CC BY
129
_Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 2_
УДК 658.5.012.1
А.Н. Кабанов, Е.В. Заряева*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9 * e-mail: [email protected]
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВА НЕФТИ ПРИ ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРАЗЛОМНОЕ
Данная статья посвящена проблеме экологической безопасности при освоении новых нефтяных месторождений на примере месторождения Приразломное. В статье были рассмотрены положительные и отрицательные стороны каждого из методов ликвидации аварийного разлива нефти, а также выбран наиболее эффективный из них.
Ключевые слова: Арктика, нефть, экологическая безопасность, ликвидация.
В настоящее время значительно увеличилось потребление нефти, в связи с этим нефтяные компании начинают осваивать месторождения нетронутых регионов Арктики. Экосистема Арктики - одна из самых хрупких на планете. Здесь обитают такие биологические виды, которые в результате эволюции приспособились к суровым климатическим условиям. К ним относятся крупные морские млекопитающие, например гренландские киты, нарвалы и белухи, моржи, а также некоторые виды рыб, такие как мойва и сайка. Многие виды фауны занесены в Красную книгу. Поэтому при разработке новых месторождений, а также добыче и транспортировке нефти, нефтегазовые компании обязаны обращать внимание не только на свои коммерческие интересы, но и на сохранение биологического разнообразия и целостности экосистемы региона. [1]
Нефтедобыча, проводимая в любом регионе, несет определенные риски загрязнения окружающей среды. Наиболее опасный из них - аварийный разлив нефти. В северных широтах - это разлив в открытое море и на поверхность льда. Кроме того, при переработке нефти выделяется попутный газ, большая часть которого выбрасывается прямо в атмосферу или сжигается, что приводит не только к токсическому загрязнению атмосферы, но и к изменению климатических условий, в частности климата Севера. [2]
В связи с угрозой загрязнения окружающей среды в мировой практике нефтедобычи разработаны методы ликвидации аварийного разлива нефти (ЛАРН):
1. Механический
2. Термический
3. Физико-химический
4. Биологический
Одним из главных методов ликвидации разлива нефти является механический сбор нефти, применять который наиболее эффективно в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоя нефти остается еще достаточно большой. При малой толщине нефтяного слоя, большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слоя под воздействием ветра и течения процесс отделения нефти от воды достаточно затруднен. [3]
Механический способ ЛАРН подразумевает использование нефтесборных устройств -скриммеров. Они предназначены для сбора нефти непосредственно с поверхности воды. В зависимости от типа и количества разлившихся нефтепродуктов, погодных условий применяются различные типы скиммеров как по конструктивному исполнению, так и по принципу действия. Кроме того существуют нефтесборные системы и специализированные суда для сбора нефти с больших площадей поверхности моря. Недостаток данного способа ЛАРН - это наличие остаточной тонкой пленки нефти на поверхности воды в местах механического сбора. [3]
Термический метод, основанный на выжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя и непосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. [3]
При нефтедобыче в условиях арктического шельфа имеется риск разлива нефти на поверхность воды и льда с распространением ее под лед. В среде с присутствием льда наиболее полезен метод сжигания на месте. Способ в целом доказал свою высокую эффективность при ликвидации нефтяных разливов во льдах высокой сплоченности. Присутств ие льда препятствует расп ространениюнефти, также з а счет пониженного действ ия волн в пределах ледовог о поля снижается влияние п роцессов выветривания, чт о облегчает сжигание нефт и . Но, несмотря на эффективность термического метода, у него есть свои минусы: во-первых, опасения по поводу вторичных возгораний, представляющих угрозу для человеческой жизни, имущества и природных ресурсов; и, во-вторых, потенциально вредные воздействия на окружающую среду и здоровье человека со стороны побочных продуктов сжигания, в первую очередь - дыма. [4]
Физико-химический метод с использованием диспергентов и сорбентов рассматривается как эффективный в тех случаях, когда механический сбор нефти невозможен, например, при малой толщине пленки или когда разлившаяся нефть представляют
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 2
реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам.
Для локализации разливов нефти обосновано применение и различных порошкообразных, тканевых сорбирующих материалов. Сорбенты при взаимодействии с водной поверхностью начинают немедленно впитывать разлитую нефть, максимальное насыщение достигается в период первых десяти секунд (если нефтепродукты имеют среднюю плотность), после чего образуются комья материала, насыщенного нефтью.
Диспергенты не просто удаляют нефть с поверхности воды и смешивают ее с водной толщей -они облегчают удаление нефти из окружающей среды, улучшая процесс естественного биоразложения. Более того, диспергенты обладают преимуществом по сравнению с иными альтернативными мерами ЛАРН, так как они могут быстро обрабатывать большие территории и могут применяться в широком диапазоне погодных условий, даже при значительном волнении моря, когда эффективность других технологий снижается.
Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов при толщине пленки не менее 0,1 мм. Это технология очистки нефтезагрязненной почвы и воды, в основе которой лежит использование специальных, углеводородоокисляющих
микроорганизмов или биохимических препаратов. Сюда относятся бактерии, в основном представители рода Pseudomonas, а также определенные виды грибков и дрожжей. В большинстве случаев все эти микроорганизмы являются строгими аэробами.
В любом случае, при выборе метода ликвидации разлива нефти нужно исходить из следующих принципов: все работы должны быть проведены в кратчайшие сроки; проведение операции по ликвидации разлива не должно нанести больший экологический ущерб, чем сам аварийный разлив.
Платформа «Приразломная», расположенная на арктическом шельфе, представляет собой огромное сооружение, высота которого 141 м, длина - 126 м, ширина - 126 м. (рис. 1).
JÜ
Верхнее строение
Посадочная площадка
Оборудование отгрузки
гЯ
Отражатель
Отражатель
Рис. 1. Строение платформы «Приразломная»
Запасы нефти на Приразломном месторождении составляют 74 млн. тонн, а проектный максимальный уровень добычи - примерно 5,5 млн. тонн в год, этого показателя планируется достичь после 2020 г. Это
будет пиковое значение, однако, в последующие годы, по оценкам экспертов, показатель будет снижаться (рис. 2).
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 2
6.0 5.5
I .ШИШИ......
2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 Рис. 2. Перспективы добычи нефти на месторождении Приразломное, млн. тонн
Платформа «Приразломная» отвечает всем требованиям экологической безопасности: здесь существует три уровня защиты против фонтанирующего выброса, моментальная остановка отгрузки нефти. Также на платформе присутствует специальная установка для защиты птиц, своевременно проводится экологический анализ прилегающих территорий, специалисты ведут постоянное наблюдение за популяцией атлантического моржа. Нефть перевозят танкеры ледового класса. Транспортно-логистическая схема проекта включает два многофункциональных ледокольных судна и два челночных танкера для бесперебойного снабжения и безопасного функционирования морской ледостойкой
стационарной платформы «Приразломная». Однако, несмотря на всевозможные принятые меры, на территории все-таки возможно форс-мажорное обстоятельство, поэтому на платформе обязательно должен быть план по ликвидации разлива нефти. [5]
Хочется также отметить, что главной задачей в настоящее время является разработка «скелета» модели и вычислительной структуры для ликвидации аварийного разлива нефти, позволяющих включение других существенных методов (пока не обнаруженных, или не формализованных), которые можно применять на более поздних стадиях. Помимо этого специалисты обязаны следить за научными разработками в области ЛАРН, как в отечественной практике, так и в мировой.
А.Н. Кабанов - Доктор технических наук, профессор кафедры Общей химической технологии РХТУ им. Д. И.
Менделеева, Россия, Москва
Е.В. Заряева - Студентка IV курса РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Стоит ли России спешить с освоением арктического шельфа [Электронный ресурс]. URL: http://glasru.ru/stoit-li-rossii-speshit-s-osvoeniem-arkticheskogo-shelfa/ (дата обращения: 24.05.2015).
2. Арктическая экосистема. Нарушение экологического равновесия [Электронный ресурс]. URL: http://rosgiproles.ru/?p=7851 (дата обращения: 24.05.2015).
3. Аварийные разливы нефти: средства локализации и методы ликвидации [Электронный ресурс]. URL: http://www.secuteck.ru/articles2/prom_sec/avariynie_razlivi (дата обращения: 24.05.2015).
4. Совместные исследования по разработке системы борьбы с нефтеразливами в Арктике [Электронный ресурс]. URL: http://helion-ltd.ru/common-research-arctica/ (дата обращения: 24.05.2015).
5. Интерактивный проект «Полюс притяжения»: РИА Новости [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arctic.ria.ru/prirazlomnaya/ (дата обращения: 28.05.2015).
Kabanov Alexandr Nikolaevich, Zaryaeva Elena Vladimirovna*
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
* e-mail: [email protected]
ANALYSIS OF METHODS FOR OIL SPILL RESPONSE IN THE EXTRACTION AND TRANSPORTATION IN THE EXAMPLE OF THE PRIRAZLOMNOE FIELD
Abstract: This article deals with the problem of environmental safety in the development of new oil fields in the example
Prirazlomnoye field. The article reviewed the positive and negative aspects of each method oil spill, and chooses the most
effective one.
Key words: Arctic, oil, environmental safety, liquidation.
