Экологические риски при добыче морских углеводородов

Содержание

Введение……………………………………………………..3

1.Экологические риски

1.1 Экологические  риски при проведении геофизических  изысканий…………………………………………………...5

1.2 Экологические риски при бурении скважин……..5

1.3 Выбросы в  море……………………………………….7

1.4 Аварийные разливы нефти………………………….9

1.5 Выбросы в  атмосферу……………………………….11

1.6 Уровень сейсмоопасности………………………….13

2. Экологические  риски при транспортировке нефти  и газа

  2.1 Танкерная  транспортировка……………………….15

  2.2 Транспортировка  по трубопроводной системе...19

3. Влияние гигантских волн на безопасность морской добычи и транспортировки углеводородов

  3.1 «Волны-убийцы»……………………………………..23

  3.2 Волны-убийцы — попытка дать определение…..27

    3.3 Исследовательская функция морских платформ. «Новогодняя волна»………………………………………..31

  3.4 Физические механизмы появления волн-убийц………….……………………………………………………...35

4. Заключение………………………………………………..41

5.Список литературы……………………………………....43

 

 

 

 

Введение:

  Выбранная мной тема довольно сильно заинтересовала меня, но заинтересовался я ни добычей полезных ископаемых, а так называемыми «волнами-убийцами», которым я и посвятил большую часть своего реферата. Бурное развитие космических и информационных технологий последних лет позволило получить неопровержимые свидетельства, подтверждающие существование гигантских волн (или так называемых «волн-убийц») в океане. География распространения, частота появления и большая разрушительная способность гигантских волн могут в корне изменить подходы к стандартам безопасности строительства и эксплуатации морских нефтяных платформ и танкеров.

  Также я  задался вопросом технологии очистки пластовых вод, ведь ни одна, даже самая новейшая технология не гарантирует предотвратить попадание опасных веществ в морскую среду, а это в скором времени может перерасти в глобальную катастрофу. Раз уж я начал про вред, наносимый окружающей среде, то упомяну следующие факты. С 1950х гг. сейсмическая активность сопровождает нефтегазовую деятельность. Тогда взрывчатые вещества использовались для картирования морского дна, что наносило огромный ущерб морской среде. С 1970х гг.начали использовать воздушные пушки. Исследования показывают, что сейсморазведка наносит огромный вред икре рыб и личинкам, находящимся в непосредственной близости от удара воздушной пушки. Вопрос о том, насколько серьезны последствия сейсморазведки для рыб, до сих пор остается открытым. Однако нет сомнений, что под подобное воздействие попадает рыба в радиусе 2-3 км от судна. В результате возможно изменение путей миграции и нереста. По данным Норвежского Министерства Нефти и Энергетики процесс сейсморазведки постоянно изучается и лимитируется в периоды нереста ценных пород рыб.

 

 

 

 

 

Экологические риски  при проведении геофизических изысканий

 

Воздействие на морские организмы и экосистемы начинается уже с геолого-геофизических  обследований морского дна, нацеленных на определение его нефтегазоносности. Чаще всего применяются методы сейсморазведки. Морская сейсморазведка основана на генерировании сейсмических волн и регистрации колебаний, отраженных от поверхности дна, что позволяет судить о структуре и нефтегазоносности осадочных пород. Эффект гидроудара до 150 атм. приводит к гибели или поражению органов и тканей взрослых рыб и мальков. Известны случаи нарушения миграционных путей лососевых рыб в районе сейсмических съемок. Шумы, создаваемые сейсморазведкой, мешают морским организмам определять другие звуки, общаться между собой и искать пищу. В особенности это касается китов. Известны случаи, когда животные, привлеченные неизвестными им звуками, получали серьезные, и зачастую

смертельные травмы от мощных гидроударов. Многие виды рыб покидают районы разведочных работ. Вслед за ними уходят и хищники, оставляя излюбленные местообитания. Однако некоторые организмы могут существовать только в строго определенных условиях, и многие из них погибнут, так и не успев освоиться в новой среде.

 

Экологические риски при бурении

скважин

 

Опыт работы крупных  оффшорных проектов по добычи нефти  и газа показывает, что данный вид  деятельности сопровождается большим  количеством выбросов: в атмосферу, морскую среду и т.д. Даже после  прекращения добычи нефти или  газа на месторождении, экологические  риски по-прежнему остаются.

 

 

 

 

Выбросы в море

Бурение скважин  начинается уже на этапе геолого-геофизических изысканий в тех районах, где сейсмические съемки указывают на наличие нефтегазоносных структур. Практически все этапы и операции разведки и добычи углеводородов сопровождаются сбросом жидких и твердых отходов. Объемы этих сбросов достигают 5000м куб. на каждую пройденную скважину в виде отработанных буровых растворов и шламов, представляющих собой выбуренные в скважине горные породы. В жидкие отходы входит огромное число токсичных примесей, необходимых для слаженной работы бурового оборудования, тяжелых металлов, которые накапливаются из выработок горных пород, а также глинистых взвесей, повышающих мутность воды в местах сброса. Большую опасность представляет использование буровых растворов на нефтяной основе. Шламы, пропитанные таким раствором, являются главным источником нефтяного загрязнения при буровых работах.

Другим значимым источником загрязнения является сброс  пластовых вод, поступающих из скважин. Их состав отличается не только высоким  содержанием нефтяных углеводородов, тяжелых металлов, но и аномальной минерализацией, которая обычно выше солености морской воды. Это может  быть причиной нарушения гидрохимического режима в районе сброса пластовых  вод. Кроме того, в их составе присутствуют природные радионуклиды, которые  при контакте с морской водой  выпадают.

С 1950_х гг. сейсмическая активность сопровождает нефтегазовую деятельность. Тогда взрывчатые вещества использовались для картирования морского дна, что наносило огромный ущерб  морской среде. С 1970_х гг. начали использовать воздушные пушки. Исследования показывают, что сейсморазведка наносит огромный вред

икре рыб и  личинкам, находящимся в непосредственной близости от удара воздушной пушки. Вопрос о том, насколько серьезны последствия сейсморазведки для  рыб, до сих пор остается открытым. Однако, нет сомнений, что под подобное воздействие попадает рыба в радиусе 2_3 км от судна. В результате возможно изменение путей миграции и нереста. По данным Норвежского Министерства Нефти и Энергетики процесс сейсморазведки постоянно изучается и лимитируется в периоды нереста ценных пород рыб.

 

Аварийные разливы нефти

Разработка нефтегазовых месторождений, также как и транспортировка  углеводородного сырья, сопровождается аварийными разливами нефти или  химических веществ. К наиболее частым причинам аварий относятся выход  оборудования из строя, ошибки персонала  и экстремальные природные условия. Экологические последствия аварийных  выбросов приобретают особенно тяжелый  характер, когда происходят вблизи берегов или в

районах с замедленным водообменом. Аварии при буровых работах представляют собой неожиданные залповые выбросы жидких и газообразных углеводородов из скважины в процессе бурения при вскрытии зон с аномально

высоким пластовым  давлением. В редких случаях при  очень больших перепадах давления авария будет иметь длительный катастрофический характер, и для остановки выбросов придется бурить наклонные скважины.

Другая группа аварий включает регулярные «нормальные» выбросы, которые можно остановить в течение нескольких часов без  дополнительного бурения. Опасность  таких выбросов заключается как  раз в их регулярности, приводящей, в конечном счете, к хроническому воздействию на морскую среду. Разовые  или систематические разливы  нефти могут привести к серьёзным  нарушениям функционирования морской  экосистемы: ухудшение химического  состава воды и ее физических показателей (прозрачность, температура и т.д.), гибель живых организмов в результате попадания нефтепродуктов на поверхностные  слои кожи и оперение, вынужденное  изменение маршрутов миграции, линьки, гнездования и нереста и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

Выбросы в атмосферу

  Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу всегда сопровождают любые нефтяные промыслы. Наиболее распространенным источником таких выбросов являются сжигание попутного газа и избыточных количеств угле_ водородов в ходе опробования и эксплуатации скважин. По некоторым оценкам, до 30% сжигаемых в факелах углеводородов выбрасывается в атмосферу и затем выпадает на морскую поверхность, образуя относительно неустойчивые тонкие пленки вокруг буровых платформ. Выбросы «парниковых» газов. Нефтегазовая деятельность вносит значительный вклад в процесс изменения климата посредствам выброса большого количества таких «парниковых» газов, как CO2 и CH4. Основное количество данных выбросов происходит в результате сжигания нефти или газа для производства энергии, необходимой для функционирования уставленной на месторождении добычной платформы, а также при сжигании попутного газа.

Выбросы NOxобразуются при сжигании попутного газа и газа в турбинах, необходимых для получения энергии. Влияние данного вида выбросов локально, однако может нанести серьёзный экологический ущерб береговым экосистемам, так как большое содержание данного вещества в атмосфере может привести к «кислотным дождям».

Выбросы nmVOC(летучие органические углероды неметанового ряда) образуются в результате испарения сырой нефти при ее хранении или перегрузке на терминалы. Когда nmVOC вступают в реакцию с NOx под воздействием солнца, образуется озон. Высокие концентрации озона в приземном слое могут нанести вред здоровью людей, растительности, строениям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень сейсмоопасности

 

При длительной эксплуатации месторождения повышается сейсмоопасность данного региона, так как происходит исчерпание пород на огромных территориях. В результате, под тяжестью добывающего комплекса может произойти обрушение верхних слоев породы, что приведет к серьезным экологическим последствиям и человеческим жертвам, а также будет способствовать дальнейшему распространению ударной волны и возможным землетрясениям в отдаленных регионах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Танкерная транспортировка

Для континентального шельфа России риски при добыче и  транспортировке углеводородного  сырья значительно выше, чем в  регионах. Специфические климатические  условия, продолжительность светового  дня, характер теплообмена поверхности  океана с нижележащими слоями и атмосферой, пространственное распространение  магнитных полей Земли, рельеф дна, типы берегов и мелководные приливы  в значительной степени снижают  естественную саморегулируемость среды. В связи с этим, развитие интенсивного судоходства и создание морских производственных объектов в этом регионе требует особого внимания к обеспечению экологической безопасности. Работы по добыче и транспортировке углеводородного сырья в прибрежной зоне и на шельфе резко повышают риски загрязнения водной среды в этих районах, прежде всего за счет аварийного или предумышленного сброса

добываемых или  транспортируемых продуктов, а также  горюче-смазочных материалов с буровых  установок, судов и обслуживающих  механизмов, стоков с очистных сооружений и бытовых отходов. Вероятность  аварий танкеров с разливами нефти  в северных морях определяется:

  • относительно  небольшой средней длиной маршрутов  перевозок (менее 1000 км при  средней мировой дальности более  4,5 тыс. км);

  • большим  числом грузовых операций —  погрузка на челночный танкер, перевалка с челночных танкеров  через

плавучие терминалы  на экспортные танкеры, выгрузка в порту  назначения;

  • большим  различием в водоизмещениях используемых  танкеров — от 10 до 100 и более  тыс. т.;

  • сложными  арктическими условиями плавания. Транспорт нефти танкерами, как  показывает статистика,

имеет тот же уровень опасности, что и перекачка  ее по подводным трубопроводам.

Анализ данных по аварийным разливам за 1974-2004 годы показывает, что основные проблемы с нарушением безопасности и разливы  происходят при выполнении погрузочно-разгрузочных и бункеровочных операций у терминалов. На основании анализа случаев аварий нефтеналивных судов, приведших к крупномасштабным разливам нефти, были установлены следующие основные их типы:

  • технические отказы;

  • посадка на мель;

  • столкновения;

  • пожары, взрывы.

Значительные  разливы дают аварийные ситуации, включающие столкновения и посадку  на мель (20% — более 700 тонн). Наиболее опасны с точки зрения разливов пожары и взрывы, но частота их возникновения  не превосходит 1%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Транспортировка по трубопроводной системе

Сложные и разветвленные  системы подводных трубопроводов  протяженностью в сотни и тысячи километров для перекачки нефти, газа и конденсата относится к  числу главных факторов экологического риска на морских нефтепромыслах. Масштаб токсического поражения  организмов в зоне аварии во многом определяется величиной утечки, что  в свою очередь зависит от характера  повреждения. В ряде случаев аварийные  выбросы нефти и газа на сухопутных магистральных трубопроводах, когда  они происходят при пересечении  или вблизи крупных рек, опасны и  для прибрежных морских экосистем, поскольку любое загрязнение  речных вод рано или поздно сказывается  на состоянии приустьевой зоны. Одним из основных источников воздействия на морскую среду при строительстве подводного трубопровода являются земляные работы при проходке траншеи и подходных каналов, заглублении и засыпке трубопроводов и дампинге грунта, сопровождающиеся: повышением содержания в воде взвеси, образованной мелкими фракциями донных отложений; изменением гидрохимического режима морской воды при высвобождении загрязняющих веществ из донных осадков во время проведения земляных работ. В результате транспортировки углеводородов подводным трубопроводом происходит нагрев и охлаждение придонных вод в зоне трубопровода. Вероятно, существенных изменений температуры в значительном по толщине слоеводной массы не произойдет, и влияние изменений температуры на бентос ограничится очень узкой полосой вдоль труб. Вместе с тем нельзя полностью исключить возможность влияния этих изменений как сигнального фактора на мигрирующих придонных рыб. Так, именно отрицательная температура придонных вод ограничивает в природных условиях миграции некоторых промысловых рыб, таких как треска, пикша, морская камбала. В настоящее время, по оценкам специалистов Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС), аварийность на трубопроводах с каждым годом возрастает. Интенсивная нагрузка магистральных нефтепроводов, перемещавших ежегодно в 80е гг. более 500 млн. т нефти, привела к тому, что их основная часть сильно изношена и требует значительной реконструкции. Без этого в предстоящие годы вероятны аварии с большим экологическим ущербом и крупными материальными потерями. Магистральные трубопроводы — одно из немногих сооружений, которые испытываются без полного воспроизведения эксплуатационных нагрузок. Несовершенство технологии строительства приводит к снижению качества строительно-монтажных работ, возникновению различных дефектов в металле стенки труб и снижению безопасности эксплуатации газопроводов. Длительные сроки эксплуатации газопроводов и непрерывно изменяющиеся параметры перекачки способствуют увеличению количества механических и развитию усталостных повреждений в металле труб, которые в свою очередь могут привести к авариям.