-строительный транспорт и прочая спецтехника.

     Источники и виды негативного воздействия  на окружающую природную среду на различных этапах строительства  скважин приведены в табл. 1

     Таблица1

     Источники и виды воздействия на объекты  окружающей природной среды

     Глава 2. Причины источников загрязнения окружающей среды при строительстве скважин 

     Негативное  воздействие процесса строительства  скважин на объекты природной  среды (почвы, грунты, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, атмосферный воздух) возможно в результате следующих причин:

• Поступления токсичных веществ из шламовых амбаров, в которых скапливаются отходы бурения, в грунты зоны аэрации и грунтовые воды вследствие отсутствия или некачественной гидроизоляции дна и стенок шламовых амбаров.
• Утечек, потерь технологических жидкостей, материалов на территории строительства скважин (под вышечно-лебедочным, силовым и насосным блоками, циркуляционной системой и блоком приготовления бурового раствора, котельной установкой, складом ГСП, площадкой хранения химреагентов и складирования бытовых отходов).
• Поступления загрязнителей в природные объекты при аварийных разливах нефти при бурении и испытании скважин, сточных вод и других отходов в результате порывов трубопроводов и разрушения обваловки шламовых амбаров, разлива топлива и отработанных масел при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.
• Поступления нефти, газа, конденсата и минерализованных пластовых вод в горизонты пресных и минеральных подземных вод и на земную поверхность в результате перетоков пластовых флюидов по затрубному пространству скважин в случае его некачественного цементирования, нарушения целостности обсадных колонн, либо несоответствия конструкции скважины геолого-техническим условиям разреза и нарушения технологических процессов.
• Поступления в природные объекты материалов для приготовления буровых и цементных растворов при нарушении правил их погрузки, транспортировки, разгрузки и хранения.
• Нарушения почвенного покрова и природных ландшафтов (вырубка лесов, уничтожение растительности), приводящего к нарушению естественного состояния и деградации верхних горизонтов многолетнемерзлых пород в криолитозоне, к активизации негативного проявления экзогенных геологических процессов - термокарста, пучения, заболачивания, просадок и т. д.
• Загрязнения атмосферного воздуха углеводородными и кислыми (сероводород, углекислота) газами при неорганизованных выбросах в процессе испытания скважин и в аварийных ситуациях, а также при сжигании продуктов освоения скважин на факелах и работе двигателей внутреннего сгорания.

       Степень загрязнения и физического  нарушения естественного состояния  объектов природной среды зависит  как от техногенных факторов: принятой технологии, степени совершенства используемого оборудования, количества используемых реагентов и веществ, загрязняющих среду, объемов образующихся отходов бурения и т.д., так и от факторов среды: ландшафтных и климатических, геологических и гидрогеологических, инженерно-геологических и криогенных. Эти факторы должны быть учтены при планировании и реализации природоохранных мероприятий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 3. Влияние работ по строительству скважин на окружающую природную среду

       Бурение скважин на нефть и газ является экологически опасным видом работ и сопровождается:

• химическим загрязнением почв, грунтов, горизонтов подземных вод, поверхностных водоемов и водотоков, атмосферного воздуха веществами и химреагентами, используемыми при проходке скважин, буровыми и технологическими отходами, а также природными веществами, получаемыми в процессе испытания скважин;
• поступлении в недра чужеродных химических веществ;
•    значительных объемах водопотребления при бурении;
• физическим нарушением почвенно-растительного покрова, грунтов зоны аэрации, природных ландшафтов на буровых площадках и по трассам линейных сооружений (дорог, трубопроводов), прокладываемых при строительстве скважин;
• нарушением естественного режима многолетнемерзлых грунтов в криолитозоне с возможной деградацией верхних горизонтов многолетнемерзлых грунтов;
• нарушением температурного режима экзогенных геологических процессов (термокарст, термоэрозия, пучение, наледеобразование, заболачивание, просадки и др.) с их возможным негативным проявлением в техногенных условиях на буровых площадках, по трассам дорог и трубопроводов, линий электропередач;
• изъятии флюидов из недр, нарушении целостности пластов;
• образовании производственно-технических отходов, содержащих химические реагенты органического и минерального происхождения, синтетической и минеральной природы, нефть, конденсат, растворимые и нерастворимые соли;
• нарушении целостности местообитаний растений, грибов и животных.

     Изменения компонентов окружающей природной  среды выражаются в следующем:

• гидросферы - в загрязнении поверхностных и подземных вод нефтепродуктами, производственными стоками и промывочными жидкостями; прорывах и межпластовых перетоках подземных вод, изменении их гидродинамического и гидрохимического режимов;
• литосферы - в загрязнении почвы в районе буровой, нарушении и загрязнении геологической среды, вытаивании подземных льдов, проседании дневной поверхности пластов в результате вымывания текучих пород в процессе бурения и потери опоры, а также при авариях;
• атмосферы - в загрязнении продуктами сгорания газа и конденсата в факеле, выбросами газа, утечками газа в случаях перетока газа в пластах при деформации скважин, выбросами вредных веществ при работе организованных и неорганизованных источников, продуктами сгорания при авариях, при термическом воздействии;
• растительного мира - в механическом уничтожении растительности в районе буровой, повреждении почвенно-растительного покрова при перевозке бурового оборудования, угнетении жизнедеятельности и гибели растительности вследствие вредных выбросов и сбросов, увеличения числа пожаров;
• животного мира - в ликвидации мест гнездования, пастбищ, нарушении путей миграции при строительстве и эксплуатации скважин и трубопроводов, то есть в целом - в нарушении местообитаний, в том числе видов животных, занесенных в Красную книгу, угнетении жизнедеятельности и гибели, животных вследствие вредных выбросов и сбросов при пожарах и авариях.

     Для окружающей природной среды опасность представляют производственно-технологические отходы работы бурового предприятия, которые накапливаются и хранятся непосредственно на буровой в земляных амбарах (отстойниках), устраиваемых в минеральном или насыпном грунте или вывозятся на полигоны складирования.

     Отходы  бурения содержат широкий спектр загрязнителей неорганического  и органического происхождения, а также материалов и химических реагентов, используемых для приготовления  и обработки буровых растворов.

     В качестве добавок к буровым растворам  используют утяжелители (барит, гематит), цемент (как носитель кальция), смазочные материалы (нефть, нефтепродукты, жирма, петролатум,  графит).

     Нефть и нефтепродукты загрязняют окружающую среду не только в качестве компонентов  буровых растворов, попадающих в объекты окружающей природной среды, но также при их использовании в качестве горючесмазочных материалов (силовой привод, хозяйственные нужды, котельная, дорожно-строительный транспорт) и при завершении работ по вызову притока или в результате аварийных ситуаций (нефтепроявления, открытое фонтанирование и т.п.).

     Соотношение каждого вида отходов бурения  в общем объеме загрязнений различно и определяется используемой технологией  бурения и загрязняющими свойствами материалов и реагентов.

     Качественное  состояние природных объектов (почв, грунтов, атмосферы, поверхностных и подземных вод) устанавливается по содержанию в них загрязняющих веществ и определяется путем сравнения концентрации загрязнителей в соответствующих средах со значениями предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ для данной категории объекта и лимитирующего показателя (органолептического, токсикологического, санитарно-токсикологического, санитарного, транслокационного).

     В таблице 2 приведены примерные степени загрязнения, которые могут изменяться в пределах +/- 25% в зависимости от местных почвенно-климатических условий.

     Предельно допустимые концентрации нефти для  почв не разработаны. В табл. 2 указаны  примерные показатели степени загрязненности земель нефтью, которые могут изменяться в пределах +/- 25% в зависимости от местных почвенно-климатических условий .

           Таблица 2

     Показатели степени загрязненности земель нефтью 

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

     Промывочная жидкость, циркулирующая в скважине, служит для удаления продуктов разрушения горных пород с забоя. В мировой  практике в 95% для этого используются глинистые буровые растворы на водной основе плюс хим. реагенты, т.к. качество промывочной жидкости определяет эффективность буровых работ: механическую скорость бурения, вероятность возникновения различного рода осложнений, в том числе поглощений, флюидопроявлений, нарушение устойчивости горных пород и т.д.

     Вредные вещества, попадая из источников загрязнения в одну из природных сред (воздушную, водную, почву), вовлекаются в общую миграцию (круговорот) веществ и, как правило, в течение того или иного отрезка времени распространяются во всех природных средах. Скорость распространения вредных веществ в природных средах и самоочищение среды зависит от природно-климатических условий района ведения работ. В связи с этим, требования к техническим средствам и технологии строительства скважин, а также к специальным природоохранным мероприятиям должны учитывать природно-климатические условия и должны быть направлены на ликвидацию источников загрязнения или сведение их влияния к минимуму, исключающему превышения предельно допустимой концентрации.

     Около 70 % объема буровых работ приходится на экологически уязвимые регионы с крайне неблагоприятными природно-климатическими и ландшафтно-геохимическими условиями, характеризующимися малой устойчивостью экосистем к антропогенному воздействию и длительным периодом самовосстановления.

     При строительстве морских скважин  основными видами воздействия на окружающую среду являются выбросы  в атмосферу, сбросы в морскую  среду, ее тепловое и шумовое загрязнения. Объем и интенсивность техногенного воздействия на окружающую среду  зависит от реализуемой технологии строительства скважины. Выбросы в атмосферу и шумовое загрязнение можно существенно снизить за счет природоохранных мероприятий, а тепловое загрязнение и сброс веществ в морскую среду исключить (концепция "нулевого сброса"). 
 
 
 
 
 
 

     Заключение