CC BY
167
УДК 504.03
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 3 (21) 2012. с 94-101.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ РАЗРАБОТКЕНЕФТЕГ АЗОВЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ прикаспия
Валентина Сергеевна Мерчева ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
mercheva@mail.ru
Каспийский регион, особо охраняемые природные территории, нефтегазовые месторождения, континентальный шельф, энергоресурсы, биоресурсы, промышленная безопасность, экологическая безопасность, идеология.
Быстрый рост энергопотребления в условиях истощения запасов углеводородного сырья, а также отрицательного воздействия предприятий существующего топливно -энергетического комплекса на окружающую среду приводит к необходимости формирования в сознании людей новой идеологии - нормативного потребления окружающей среды, создание и внедрение системыэкологической безопасности.
ENVIRONMENTAL RESPONSIBILITY IN THE DEVELOPMENT OF OIL AND GAS FIELDS IN CASPIAN SEA REGION
Valentina Sergeevna Mercheva Federal State Budget Educational Institution «Astrakhan State University»,
mercheva@mail.ru
Caspian region, especially protected natural territories, oil and gas fields, the continental shelf, energy, biological resources, industrial safety, environmental safety, the ideology
Rapid growth in energy consumption in terms of depletion of hydrocarbon raw materials, as well as the negative impact of the existing enterprises of the fuel and energy complex on the environment leads to the necessity of formation in the consciousness of the people of the new ideology - normative consumption of the environment, creation and introduction of system of ecological safety.
Все возрастающая потребность в различных видах минерального сырья и истощение запасов полезных ископаемых на суше выдвигают проблему изучения и освоения минеральных ресурсов дна Мирового океана в разряд первоочередных. В настоящий момент площадь континентального шельфа только Российской Федерации составляет 6,2 млн. км2. Около 4 млн. км2 являются перспективными на нефть и газ. Извлекаемые ресурсы углеводородов на континентальном шельфе Российской Федерации составляют около 100 млрд. т, в том числе более 13,5 млрд. т нефти и около 73 трлн. м3 газа.
Открытие и освоение новой нефтегазоносной субпровинции на территории континентального шельфа Каспийского моря вывело регион в разряд одного из самых
перспективных районов для добычи нефти в XXI веке. При этом физико-географические и климатические условия, обеспеченность трудовыми и транспортными ресурсами являются более привлекательными для приграничных государств: России, Казахстана, Туркменистана, Ирана и Азербайджанской республики (рис. 1) [16].
Рисунок 1 Распределение прибрежной территории Каспийского моря (ООО «Каспийская нефтегазовая компания»)
Разведка и разработка месторождений углеводородного сырья ведутся ускоренными темпами на всей акватории Каспия. В Азербайджане (крупнейшими из них являются Азери, Чираг, глубоководная часть Гюнешли и др.), в Казахстане - на структурах Кашаган, Курман -Газы, Тюб-Караган, Аташской. А в Российском секторе Каспия открыто 11 нефтегазовых месторождений, ресурсная база которых оценивается в 4,5 млрд. тонн условного топлива. Разрабатывается совместно Россией и Казахстаном проект по Имашевскому газоконденсатному месторождению, находящемуся на границе Астраханской и Атырауской областей [17].
Каспийское море - самый крупный в мире не имеющий аналогов внутриконтинентальный водоем площадью более 398 тыс. км2, не связанный с Мировым океаном. Уникальность Каспийского моря определяется особенностями климата и сохранностью реликтовой флоры и фауны, в том числе крупнейшим в мире стадом осетровых рыб (90% мирового запаса). Каспий является главнейшим миграционным путем и местом обитания водоплавающих и береговых птиц.
Опыт зарубежных и отечественных нефтегазодобывающих компаний показывает, что освоение месторождений углеводородного сырья на суше и на море сопровождается непреднамеренным негативным воздействием на окружающую среду. Загрязнение морской среды является наиболее мощным фактором негативного воздействия процесса добычи углеводородов (УВ) на морские экосистемы, до момента масштабного освоения территорий континентального шельфа вклад самой нефтегазодобывающей деятельности в загрязнение Мирового океана оценивался относительно малым и связывался в основном с транспортировкой нефти.
Тем не менее, результаты экологического мониторинга, осуществляемого предприятиями топливно-экономического комплекса (ТЭК) России, Казахстана и Азербайджана, свидетельствуют об их значительном негативном воздействии на все объекты окружающей среды.
В Казахстане более 80% от общих выбросов от стационарных источников приходится на ТОО «Тенгизшевройл» (главный загрязнитель атмосферного бассейна Атырауской области), АО «Эмабамунайгаз», АО «Тенгизмунайгаз», Атырауский нефтеперерабатывающий завод. Выбросы в воздушный бассейн ядовитых веществ в результате годовой добычи предприятием ТОО «Тенгизшевройл» нефти в объеме 6 948,7 тыс. тонн составляют 72 602,09 тонн только со стационарных источников [6].
Результатами спутниковых исследований Каспийского моря, проведенных по заказу МЧС России компанией «СканЭкс», зафиксированы значительные нефтяные загрязнения площадью более 20 км2 территории Апшеронского полуострова в районе месторождения «Нефтяные камни» Азербайджана [17].
По данным Каспийского регионального тематического Центра по контролю за загрязнением (Каспийская экологическая программа) ежегодно в море из разных источников поступает до 122,35 тыс. т нефтепродуктов, 827 тыс. т азота, 88 тыс. т фосфора, 141 т кадмия, 14 т ртути и масса других загрязняющих веществ [4]. Ситуация осложняется протекающими процессами накопления, разложения и захоронения поступающих токсикантов, что характерно для бессточных водоемов.
Активизация геолого-разведочных работ и нефтегазодобычи на континентальном шельфе Российского сектора Прикаспия не может не увеличить на него техногенную нагрузку даже с применением высокоэффективного с природоохранной точки зрения принципа «нулевого сброса», подразумевающего вывоз всех видов отходов производства на берег с последующей их утилизацией.
Одним из основных предусмотренных методов, предотвращающих или смягчающих негативное воздействие намечаемой хозяйственной деятельности нефтегазовых предприятий на морскую среду и прибрежную территорию Каспия, является проведение производственного экологического мониторинга (ПЭМ) и оценка воздействия на окружающую среду (рис. 2).
Рисунок 2. Оценка фактического воздействия нефтегазодобывающей деятельности на окружающую среду
Как пример контроля производственной деятельности, проводимого в северной части Каспийского моря далее рассмотрена структура ПЭМ, осуществляемого в соответствии с утвержденной в установленном порядке «Программой производственного экологического мониторинга ОАО НК «ЛУКОЙЛ» на северном Каспии». Нормативный документ разработан под руководством С.А. Патина (ВНИРО) и С.К. Монахова (КаспМНИЦ) и главной его задачей является оценка эффективности природоохранных мероприятий [7].
Систематизация основных источников и факторов экологического воздействия при этом виде деятельности согласно ПЭМ представлены в таблице 1.
Но среди приведенных факторов, к сожалению, не расшифрованы выбросы ЗВ на этапе обустройства и разработки месторождений. К таковым относится возможность появления межколонных давлений (МКД) и проявлений межколонных флюидов. Межколонное давление, возникающее в зацементированном кольцевом пространстве скважины, является признаком возможного возникновения неконтролируемого поступления пластового флюида в межколонное пространство (МКП) с дальнейшим выходом к устью скважины. Последствия последнего создают угрозу разгерметизации устьевого оборудования, нарушения целостности обсадных колонн, что, в свою очередь, может привести к нерегулируемому выходу пластового флюида на «дневную поверхность», грифонообразованию, возникновению техногенных залежей и т.д.
Таблица 1.
Этапы, виды деятельности и факторы экологического воздействия на разных этапах освоения морских
нефтегазовых сооружений (по Патину С.А, 2001)
Этап Вид деятельности Тип и характер воздействий
Г еолого- геофизические изыскания Сейсморазведка Инженерногидрометеорологические и инженерно-экологические изыскания. Помехи судоходству и рыболовству, воздействие на морские организмы и биоресурсы. Нарушения на морском дне. Повышение мутности воды.
Поисково- разведочное бурение Транспортирование буровых платформ. Бурение, испытание и ликвидация скважин. Помехи судоходству и рыболовству. Отчуждение акваторий, выбросы ЗВ в атмосферу, акустическое и другие физические воздействия, аварийные ситуации. Повышение мутности воды.
Обустройство месторождения Монтаж стационарных морских платформ и других объектов освоения месторождении, прокладка трубопроводов. Судоходство, строительство береговых терминалов и др. Помехи судоходству и рыболовству. Отчуждение акваторий, выбросы ЗВ в атмосферу, акустическое и другие физические воздействия, аварийные ситуации. Нарушения на морском дне.
Разработка месторождения Бурение и освоение скважин, технологические, транспортные и другие операции. Судоходство, транспортные операции и др. Помехи судоходству и рыболовству. Отчуждение акваторий. Выбросы ЗВ в атмосферу, акустическое и другие физические воздействия, аварийные разливы и выбросы.
Завершение и ликвидация объектов обустройства Ликвидация скважин и другие операции. Демонтаж и эвакуация морских стационарных платформ, сооружений и трубопроводов. Транспортные операции. Помехи судоходству и рыболовству. Отчуждение акваторий. Выбросы, акустическое и другие физические воздействия. Нарушения на дне моря, повышение мутности воды.
Анализ промысловых данных по основным нефтегазодобывающим регионам России подтверждает, что количество скважин, особенно газовых, в которых возникают межколонные проявления (межколонные давления), очень велико, а по мере увеличения продолжительности эксплуатации месторождений количество таких скважин, как правило, возрастает еще. По месторождениям Прикаспия количество скважин с межколонными давлениями различной интенсивности составляет более 50%, при этом с 1999г. в Российском секторе шельфа северного Каспия только поисково-разведочных скважин пробурено уже более 20 [5, 8, 9].
Как следует из публикаций научных статей среди множества задач, требующих принятия технических решений, во время эксплуатации скважин месторождения им. Ю. Корчагина уже существует такая, как разработка комплекса мероприятий по предотвращению и ликвидации межколонных давлений и минимизации риска возникновения межколонных перетоков в процессе строительства скважин, вследствие наличия которых могут произойти возгорания, пожары, провалы буровых вышек, возможны человеческие жертвы. Но особенно опасны подобные явления при бурении скважин на шельфе, где ликвидация их связана с неизмеримо большими затратами.
Решением данной проблемы занимаются многие зарубежные и отечественные сервисные компании и научно -исследовательские институты. Однако на сегодняшний день при все более расширяющейся номенклатуре выпускаемых химических реагентов и материалов проблема остается актуальной.
Разрабатываемый и совершенствующийся комплекс современных методов исследований, включающий специальные геофизические, нестационарные гидродинамические (методы КВД, парного гидропрослушивания), химические методы анализа проб флюидов МКП, герметизация межколонных пространств специально разработанными составами позволяет локализовать источники МКД скважин месторождения им. Ю. Корчагина [2, 3, 15].
Но практика показывает, что ни методами стравливания МКП, ни методами закачки герметизирующих составов добиться полной ликвидации МКД на скважинах месторождений, характеризуемых многопластовым строением и сложными горногеологическими условиями, достаточно сложно. Вследствие чего нельзя исключать возможность неконтролируемого выхода межколонных флюидов на этих же скважинах в дальнейшем.
Длительное время (с 1986 г.) в Каспийском регионе успешно разрабатывается Астраханское газоконденсатное месторождение (АГКМ), более чем на 70% скважин которого периодически фиксируются МКД. Пластовый флюид месторождения в своем составе содержит высокоагрессивные и высокотоксичные сероводород и диоксид углерода (до 30% и 18% - соответственно), что накладывает особо жесткие требования на необходимость соблюдения норм природопользования [1, 11, 14]. Накопленный
положительный опыт безопасной эксплуатации скважин АГКМ в соответствии с разработанным комплексом мер позволяет минимизировать техногенную нагрузку на объекты окружающей среды в непосредственной близости от уникальной природной зоны с богатой и своеобразной фауной и флорой: Волго-Ахтубинской поймы, Рамсарского водно-болотного угодья «Дельта реки Волги» и других особо охраняемых природных территорий [18, 19].
Таким образом, на примере двух разрабатываемых месторождений Прикаспийского региона показано, что возникновение МКД является достаточно серьезным фактором экологического воздействия на разных этапах освоения нефтегазовых месторождений нельзя не учитывать возможность его последствий при проведении ПЭМ. Руководствоваться при этом необходимо требованиями «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (ПБ 08-624-03): скважины с межколонными давлениями
(МКД) считаются технически неисправными, что требует принятия мер к устранению МКД, а в случае невозможности - к ликвидации скважины. Более жесткие требования продиктованы «Правилами безопасности при разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений на континентальном шельфе» (ПБ 08 -623-04), согласно которым категорически не допускается эксплуатация скважин с давлением в межколонном пространстве [12, 13].
Наблюдениями зафиксировано воздействие работ на этапе поисково-разведочного бурения на шельфе в виде «рифового» эффекта, то есть повышение биомассы и активизация жизнедеятельности морских биологических сообществ вблизи гидротехнических сооружений. Это может способствовать накоплению в донных отложениях илистых частиц и, как следствие, адсорбированных на них вредных веществ. Этот эффект, едва заметный при строительстве поисково-разведочной скважины, может быть многократно усилен при строительстве стационарной добывающей платформы. Сеть таких платформ в недалеком будущем покроет значительную часть северного Каспия. Следовательно, уже сейчас необходимо разработать сеть стационарных станций, которые необходимы для постоянного мониторинга морской среды и предупреждения возможного негативного влияния нефтегазодобывающей деятельности.
Накопленный опыт нефтегазовых компаний свидетельствует, что сформированная структура ПЭМ может достигнуть максимальной эффективности только при систематизации данных обширного комплекса исследований: гидрометеорологических, геохимических, гидрологических, гидрохимических, токсикологических,
гидробиологических и результатов наблюдений за загрязненностью морских вод и донных отложений. К сожалению, зачастую, из-за временных рамок, недостаточного финансирования, отсутствия должного внимания или по каким-либо другим причинам, в мониторинг не включается тот или иной компонент системы, и как следствие эффективность его снижается [15].
А приведенные выше факты свидетельствуют о необходимости постоянного совершенствования применяемой структуры ПЭМ с учетом вновь фиксируемых факторов экологического воздействия на разных этапах освоения морских нефтегазовых сооружений. За ее основу целесообразно принять концепцию, основанную не на принципе «нулевого сброса» или «нулевого риска», а на принципе «предвидеть и предупредить». Достоинство концепции приемлемого риска заключается в вероятной возможности техногенной аварии и разработке соответствующих мер по предотвращению ее возникновения и развития. Это способствует снижению опасности промышленных аварий и экологических катастроф.
Возвращаясь к вопросу об уникальности Каспийского моря, его прибрежных территорий, и принадлежности пяти независимым государствам, необходимо четко осознавать возможную причастность к нефтегазодобыче и переработке углеводородов предприятий различной формы собственности (только среди российских компаний можно назвать ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Газпром», ООО «Астрахань-Нефть», ООО «Южная нефтяная компания», ООО «Вязовское» и др.). Учитывая это, а также необходимость сохранения природного равновесия, целесообразно привести систему мониторинга к единому виду и закрепить законодательно, так как в настоящий момент большинство компаний самостоятельно решают эти вопросы, исходя из имеющейся у них возможности и ведомственных нормативных документов [10].
С уверенностью можно сказать, что возросшее геополитическое значение Прикаспийского региона, и социально-экономическая заинтересованность освоения ускоренными темпами месторождений углеводородов не оставляет выбора в пользу неприкосновенности уникальной природной зоны с богатой и своеобразной фауной и флорой, имеющей важнейшее международное экологическое значение [20]. А сохранение
единой экосистемы Каспийского моря и его прибрежных территорий требует согласованных взаимосвязанных действий всех государств.
Предваряя возможность увеличения объемов загрязняющих веществ, определена необходимость создания комплексной общедоступной информационной системы по управлению мониторинговыми данными и хранению первичной информации и результатов ее интерпретации. В частности, следует объединить усилия для разработки научно-обоснованных, специфических для территории Каспийского региона природоохранных мероприятий. Главной задачей которых, является минимизация экологических рисков; создание единой геоинформационной базы данных эколого -геологического состояния природной геологической среды акватории Каспийского моря; внедрение системы предотвращения возможных экологических катастроф; проведение комплекса геоэкологических исследований (включая региональный и локальный уровень).
В некоторой мере взаимопонимание в этом направлении достигнуто, и примером плодотворного международного обеспечения рационального использования природных ресурсов можно привести регулярно проводимые Форумы межрегионального сотрудничества России и Казахстана (с 2003 года). Решаемые в рамках Форума вопросы сохранения эталонов естественной природной среды, уникальных ландшафтов, генофонда растений и животных, биоразнообразия экосистем и т.д. в условиях постоянно возрастающих объемов использования природных ресурсов, в том числе биоресурсов, позволяют поддерживать природное равновесие и экологическую стабильность.
В условиях повсеместного нарушения естественного состояния природной среды, создания техногенных и расширения урбанизированных ландшафтов сохранение заповедных участков во всем мире привлекают все больше и больше внимания. На современном этапе сохранение экосистемы Каспийского моря - задача международного значения. Ее решение возможно в случае, когда каждая нефтегазовая компания несет экологическую ответственность за состояние не только лицензированных, но и сопредельных территорий, что должно обеспечиваться базовым уровнем экологической культуры персонала.
Работа выполнена в рамках ГК 14.B37.21.0586 ФЦП РФ.
Литература
1. Андреев А.Е. Классификация межколонных проявлений скважин Астраханского газоконденсатного месторождения и методы их химического анализа [Текст] / А.Е. Андреев, В. С. Мерчева и др. // Материалы научно-технического совещания ОАО «Г АЗПРОМ» по проблеме межколонных давлений на Астраханском ГКМ: Астрахань, 2002г., - С. 18-19.;
2. Богданов С.В., Ким А.Е. и др. Методы предотвращения возникновения МКД // «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа»: материалы III научно-практической конференции, 7 сентября 2012 года / Астрахан. Гос. Техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2012. - 208 с. ISBN 978-5-89154-469-7. С. 106-109.
3. Делия С.В., Семикин Д.А. и др. Комплекс мер по ликвидации межколонных давлений на действующем фонде скважин и минимизации риска возникновения межколонных перетоков в процессе строительства скважин (на примере месторождения им. Ю. Корчагина) // «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа»: материалы III научно-практической конференции, 7 сентября 2012 года / Астрахан. Гос. Техн. ун-т. -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2012. - 208 с. ISBN 978-5-89154-469-7. С. 116-127.
4. Ергалиев Т. Ж., Утепбергенова Ж.Ж. Загрязнение Каспийского моря промышленными отходами // Инновационная технология развития нефтяной и газовой промышленности: Материалы международного семинара-совещания - Атырау: АИНиГ, 2003. - 243 с. ISBN 9965-474-91-5. С. 215-216.
5. Закиров, С.Н., Принципы освоения Прикаспийских залежей [Текст] / С.Н. Закиров, Ю.П. Коротаев // Газовая промышленность, 1985. - № 11. - С. 5-8;
6. Калиева Л.С., Ергалиев Т. Ж. Выбросы в атмосферу от нефтегазовых комплексов в Атырауской области // Инновационная технология развития нефтяной и газовой промышленности: Материалы международного семинара-совещания - Атырау: АИНиГ, 2003. - 243 с. ISBN 9965-474-91-5. С. 230- 232.
7. Оценка воздействия на окружающую среду разработки месторождения Хвалынское на условиях соглашения о разделе продукции / Материалы общественных слушаний. ООО «Каспийская нефтегазовая компания». Астрахань, Элиста, 2007г.;
8. Перепеличенко В.Ф. Разработка нефтегазоконденсатных месторождений Прикаспийской впадины [Текст] / В.Ф. Перепеличенко, Ф.Р. Билалов, М.И. Еникеева и др. - М.: Недра, 1994. -363 с.;
9. Перепеличенко, В.Ф. Основные положения разработки Астраханского ГКМ и их реализация за 2001-2002гг [Текст]/ В.Ф. Перепеличенко // Материалы научно-технического совещания ОАО «Г АЗПРОМ» по проблеме межколонных давлений на Астраханском ГКМ. - Астрахань, 2002. - С. 24-29.;
10. Петрова А. Разведка и добыча углеводородов: новые инвесторы - новые возможности / А. Петрова, А. Гусаров // Общественно-политическая газета Астраханской области «Волга». Астрахань, 09.12.2011г.;
11. Поляков, И. Г. Идентификация проб межколонных проявлений в ходе реализации производственного экологического мониторинга [Текст] / И. Г. Поляков, В. С. Мерчева, Л. В. Богачкова, О. В. Красильникова, Н. В. Творун // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - Москва, 2005. -№ 1. - С. 15-18.;
12. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности, ПБ 08-624-03;
13. Правила безопасности при разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений на континентальном шельфе, ПБ 08-623-04;
14. Рекомендации по эксплуатации, консервации и ремонту скважин с межколонными давлениями на Астраханском ГКМ [Текст]/ В.Г. Тихонов, Г.Р. Вагнер, Е.Н. Рылов, В.С. Мерчева и др. -Астрахань: ИПЦ «Факел» ООО «Астраханьгазпром». - 2001. - 44 с.;
15. Столовый Д.Э. Проблемы производственного экологического мониторинга бурения поисково-разведочных скважин Российского сектора Каспийского моря // «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа»: материалы III научно-практической конференции, 7 сентября 2012 года / Астрахан. Гос. Техн. ун-т. -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2012. - 208 с. ISBN 978-5-89154-469-7. С. 171-174.
16. Тюкаев В. Разработка каспийских месторождений взята под контроль / В. Тюкаев // Общественно-политическая газета Астраханской области «Волга». Астрахань, 29.06.2010г.;
17. Тюкаев В. Каспий признан самым загрязненным / В. Тюкаев // Общественно-политическая газета Астраханской области «Волга». Астрахань, 15.01.2009 г.;
18. MaterialyVII Mi^dzynarodowejnaukowi-praktycznej konferencji «Perspekty wiczneopracowania s^nauk^. itechnikami - 2011»Volume 57. Technicznenauki.: Przemysl. Naukaistudia - 104 str. / Мерчева В.С.Использование геохимических технологий при исследовании процессов поступления межколонных флюидов на дневную поверхность. - 2011с. 20-29. ISBN 978-966-8736-05-6.
19. Рациональное природопользование ресурсами месторождений нефти и газа [Текст]: Алексей Серебряков, Валентина Мерчева. - Издательский Дом: LAP LAMBERT AcademicPublishing, BERT AcademicPublishing, 2012. - 492 с. ISBN-13: 978-3-8473-2845-2; ISBN-10: 384732845Х; ЕА№ 9783847328452.
20. Чуйков Ю.С., Чуйкова Л.Ю. Экология и природопользование в Астраханской области. (Учебное пособие). Том 1. - Изд-во Нижневолжского экоцентра. - Астрахань, 2008. - 372 с.
