Опубликован: 30.01.2013 | Доступ: свободный | Студентов: 3696 / 890 | Длительность: 15:35:00
Тема: Экология
Специальности: Эколог
Лекция 9:

Природоохранные мероприятия по предотвращению ущерба окружающей среде

Аннотация: Экологическое сопровождение объектов разработки месторождений на всех стадиях.

Экологическое сопровождение объектов разработки месторождений на стадии проектирования

Разработка месторождений - это комплекс мероприятий по извлечению нефти и газа из недр и управлению этим процессом. В проектных документах приводится обоснование:

  • выделения эксплуатационных объектов и системы размещения сеток добывающих и нагнетательных скважин;
  • способов и режимов эксплуатации скважин, устьевого и внутрискважинного оборудования;
  • способов и агентов воздействия на пласты с целью повышения пластового давления и нефтеизвлечения;
  • требований к системам сбора и промысловой подготовки продукции скважин;
  • требований к конструкциям скважин, производству буровых работ, методам вскрытия пластов и комплексу исследований скважин;
  • мероприятий по охране недр и ОС при бурении и эксплуатации скважин.

При составлении проектных документов на разработку месторождения в разделе "Охрана окружающей среды и недр" освещаются следующие вопросы.

  1. Охрана атмосферного воздуха на территории промысла за счет сокращения потерь нефти и газа, высокой степени утилизации ПНГ, повышения надежности оборудования. Здесь же проводится расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу и намечаются мероприятия по контролю за ее состоянием.
  2. Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения за счет выделения водоохранных зон, организации очистных сооружений и закачки подтоварных вод в промысловые горизонты.
  3. Охрана земель, лесов, флоры и фауны за счет герметизации системы сбора, подготовки и транспортировки нефти, уменьшения отходов, загрязняющих ОС, рекультивации земель и организации экологического мониторинга.
  4. Охрана недр за счет исключения межколонных перетоков и грифонов, аварийного сронтанирования, просадки устьев скважин и смятия НКТ.
  5. Обеспечение экологической безопасности на объектах сбора и подготовки нефти за счет очистки, сброса и утилизации до 90% пластовых вод в пунктах добычи нефти и исключения встречных перекачек, улавливания испарений из резервуаров, снижения расходов пресной воды при обессоливании.

Экологическое сопровождение эксплуатации объекта нефтегазового комплекса

Экологическое сопровождение эксплуатации—это непрерывный процесс, который осуществляется коллективом специалистов под руководством главного инженера. Главным природоохранным мероприятием является экологическое нормирование.

Нормирование выбросов в атмосферу

Проект нормирования выбросов ЗВ в атмосферу и получение разрешения на выбросы разрабатывается предприятием и привлеченной специализированной организацией. Цель нормирования - госрегулирование выбросов, стимулирование предприятия к снижению объемов и токсичности ЗВ.

Нормативы ПДВ загрязняющих веществ устанавливаются территориальными органами МПР РФ для каждого стационарного источника выбросов и производства в целом. Для этого используется следующая информация:

  • фоновая концентрация ЗВ;
  • карта-схема предприятия с нанесенными источниками выбросов;
  • ситуационная карта-схема района размещения предприятия с указанием границ СЗЗ, селитебных территорий и постов наблюдений;
  • расход и состав используемого сырья, материалов и топлива;
  • данные о типах оборудования и марках транспортных средств;
  • формы статистической отчетности 2-ТП, замеры концентраций ЗВ на границе СЗЗ.

Разработанные нормативы и лимиты используются для расчета и взимания экологических платежей, связанных с загрязнением атмосферы, для наложения штрафов и предъявления исков о возмещении ущерба при нарушении природоохранного законодательства.

Нормирование сбросов в водные объекты

Нормирование деятельности предприятия приданном виде экологического сопровождения заключается в разработке и согласовании проекта нормативов ПДС загрязняющих веществ в водные объекты и получении разрешения на сброс. Суть данного этапа сопровождения состоит в установлении нормативов ПДС в поверхностные и подземные водные объекты для действующего предприятия на основе анализа технологии производства и источников сброса ЗВ. а также экологического состояния водных объектов: в обосновании выбора водоохранных мероприятий, обеспечивающих достижение нормативных сбросов.

Установленные нормативы ПДС и лимиты ВСС используются при выдаче лицензий на водопользование, установлении размеров платежей.

Нормирование в сфере обращения с отходами

Данный вид экологического сопровождения деятельности предприятия заключается в разработке и согласовании проекта нормативов образования отходов и лимитов на их размещение и получение разрешения на размещение отходов.

В соответствии с ФЗ "Об охране окружающей среды" и "Об отходах производства и потребления" все предприятия должны вести учет наличия, образования, использования и размещения отходов собственного производства. Исходными данными для проведения инвентаризации источников образования отходов являются:

  • карта-схема предприятия с нанесенными на нее местами временного хранения отходов;
  • информация о технологии производства и оборудовании с точки зрения образования отходов;
  • перечень и паспорта образующихся отходов;
  • установки и технологии по переработке и обезвреживанию отходов на предприятии;
  • информация о местах размещения отходов и договоры на вывоз и размещение отходов.

Основные мероприятия по охране окружающей среды

Охрана атмосферы

Когда отходящие газы покидают дымовую трубу и поступают в атмосферу, на них начинают действовать внешние метеорологические факторы. Эти факторы влияют на распространение дыма от трубы и перенос загрязняющих веществ на дальние расстояния. В зависимости от атмосферных условий внешний вид факела может отличаться большим разнообразием ( рис. 9.1).

Рассеивание и осаждение выбросов

Рис. 9.1. Рассеивание и осаждение выбросов

Горизонтальное перемещение примесей определяется скоростью ветра, а вертикальное - распределением температур по вертикали. Наиболее неблагоприятной является разновидность температурной стратификации атмософеры - инверсия ( рис. 9.2), когда холодный воздух подтекает под теплый. Образованию инверсий способствуют штили, туманы, низкая облачность, холодная почва, ложбинные места. В результате загрязняющие вещества накапливаются над поверхностью земли. Инверсии сопровождаются смогом, недопустимо высокой концентрацией вредных примесей в атмосфере.

Распределение температуры по высоте

Рис. 9.2. Распределение температуры по высоте

Смог - это явление образования токсичной смеси дыма и тумана в результате загрязнения воздуха в условиях высокой влажности продуктами сгорания топлива. При этом сажа и диоксид серы образуют в каплях воды серную кислоту. Наблюдается также фотохимический смог, когда под действием солнечного излучения взаимодействуют оксиды азота и утлеводороды, попадающие в воздух с выхлопными газами. Продукты этих реакций являются агрессивными химическими соединениями.

Для расчета рассеивания выбросов создано большое количество моделей. В первом приближении при небольшом перепаде отметок местности высота источника выбросов над землей H может быть определена по следующей формуле:


H=\sqrt{\frac{kM}{(ПДК-C)\sqrt[3]{Q\Delta T}}},
( 9.1)

где M - масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с; k=AFmn - безразмерный коэффициент, учитывающий температурную стратификацию атмосферы A, скорость оседания частиц в воздухе F, условия выхода газовоздушной смеси из трубы тип; C - фоновая концентрация вредных веществ; Q - объемный расход выбрасываемой газовоздушной смеси, м^3/с; \Delta T - разность температур выбрасываемой смеси и окружающего воздуха.

Значение коэффициента A зависит от региона. Например, для Центрального региона России коэффициент A, учитывающий условия вертикального и горизонтального рассеивания загрязняющих веществ, принимается равным 140.

Коэффициент F, учитывающий дисперсность и скорость оседания наиболее крупных фракций, равен: 1,0 - для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей: 2,0 - для крупнодисперсной пыли и золы при степени очистки менее 90%; 3,0 - при отсутствии очистки, а также для производств, выбрасывающих конденсирующийся водяной пар.

В первом приближении коэффициенты m и n принимаются равными единице.

Расчет предельно допустимого нагретого выброса вредного вещества выполняется с использованием следующей зависимости:


ПДВ=(ПДК-C)\frac{H^2\sqrt[3]{Q\Delta T}}{k}.
( 9.2)
Таблица 9.1. Значения ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов
Вещество Код вещества Максимальная разовая Среднесуточная Класс вредности
Азота диоксид 200 0,085 0,085 2
Аммиак 202 0,2 0,2 4
Бензин 955 5,0 1,5 4
Взвешенные вещества 936 0,5 0,05 3
HCI 248 0,2 0,2 2
SO_2 701 0,5 0,05 3
Озон 289 0,16 0,03 1
Сажа 321 0,15 0,05 3
H_2 S 292 0,008 0,008 2
CO 322 3,0 1,0 4
Хлор 210 0,1 0,03 2

Требуемое потребление воздуха, в котором необходимо разбавить выбрасываемую примесь, чтобы довести ее концентрацию до ПДК определяется следующим отношением:


ТПВ=1000M/ПДК(м^3/с).
( 9.3)

Приоритетность примеси загрязняющего вещества определяется по величине параметра


Ф=ТПВ/H.
( 9.4)

где H - высота источника выброса. Чем больше значение параметра Ф, тем приоритетнее ( опаснее) загрязняющее вещество.

Наиболее актуальными природозащитными мероприятиями воздушной среды являются:

  • установление научно обоснованных нормативов ПДВ для источников загрязнения;
  • оборудование дизелей буровых установок нейтрализаторами и сажевыми фильтрами;
  • оборудование факельных устройств установками бездымного сжигания газа;
  • использование попутного нефэтяного газа для ППД и бытовых нужд;
  • снижение объемов испарения УВ из резервуаров хранения;
  • герметизация систем сбора и транспортировки нефти и газа.

В помещениях насосных станций и нефтебаз применяется приточно-вытяжная вентиляция. Приточная система вентиляции включает воздухозаборное устройство, вентиляторы. Калориферы с системой воздуховодов. Вытяжная система вентиляции включает дефлекторы, обеспечивающие естественный воздухообмен, и систему принудительного удаления воздуха.

Расход приточного воздуха G в зданиях насосных определяется по нормируемой кратности воздухообмена


G=Wn
( 9.5)

где W - объем помещения; n - нормируемая кратность воздухообмена, изменяется от 3,0 до 14; зависит от вида неофтепродуктов и наличия в них сернистых соединений.

Охрана водных ресурсов:

  • соблюдение экологических ограничений в водоохранных зонах и СЗЗ водозаборов;
  • недопущение сброса сточных вод на рельеф и в водые объекты без очистки;
  • применение безамбарных методов бурения и бурения в режиме замкнутого технологического цикла;
  • организация эффективной защиты от инфильтрации отходов буровых растворов;
  • проведение тампонажных работ с высоким качеством;
  • усиленная изоляция трубопроводов;
  • обеспечение буровых и иных производственных площадок противоаварийным оборудованием.

Разбавление сточных вод - это процесс снижения концентраций загрязняющих веществ в водотоках и водоемах, протекающий вследствие перемешивания сточных вод с водной средой. Интенсивность этого процесса характеризуется кратностью разбавления:


n=(Q+q_{ст})/q_{ст},
( 9.6)

где Q - расход водотока; q_{ст} - расход сточной воды.

Разбавление происходит в направлении господствующих течений, и в этом направлении кратность разбавления увеличивается. В месте выпуска n=1. затем ниже по течению концентрация примеси снижается до наступления полного перемешивания. Факторы и условия, определяющие процесс разбавления, определяются конструктивными и технологическими особенностями выпуска сточных вод и гидрологическими и метеорологическими особенностями водотоков и региона.

Расчет предельно допустимого сброса (ПДС) для водотоков осуществляется с помощью следующей зависимости:


ПДС=C_{ПДС}q_{ст}(г/ч),
( 9.7)

где C_{ПДС} - концентрация примеси в сточных водах, при которой в конкретных условиях водоотведения не превышаются нормы качества воды в расчетных (контрольных) створах, г/м^3.

Расчетные створы для водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования находятся в 1 км выше по течению от ближайшего пункта водопользования.

Охрана геологической среды и почвы:

  • применение нетоксичных рецептур буровых растворов;
  • надежная изоляция сопутствующих горизонтов;
  • планировка и обваловка буровых площадок;
  • полная утилизация отходов бурения;
  • установление обоснованных нормативов образования и лимитов размещения отходов;
  • оборудование очистными сооружениями временных поселков и бытовых помещений;
  • разработка проектов рекультивации нарушенных земель и организация рекультивационных работ по завершении бурения и эксплуатации скважин.

Предельное количество отходов на территории предприятия допускается при условии возможного выделения вредных веществ в воздушную среду в концентрациях, не превышающих 30% ПДК воздуха рабочей зоны и при отсутствии загрязнения почвы и водных объектов.

Вещества 1 класса опасности хранятся в герметизированной таре (контейнеры); вещества 2 класса опасности - в закрытой таре; 3 класса - в бумажных мешках; 4-5 класса - навалом, насыпью.

Охрана растительного и животного мира:

  • рациональное использование земельного фонда и проведение компенсационных мероприятий;
  • экологическое обучение персонала.

Наиболее эффективными техническими мероприятиями по предотвращению осложнений на скважинах и промысловых трубопроводах являются следующие:

  • стабилизация потоков жидкостей и газов в трубах с целью исключения внутри трубных волновых процессов;
  • подавление коррозионных процессов;
  • автоматизация процессов перекачки с отключением при аварийных ситуациях;
  • составление декларации промышленной безопасности объектов с учетом экологических рисков на разных стадиях добычи, подготовки и перекачки углеводородов;
  • использование эффективных методов ликвидации последствий аварий.

Мероприятия при ликвидации объектов инфраструктуры промысла

Стадия ликвидации объектов промысла включает консервацию, ликвидацию, демонтаж оборудования и построек промысла, вывоз отходов, а также рекультивационные мероприятия. Эти работы осуществляются по специальным проектам.

Перед началом ликвидации скважины разрабатываются противовыбросовые мероприятия: способы поддержания гидростатического давления: обеспечение работы разгрузочной скважины на случай выхода из строя основной буровой установки: способы использования буровых растворов; обучение личного состава буровой.

В первую очередь производится разрядка и глушение скважины пластовой водой, раствором хлористого кальция или глинистым раствором. Разрядка производится в передвижные емкости, систему ППД или поглощающие скважины. После подъема глубинного оборудования и промывки скважины до забоя устанавливается цементный мост в интервале продуктивного пласта. После заполнения скважины глинистым раствором с ингибитором коррозии и глубинного торпедирования извлекают эксплуатационную колонну. С целью улучшения изоляции закачивают тампонажный раствор в пространство между кондуктором и горной породой. Тампонажный цемент должен быть устойчивым к агрессивным компонентам.

Устье скважины должно быть оборудовано задвижкой высокого давления в коррозионно-стойком исполнении. Вокруг скважины сооружается бетонная площадка с металлическим ограждением. На площадке устанавливается репер.

Мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий

Основным нормативным актом, регулирующим деятельность предприятий по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефугепродуктов (ЛАРН). является ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов". Согласно этому закону эксплуатирующие компании обязаны планировать и осуществлять мероприятия по предупреждению и ликвидации возможных аварийных ситуаций на своих производственных объектах.

Задачей разработки планов ЛАРН является обеспечение готовности компаний, осуществляющих работы по разведке, добыче, хранению, транспортировке, переработке нефти и нефтепродуктов, к локализации разливов и их скорейшей ликвидации.

Независимо от величины и места разлива установленное время его локализации составляет не более 4 ч при разливе в акватории и не более 6 ч при разливе на почве. Планы ЛАРН разрабатывают исходя из максимально возможного количества разлившейся нефти:

  • для нефтеналивного судна - 2 танка;
  • для стационарных и плавучих добывающих установок и нефтяных терминалов - 1500 т;
  • для нефтехранилищ - 100% объема максимальной емкости одного объекта хранения;
  • для железнодорожного состава - 50 % общего объема цистерн в составе;
  • для трубопровода при порыве - 25% объема прокачки в течение 6 ч и объем нефти между запорными задвижками на порванном участке трубопровода;
  • для трубопровода при проколе - 2 % объема прокачки в течение 14 дней.

План ЛАРИ должен содержать:

  • прогноз возможных разливов;
  • расчет количества сил и средств, достаточных для ликвидации аварии;
  • схему управления, связи, оповещения и взаимодействия сил и средств;
  • географические и другие особенности района разлива;
  • график проведения операций по ликвидации разлива и порядок обеспечения безопасности населения;
  • организацию материально-технического, инженерного и финансового обеспечения операций.

Эффективность противоаварийных мероприятий обеспечивается проведением учений и тренингов персонала, занятого работой по ликвидации разливов.

Восстановление нарушенных природных комплексов длится десятки лет, поэтому приоритет должен отдаваться мерам по предотвращению аварийных ситуаций, наиболее тяжелыми из которых являются разливы нефти.

При возникновении аварийной ситуации предприятие обязано:

  • ликвидировать (заглушить, перекрыть) источник разлива нефти;
  • локализовать нефтяной разлив;
  • оценить объем разлива и определить способ его ликвидации;
  • собрать и вывезти собранную с почвы и водной поверхности нефть в пункт утилизации;
  • произвести оценку полноты выполненных работ и рекультивацию загрязненной почвы.

Аварийные разливы на скважинах, выкидных линиях, технологическом оборудовании должны локализовываться в пределах обвалованных площадок. Объем обвалованного пространства кустовой площадки должен составлять не менее 100 м^3, что превышает суточные дебиты скважин.

При авариях вне обустроенных площадок проводятся следующие действия по локализации разливов:

  • при малых разливах участок оконтуривается плугами на глубину 20-25 см;
  • при средних разливах сооружаются грунтовые барьеры с устройством защитных экранов;
  • при больших разливах проводят локализацию с помощью траншей или нефтеловушек в виде котлованов; для более полного сбора нефуги используются сорбенты, обладающие высокой собирающей и удерживающей способностью.

В малонаселенных местах как экстренную меру применяют сжигание. При этом уничтожается до половины разлива, остальное фильтруется в почву. Землю после сжигания необходимо вывозить на свалку. При сжигании в атмосферу попадают продукты возгонки и неполного окисления нефти.

Для сбора, переработки, утилизации нефэтяных шламов выпускается специальное оборудование модульного типа: например, мобильная установка для переработки нефтешламов и замазученных грунтов НПО "Полет" производительностью 15 м^3/ч.

Загрязненные почвогрунты рекомендуется вывозить на территории выработанных карьеров, где их разравнивают слоем до 20 см с последующей перепашкой для увеличения доступа кислорода. Хорошие результаты дает применение нефтеразлагающих микроорганизмов, которые разлагают УВ до азота и углекислого газа. Через несколько лет в силу естественной биодеструкции углеводородов происходит восстановление растительного слоя. Для интенсификации процесса вносят удобрения и залуживают взрыхленную поверхность семенами трав или злаков.

Райхан Жуманова
Райхан Жуманова
Если я прошла курс где мой сертификат
Ольга Воробьева
Ольга Воробьева