Системный подход к организации мониторинга окружающей среды объектов нефтегазодобывающего комплекса Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА

Е.В.Субботина (РГУ нефти и газа им. И .М.Губкина)

Объекты нефтегазодобывающей отрасли являются источниками потенциального негативного воздействия на окружающую среду. В соответствии с требованиями природоохранного законодательства, на предприятиях, оказывающих воздействие на окружающую природную среду, должен быть организован экологический мониторинг для наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды, ее изменением под влиянием различных факторов, в том числе и деятельности предприятий нефтегазового комплекса.

При изучении существующих систем экологического мониторинга, в том числе и на объектах нефтегазодобывающего комплекса, явно выделяется тенденция применения комплексного подхода и дополнение его методологией наук системного направления. Однако до сих пор не существует единого подхода к организации мониторинга окружающей среды, учитывающего специфику воздействия нефтегазодобывающих предприятий.

Автором предлагается новый методологический подход к организации системы мониторинга на нефтегазодобывающих предприятиях, учитывающий специфику воз-

действия объектов нефтедобычи. В основе данного подхода лежит понятие о литосферно-биосферно-техногенной системе (ЛБТ-системе).* В процессе освоения нефтегазовых ресурсов недр нарушается установившееся природное равновесие, возникает триединая ЛБТ-си-стема.

В общем виде ЛБТ-система — это совокупность трех составляющих — подсистем (биосферной, ли-тосферной и техногенной), взаимосвязанных друг с другом и образующих некую определенную целостность.

Рассмотрим подробнее составляющие ЛБТ-системы:

биосферная составляющая предусматривает обязательное наличие “живого вещества”;

литосферная составляющая осуществляет определенные экологические функции, благодаря которым в биосфере поддерживаются условия жизнеспособности всей совокупности живых организмов;

техногенная составляющая сформирована благодаря особым способностям человеческой популяции “геологическая сила”. Элементами техногенной составляющей ЛБТ-системы освоения месторождений УВ являются: буровые

установки (буровые платформы), трубопроводы, компрессорные станции и т.д.

Помимо самих объектов освоения месторождений техногенная подсистема включает воздействие, оказываемое этими объектами.

В Федеральном законе “Об охране окружающей среды” выделены следующие виды “негативного воздействия”:

выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ;

сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты и на водосборные площади;

загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления;

загрязнение окружающей среды шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий;

иные виды негативного воздействия на окружающую среду.

Системообразующим элементом ЛБТ-системы является техногенная подсистема, так как именно она наиболее динамичная часть всей системы, т.е. определяет состояние сопряженных с ней элементов и системы в целом.

* Данный термин предложен С.В.Клубовым и применен для выявления причинно-следственных связей литосферных и биосферных процессов, возникающих в процессе освоения ресурсов недр в пределах прибрежно-морских зон (ЛБТ-система в редакции автора).

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 4'2005

Обоснование эффективности предлагаемой в статье методологической основы системы мониторинга приведено с использованием метода научного анализа, дополненного принципами и методологией наук системного направления.

Рассмотрим следующие понятия — “экосистема”, “геоэкосистема” и “ЛБТ-система”.

Экосистема — совокупность живых организмов (продуцентов, консументов и редуцентов) и среды их обитания, находящихся во взаимодействии друг с другом посредством обмена веществом, энергией и информацией.

Гэоэкосистема — система, состоящая из взаимообусловленных природных компонентов, взаимосвязанных между собой и развивающихся во времени как единое целое. В состав геоэкосистемы входят все структурные физико-географи-ческие оболочки — атмосфера, гидросфера, литосфера и пронизывающая эти сферы биосфера.

Литосферно-биосферно-тех-ногенная система — это совокупность биосферной, литосферной и техногенной составляющих, взаимосвязанных друг с другом и образующих некую определенную целостность. Отличием ЛБТ-систе-мы является выделение из совокупности живых организмов человека и его деятельности по освоению ресурсов недр — техногенной деятельности в отдельную подсистему.

Любая система £2^ состоит из совокупности (множества) подсистем {Оц} (ц, — индекс подсистемы) и ее элементов {е,.}х (индекс х определяет принадлежность элемента к системе)

с{Оц}<=> {е,.}г.

Отталкиваясь от определений с некоторой долей условности, рассматриваемые системы можно представить следующим образом:

Эс{Пэ}о{е,.}х)

ГЭ с {Qra} <=> {Q3} + {Qr}; (1)

ЛБТ-система с {Пл6т} <=>

^{Огэ}+{Пт}^{Пэ}+{Пг}+{Пт},

где Э — экосистема; ГЭ — геоэкосистема; Пэ — элементы экосистемы; Пга — элементы геоэкосистемы; □г — элементы геологической среды — геосистемы; С2Т — элементы техногенной составляющей.

Рис. 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОГЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЛБТ-СИСГЕМЫ ОСВОЕНИЯ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Газокомпрессорная

станция

Административные здания и сооружения

Шламохранилища полигоны захоронения отходов

Установка по сжижению газа

Котельные

Электространции

В пределах морских акваторий

Морская ледостойкая Буровое судно

стационарная платформа

Суда обеспечения Суда-трубоукладчики

В пределах суши

Строительная техника/ Сухопутные участки

автотранспорт трубопроводов

ш

Танкер /судно-газовоз

Морские трубопроводы

OIL AND GAS GEOLOGY, 4'2005

Рис. 2. ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЛБТ-СИСТЕМЫ ОСВОЕНИЯ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УВ НА БИОСФЕРНУЮ И ЛИТОСФЕРНУЮ В ПРЕДЕЛАХ МОРСКОЙ И СУХОПУТНОЙ ЧАСТЕЙ (Субботина Е.В., 2004)

Для каждого элемента подсистемы е,- существует группа показателей, характеризующих ее состояние и для которых существует возможность их измерения (как прямого, так и на основе расчетов)

е, е 2{/г,,...,кг),

где {/г1(...,/г,} — контролируемые показатели ; г — число таких показателей.

Совокупность измеряемых показателей всех элементов системы представляет собой набор контролируемых показателей системы.

Из определений изучаемых систем и символьного их представления (1) следует, что число элементов систем и, следовательно, контролируемых показателей в рассматриваемых системах различно —

минимально у экосистемы и максимально у ЛБТ-системы.

Следовательно, система мониторинга, организованная с использованием ЛБТ-системного подхода, будет охватывать наибольшее число сред, на которые оказывается как прямое, так и косвенное воздействие и в максимальной степени способствовать решению задач, возлагаемых на систему мониторинга.

Основополагающими принципами нового методологического подхода применительно к организации системы мониторинга окружающей среды являются:

1 — комплексный характер, включающий:

комплексное рассмотрение всех компонентов природной сре-

ды, на которые оказывается прямое и косвенное воздействия в результате освоения месторождений УВ;

при освоении морских месторождений УВ — комплексное проведение наблюдений как на море, в зоне непосредственного воздействия объектов нефтепромысла, так и на суше, где обычно располагаются вспомогательные объекты — шламохранилища и др., и комплексный анализ полученных результатов;

2 — системный подход, включающий:

системное рассмотрение источников и оказываемых ими воздействий с целью выявления при-чинно-следственных связей с точки зрения эмерджентных свойств;

OIL AND GAS GEOLOGY, 4'2005

Рис. 3. ОСНОВНЫЕ СРЕДЫ МОНИТОРИНГОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ОСВОЕНИЯ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УВ, ВЫДЕЛЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ЛБТ-СИСГЕМНОГО ПОДХОДА (Субботина Е.В., 2004)

К

(С

з-

2

CO

(0

1—

О

0

о

к

<0

I

Q-

CU

-8-

o

0

X

LQ \

Морская часть

Выбросы загрязняющих веществ

Воздействие физических полей (шум, вибрации)

Загрязнение донных осадков и

изменение их гранулометрическогої состава

Закачка сточных вод в пласт

Активизация ОГП

Изменение режима многолетнемерзлых пород

к

<0

3

Q

а:

с;

Сухопутная часть

Выбросы загрязняющих веществ

Воздействие физических полей ________(шум, вибрации)_________

Сбросы сточных вод в поверхностные водные объекты

Загрязнение подземных вод

Сбросы сточных вод на рельеф местности

Загрязнение почв

Активизация ОГП

Изменение режима многолетнемерзлых пород

-а о х ТЗ п Ф

і.*

■О

ф

3=1

о

0) ь

Ш X

ь -о

ф *<

I ф 2

і Е

0) X

ь

В>

ч

-В-

о

тз

2

п

X

ф

2 О ■О

о

Is «

*< х 13 Н

о о

I ж = о *‘-о

=i < я

тз го s х „ х 2 ТЗ

л 5 2 I Р CD s со П

о

■О

о

о

ш

о

ТЗ

Ф

Зэ

0)

и >□ = ° ЇЗ 5 ф

ь 2

X ф

DO Я О

& О э

GJ ti X П

H Ф 0) CD

"O X< X

Ф o\ Q 03 X кг о О

о X 2 о

DO 0) a X ч 00

X ф

X ч

'Si о

закс *< X ч оо

-C 4 tl &) 2 X X

I i X о

О X

о *<

§ X

II

1° тз -0-

X Ф о тз I

143 <

^ 5

ТЗ Ф

і і ъ 50 ф і і 5<-0 i Q a> *

o\ x x

П I f 8 Ф 4 ТЗ О

S 5

Sc ф

q $

S 5

О X

Q\ fl>

Із T3 О В)

w n о =

D (D О J=

ГО

о

о

і од =1 ш

ь <в

* * й

п ® І

8 -в- g

* 3 *

3 я

тз X 2

X X о

р Хс тз

< о *

□0 X

X

тз 2

X ф

00 о

ф ч

ъ о

ф тз

X о

ЇГ X ъ

X (1) ф 1

D3

03

ь

20

5

£

ф

н О

Е *

О X*

А ° і

5 ^ А

і о "О" О о “■

х О х< тз

х Z

I ф О W Хс Ь ф 2

О ф О I

Ї * 0) >3

о\43 5 о

їз I Ф X

о

ь

X

о

Із

№

Із

SO

0 Ф ь тз

□- Ф

w Ь 0^0)

S * і

1 =. и

а ТЗ 0) X X

m ® =

&

Ь X а X

5 -8-

£ ° Ф -о

хс 2 О)

3 О О х

35 5

0 о

X '

4 =

1 Ї

A m

1 о о> -а

5 о

х ■§ О 2 Хс 0)

О

X

о

ч

ф

75ТН ANNIVERSARY OF THE GEOLOGICAL FACULTY OF RSU NAMED AFTER I.M.GUBKIN

Рис. 4. СРЕДЫ МОНИТОРИНГОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ НА МОРСКИХ БУРОВЫХ ПЛАТФОРМАХ, ВЫДЕЛЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ЛБТ-СИСТЕМНОГО ПОДХОДА (Субботина Е.В., 2004)

Мониторинг выбросов

0

0

X

Q.

Q)

-8-

о

о

Z ><

Н >Ї

(0 се

со

і 2

X

Q.

0

1-

X

I

0

Мониторинг воздуха рабочей зоны + мониторинг физических факторов воздействия

Мониторинг воздуха жилой зоны (в жилых модулях)

Мониторинг морской биоты

) к

Мониторинг забираемой морской воды

Мониторинг морских вод в зоне влияния платформы

Z

0

X

X

* о

го "О

DJ X

н X

0 -1

~о

о

X

X

X

Биосферная составляющая

Литосферная составляющая

Мониторинг донных осадков

Мониторинг рельефа дна

Мониторинг экзогенных (сейсмических) процессов

Мониторинг криогенных процессов

Мониторинг сточных вод

Подобная организация экологического мониторинга всех техногенных объектов обустройства месторождения и комплексное рас-

смотрение результатов мониторинга объектов освоения месторождения, расположенных как на суше, так и на море, способствуют обеспе-

чению экологической безопасности и своевременному принятию управленческих решений по результатам мониторинга.

вЕ.В.Суббошина, 2005

New methodological approach to management of a system of environment monitoring at oil and gas production enterprises is suggested. The given approach is based on the conception about lithosphe-re-biosphere- technogenic system (this term was firstly proposed by Klubov S.V.). On the basis of suggested approach to the work a scheme of revealing monitoring observation environments was elaborated and an example of monitoring management from the sea drilling platform was given. Effectiveness of this approach for delineation of monitoring observation environment was substantiated by the method of systematic analysis.