Эколого-технологические аспекты обеспечения безопасности при подводной добыче нефти и газа

УДК 629.128/ГРНТИ 87.33.35

ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА

Милославская С.В., СПбГМТУ, Санкт-Петербург, Россия

Статья посвящена вопросам обеспечения экологической безопасности при подводной добыче нефти и природного газа. Рассматриваются мероприятия по ликвидации негативных последствий аварийных разливов нефти и возможность применения информационно-измерительных технологий контроля состояния окружающей среды.

По мере роста населения мира и истощения углеводородных ресурсов все более пристальное внимание уделяется запасам, расположенным в труднодоступных регионах, включая морские глубоководные месторождения и месторождения, расположенные в арктических водах. Арктические морские экосистемы оказываются особенно уязвимыми к любому антропогенному воздействию, что обусловлено как суровыми природными условиями этих районов Мирового океана, так и снижением уровня естественных процессов самоочищения и самовосстановления морской среды.

Специфика негативного воздействия современного морского нефтегазового комплекса (МНГК) на окружающую среду (ОС) носит двойственный характер, связанный с тем, что в процессе недропользования нефть и природный газ извлекаются из морской среды и обратно в неё в том же виде не возвращаются, а с другой стороны в процессе добычи нефти и газа в окружающую среду попадают различные отходы. Наибольший вред окружающей среде причиняется при возникновении аварийных ситуаций на МНГК.

Мероприятия по обеспечению экобезопасности. Функционирование МНГК неизбежно связано с интенсивным техногенным воздействием на ОС при осуществлении практически любых технологических операций по освоению ископаемых энергоресурсов морского дна (рис.1) [1].Несмотря на то, что в природно-ресурсной отрасли в целом и в области комплексной безопасности морской природной среды, в частности, отмечается острый дефицит нормативно-правовых документов, предприняты попытки сформулировать ряд принципов осуществления производственных операций, соответствующих экологическим стандартам. Эти принципы устанавливают порядок действия в течение всего жизненного цикла производственного объекта. Они описывают взаимосвязанные процессы и требования:

1. Проведение предварительной экологической оценки на ранней стадии разработки проекта.

2. Обязательное проведение оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС).

3. Обязательные консультации с заинтересованными сторонами, включая представителей местных сообществ и неправительственных организаций.

4. Критерии экологического управления для действующих производственных объектов, включая контроль за осуществлением обязательств, взятых на себя на стадии предварительной экологической оценки.

5. Общепринятые экологические требования в отношении таких аспектов, как контроль за качеством воды, удаление и переработка отходов и отслеживание материального и экологического ущерба. Эти требования направлены на минимизацию негативного воздействия на окружающую среду и восстановление экологического баланса.

Технические мероприятия по снижению уровня техногенного воздействия от МНГК. В концептуальном плане технологические аспекты обеспечения экологической безопасности при освоении природных ресурсов континентального шельфа должны реализовываться по двум основным направлениям:

·совершенствование существующих и разработка новых технологий морского недропользования, снижающих техногенное воздействие со стороны МНГК на атмосферу, гидросферу и литосферу нашей планеты;

·повышение эффективности информационно-измерительных технологий экологического контроля, обеспечивающих раннее выявление и изучение техногенного загрязнения ОС, а также прогнозирование его динамики.

Приведем классификацию (Рис. 1) технических мероприятий, направленных на решение поставленной задачи [1-2]:

Рисунок 1. Структура техногенного воздействия от МНГК на ОС

1. Организационно-техническое обеспечение:

1.1. строгое и точное соблюдение всех нормативно-правовых требований законодательства РФ, принятых в обеспечение предотвращения загрязнения ОС;

1.2. осуществление внутреннего контроля и регистрации всех случаев нарушения норм, правил и отклонений в проведении всех технологических операций;

1.3. разработка планов и мероприятий надлежащего материально-технического оснащения и переоснащения используемых средств.

2. Обеспечение навигационной безопасности:

2.1. строгое соблюдение требований ИМО и рекомендаций Международной ассоциации маячных служб, а также соответствующих Российских документов в портах и на маршрутах транспортировки УВС;

2.2. оснащение объектов МНГК и обслуживающих их судов современными радионавигационными и навигационно-гидрографическими средствами.

3. Обеспечение эффективного экологического контроля ОС:

3.1 сбор и регулярное обновление информации по фоновому экологическому состоянию ОС в местах расположения объектов МНГК и по маршрутам транспортировки нефти и природного газа;

3.2 прогнозирование тенденций изменения экологической обстановки в регионе функционирования МНГК;

3.3 своевременное оповещение персонала МНГК о негативных изменениях экологической обстановки.

4. Обеспечение экологической безопасности при выполнении технологических операций на МНГК:

4.1 общее технологическое обеспечение функционирования МНГК:

4.1.1 для каждого объекта МНГК должны быть разработаны инструкции по предотвращению загрязнения ОС;

4.1.2 должен быть официально подтвержден факт готовности всех технических средств МНГК к безопасному выполнению своих функций;

4.1.3 объекты МНГК должны быть оснащены соответствующими быстродействующими защитными техническими средствами (в т.ч. запорными клапанами с дистанционным управлением);

4.1.4 на каждом объекте МНГК должны быть предусмотрены устройства для сбора и удаления пролитого груза и загрязненных вод нефтепродуктами с учетом положений объектового Плана ликвидации разливов.

4.2 требования к персоналу МНГК:

4.2.1 должны быть организованы подготовка и переподготовка персонала для действий при возникновении опасности аварийных ситуаций на МНГК, приводящих к загрязнению ОС;

4.2.2 персонал должен быть информирован о потенциальных экологических опасностях, возникающих при поиске, добыче, погрузке, транспортировке и других операциях с нефтью и нефтепродуктами.

4.3 требования к устройствам, оборудованию, системам по выявлению и ликвидации загрязнения акватории:

4.3.1 объекты МНГК должны быть оборудованы автоматизированными системами оперативного выявления загрязнения ОС (прежде всего нефтью и нефтепродуктами);

4.3.2 на этих объектах должны быть предусмотрены штатные устройства для сбора и удаления загрязняющих морскую среду веществ (прежде всего пролитых нефти и нефтепродуктов).

4.4 требования по снижению вероятности возникновения аварийных разливов нефти и нефтепродуктов:

4.4.1 должен быть разработан детализованный план работ с нефтью и нефтепродуктами на объектах МНГК;

4.4.2 персонал должен быть ознакомлен с этим планом и придерживаться его при возникновении аварии;

4.4.3 оборудование, неисправность которого может повлечь вытекание нефти или других загрязняющих морскую среду веществ, должно регулярно проверяться и испытываться.

4.4.4 должны быть разработаны планы экстренных мероприятий на случай возникновения аварийного разлива.

Мероприятия по ликвидации негативных последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Как уже было отмечено, наибольшую опасность для ОС представляют аварийные ситуации на МНГК, прежде всего связанные с разливами нефти и нефтепродуктов. Такие аварии могут привести к существенному загрязнению ОС.

Весь комплекс мероприятий, направленных на защиту окружающей среды при аварийных разливах нефти и утечку природного газа на МНГК, можно условно разделить на технические и организационно-правовые. Технические мероприятия непосредственно обеспечивают ликвидацию нефтяного разлива. Организационно-правовые мероприятия способствуют такой административной и юридической организации процесса добычи и транспортировки УВС, при которых утечки нефти на всех этапах рассматриваемого процесса минимальны.

Независимо от причин и характера такого разлива ликвидация его последствий разбивается на несколько этапов:

· локализация разлива;

· ликвидация разлива;

· контроль состояния окружающей среды в процессе локализации и ликвидации и после их завершения.

Основными средствами локализации аварийных разливов нефти являются боновые заграждения, предотвращающие дальнейшего растекание нефти по морской поверхности. К основным видам боновых заграждений относятся [3]:

· тяжёлые надувные (для ограждения танкера у терминала);

· отклоняющие (для защиты берега);

· несгораемые (для сжигания нефти на морской воде);

· сорбционные (для одновременного сбора нефти).

На Рис.2 приведены наиболее распространенные способы ликвидации нефтяных разливов.

Рисунок 2. Методы ликвидации нефтяных разливов

Основным способом ликвидации нефтяных разливов остаётся механический сбор нефти, наибольшая эффективность которого достигается в первые часы после разлива, когда толщина плёнки нефти еще остается достаточно большой.

Термический метод, основанный на выжигании нефтяного пятна, может применяться непосредственно после разлива при достаточной толщине плёнки до образования эмульсии.

Физико-химический метод связан с использованием диспергентов и сорбентов и используется тогда, когда механический сбор нефти невозможен (например, при малой толщине плёнки нефти).

Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов.

Для ликвидации разливов нефти в море используются нефтесборщики различных конструкций, реализующие перечисленные методы ликвидации.

Национальная политика РФ в области мер по ликвидации разливов нефти заключается в применении механических способов очистки, если позволяют погодные условия. Применение диспергирующих веществ и сжигание на месте допускается для некоторых нефтяных разливов в зависимости от обстоятельств и после утверждения.

Информационно-измерительные технологии контроля состояния окружающей среды. Эффективность ликвидации нефтяного разлива должна непрерывно контролироваться с широким применением современных информационно-измерительных технологий. К таким технологиям, в частности, относятся оптические методы и средства изучения океана, обеспечивающие трудно достижимые другими способами высокие оперативность и репрезентативность измерительной информации при необходимости экспрессной оценки экологического состояния окружающей среды (например, в местах природных и техногенных катастроф).

Для этого используются различные системы контроля нефтяного загрязнения морской среды. Те из них, которые используются непосредственно в море (т.е. работающие в режиме in-situ) можно разделить на две основных разновидности [5]:

· дистанционные;

· контактные (погружные).

При необходимости оперативного выявления и картирования нефтяного разлива в последние годы чаще всего используют активные дистанционные методы, в т.ч. радиолокационные и оптические.

Использование РЛС для дистанционного обнаружения нефтяных разливов относится к косвенным методам измерений и основано на регистрации изменения структуры морского волнения (а, значит, и рассеивающих свойств морской поверхности) при наличии нефтяной плёнки.

Использование лидарных (лазерных) локационных систем (Рис. 4) для обнаружения нефтяных загрязнений морской поверхности относится к прямым методам измерений и основано на регистрации различия коэффициентов отражения чистой морской поверхности и нефтяной плёнки.

При необходимости детального количественного изучения пространственного распределения нефтяных загрязнений в толще морской воды используют погружаемые флюориметры (Рис. 3). Этот контактный оптический метод основан на явлении флюоресценции растворенной или взвешенной нефти в морской среде, при возбуждении её коротковолновым (ультрафиолетовым) световым излучением [5].

Рисунок 3. Управляемый погружаемый флюориметр
Turner Designs and VideoRay LLC Integrate

Рисунок4. Судовой лидар для обнаружения нефтяного загрязнения морской поверхности

Рисунок 5. Спуск гибкого бонового заграждения с палубы судна

Библиографический список

1. Алёшин И.В. Охрана окружающей среды при освоении ресурсов Мирового океана: Учеб. пособие. С-Пб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2005.

2. Портной А.С., Семёнов Ю.Н. Правовое и технологическое обеспечение аварийных работ на море, Учеб. пособие. С-Пб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2002.

3. Скрипченко Ю.М. Плавучие технические средства и комплексы экологической защиты ресурсов Мирового океана, Учеб. пособие. С-Пб. Изд. Центр СПбГМТУ, 1999.

4. И.В.Алёшин, В.Н.Разуваев, А.С.Портной, С.В.Милославская и др. Аварии на морском нефтегазовом комплексе и их экологические последствия // Морской вестник, №3, 2010. С 83-91.

5. И.В.Алёшин, В.А. Яковлев. Современные информационно-оптические технологии оперативного контроля состояния морской среды // Морской вестник, №3, 2003. С 85-87.

Дата добавления: 2015-08-28