Воздействие на окружающую среду при разработке месторождения нефти «Белый Тигр» в гранитоидах на шельфе Вьетнама Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622 27 В.П. Малюков, Д.Г. Турсунзода

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ «БЕЛЫЙ ТИГР» В ГРАНИТОИДАХ НА ШЕЛЬФЕ ВЬЕТНАМА

Проанализирована воздействие на окружающую среду при разработке уникального месторождения нефти «Белый Тигр» в гра-нитоидах на шельфе Вьетнама. Рассмотрены различные варианты техногенного воздействия при эксплуатации оборудования, подводных трубопроводов на месторождении Белый Тигр. Аварии, сопровождающиеся поступлением нефти в море, оказывают негативное воздействие на все компоненты природной среды: атмо сферный воздух; собственно морскую среду; живые организмы, населяющие загрязненную акваторию.

Ключевые слова: морской шельф, месторождение нефти, грани-тоиды, авария на нефтяной скважине, нефтяная платформа, герметизация, газонефтяные выбросы, бурение, обустройство месторождения, профилактика безопасности, техногенное воздействие.

В ближайшее время перспектива развития добычи нефти и газа в мире определяется морскими нефтегазовыми ресурсами. Добыча нефти и газа на морском шельфе сопряжена с высокими экологическими рисками. За последние тридцать лет, на морских объектах добычи нефти и газа ежегодно случается более 420 тяжелых аварийных ситуаций [5].

Крупнейшая в мировой истории авария на нефтяной скважине Macondo компании British Petroleum произошла в Мексиканском заливе (США) 20 апреля 2010 г. В конце 2015 г. из-за разрыва трубопровода произошла авария в Каспийском море на морской платформе у побережья Азербайджана. На одной из морских стационарных платформ (МСП) БМ-8 месторождения Белый Тигр произошло возгорание.

Нефтяная платформа в Мексиканском заливе после вспыхнувшего пожара затонула, и из скважины Macondo начался вы-

ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 11. С. 277-285. © 2016. В.П. Малюков, Д.Г. Турсунзода.

брос нефти в море. Из анализа ликвидации последствий катастрофы в Мексиканском заливе следует, что ни американские, ни другие специалисты и по сей день не владеют технологией герметизации поврежденных скважин, в том числе на больших глубинах [4].

Аварии на морских объектах добычи нефти и газа происходят, в основном, по следующим причинам:

• 50% — проектные ошибки и отказы технических систем;

• 30% — экстремальные природные явления;

• 15% — навигационные происшествия.

Наиболее часто газонефтяные выбросы и фонтаны возникают при морском поисково-разведочном бурении (24%), эксплуатационном бурении (26%) и ремонтных работах на скважинах (12%). При этом большое число газонефтяных выбросов и фонтанов возникают на этапе заканчивания скважин (13%) в целом при бурении всех морских скважин [6].

В соответствии с документацией по организации мониторинга нефтегазовых объектов мониторинг определятся как «система регулярных наблюдений за состоянием окружающей среды с целью выявления эффектов и последствий антропогенного характера и принятия соответствующих природоохранных мер».

Месторождений нефти, связанных с коллекторами в гра-нитоидах, известно много (Россия, Казахстан, Ливия, Китай, Индия, США, Канада), однако все они приурочены к зонам выветривания и имеют небольшую толщину. Уникальность месторождения Белый Тигр заключается в том, что коллекторами нефти являются «свежие» гранитоиды, не затронутые процессами выветривания, с высотой залежи более 1000 м [3].

В настоящее время открыт ряд нефтяных и газовых месторождений в магматических породах, включая месторождения на шельфе Южного Вьетнама, а также более сотни нефтяных и газовых месторождений в магматических, эффузивных и мета-морфическик породах в различных регионах мира это так называемые нетрадициониые коллектора (таблица).

Месторождение Белый Тигр, находится на шельфе Вьетнама (Южно-Китайское море) в блоке 09—1 в 120 км к юго-востоку от города порта Вунгтау (рис. 1.) [1].

В 1988 г. на Белом Тигре пробурили насквозь осадочную толщу (около 3000 м) и вошли в фундамент, сложенный гранитами. Скважина зафонтанировала, нефть была под давлением около 120 атмосфер с дебитом 2000 т в сутки.

Месторождение Белый Тигр расположено на шельфе Южного Вьетнама с глубиной моря 70—120 м. Здесь выявлено наиболее крупное из всех известных в мире скоплений нефти в породах кристаллического фундамента в которых происходит интенсивная разработка нефтяных залежей и, в первую очередь, в трещиновато-кавернозных породах кристаллического фундамента.

Условные обозначения .-■■') - Перспективные структуры - Газовые месторождения

9 - Нефтяные месторождения £ - Нефтегазовые месторождения

| Дракон | - Разрабатываемые - Подготовленные к разработке

Рис. 1. Обзорная карта района на шельфе юга Вьетнама

Называние месторождения Тип месторождения Местоположение

Белый Тигр нефтяное Вьетнам

Дракон нефтяное Вьетнам

Хьюстон-Панхенда нефтегазовое США

Ауджила-Амаль нефтяное Ливия

Хухряковское нефтяное Украина

Оймаш нефтегазовое Казахстан

Хурганда нефтяное Египет

Гемза нефтяное Египет

Гуйсум нефтяное Суэцкий залив

Бохолла-Чангпанг нефтяное Индия

Бомбей-Хай нефтяное Индия

Хасси-Мессауд нефтяное Алжир

На основе результатов изучения керна была составлена типичная схема пустотного пространства пород фундамента, приведенная на рис. 2. Керн из отложений фундамента месторождения Белый Тигр характеризует матрицу и блоковую часть коллектора, имеющую микропоровую структуру.

Разработка залежи была начата на естественном режиме. В начале разработки дебит нефти добывающих скважин изменялся в основном от 150 до 1500 т/сут при среднем 680 т/сут.

Рис. 2. Схема представительного керна фундамента месторождения Белый Тигр

Для обустройства месторождения Белый Тигр в море были построены:

• морские стационарные платформы (МСП) и блок-кондуктора (БК);

• центральные технологические платформы (ЦТП);

• установки для закачки воды в пласты с целью поддержания пластового давления;

• компрессорные станции;

• установки беспричального налива нефти;

• жилой комплекс на автономной платформе в районе ЦТП-2;

• проложены трубопроводы.

Разработка месторождения осуществляется скважинами, расположенными на морских стационарных платформах и блок-кондукторах (платформы облегченного класса).

БК используются для бурения куста скважин с самоподъемной буровой установки (СПБУ), сбора, замера продукции и подачи ее за счет пластовой энергии на ЦТП. Сепарированная нефть откачивается на две находящиеся непосредственно на

Рис. 3. Схема газлифтного оборудования на месторождении Белый Тигр

месторождении установки беспричального налива нефти, где проводятся обезвоживание, хранение и отгрузка товарной нефти в танкеры покупателей [2].

Результаты испытаний и выполненные на их основе технико-экономические расчеты показали преимущество газлифт-ного способа эксплуатации скважин. На рис. 3 приведена схема газлифтного оборудования на месторождении Белый Тигр, при эксплуатации которых возможны негативные проявления на окружающую среду.

Минимальная температура морской воды на глубине залегания трубопроводов составляет 21—22 °С. Нефти характеризуются сложными реологическими свойствами и склонностью к образованию отложений. Это требует особого подхода к обеспечению оптимальных условий эксплуатации трубопроводов и предупреждению аварийных ситуаций.

Открытое фонтанирование скважины может привести к разрушению морской стационарной платформы или комплекса самоподъемной плавучей буровой установки — блок-кондуктора, возможной гибели обслуживающего персонала, загрязнению окружающей среды и огромными материальными затратами на ликвидацию аварии и ее последствий [7].

Профилактику фонтанной и газовой безопасности при бурении, освоении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин, на центральных технологических платформах и компрессорных станциях, на месторождении Белый Тигр кроме производственного персонала предприятий, осуществляет служба противофонтанной безопасности (СПФБ).

Начало активного освоения шельфа Вьетнама относится к 80-м годам, когда были получены первые тонны сырой нефти. Традиционные технологии разработки нефтяных месторождений на шельфе, строительства и эксплуатации морских трубопроводных систем связаны с неизбежными техногенными воздействиями на прибрежную зону и морскую акваторию.

Водно-болотные угодья представляют собой переходную зону между сушей и морем, уровень грунтовых вод здесь обычно находится на поверхности земли или близок к ней, иногда земля покрыта небольшим слоем воды. К водно-болотным угодьям морского побережья, вызывающим наибольшую озабоченность во Вьетнаме, относятся: мангровые болота, затопленные водорослевые луга, доминирующие на мелководьях тропиков и зоны с умеренным климатом и прибрежные лагуны и эстуарии [1].

Губительное воздействие на прибрежные водно-болотные угодья может быть результатом дноуглубительных работ, устройства насыпей на морском дне, аварийные разливы и загрязнение воды, связанные с эксплуатацией объектов нефтегазового комплекса и изменение экологических условий.

Мангровые леса являются местом обитания многих видов животных и земноводных, служат временным местообитанием ряда видов в период нереста, выкармливания потомства и нагула. Эти леса представляют важность для сохранения биологического разнообразия многих видов растений и животных. Мангровые леса защищают прибрежные районы от эрозии, а мангровая растительность фильтрует и очищает воды.

Морской шельф у побережья Вьетнама является ареалом широкого распространения водорослей. Водоросли — это группа растений, адаптированная к условиям морской среды. Некоторые виды водорослей могут также жить в пресноводной среде. Водоросли широко распространены на мелководьях побережий всех океанов.

О важности и полезности функций, выполняемых водорослями на морском шельфе Вьетнама, можно судить по следующему:

• водоросли обладают высокой биологической продуктивностью и используются в качестве корма такими видами, как дюгони, ламантины, морские черепахи и некоторые водоплавающие птицы;

• водорослевое ложе служит местом для кормежки молоди некоторых видов рыб, являющихся объектами промыслового рыболовства;

• водоросли защищают морское побережье от эрозии за счет гашения энергии волн. Кроме того, они скрепляют донные отложения, которые сохраняют воду чистой [1].

Значительное ухудшение состояния водорослевого ложа возможно при любом заметном изменении физических и химических характеристик прибрежных вод. Увеличение интенсивности заиления, аварийные разливы, сброс очищенных сточных вод, тепловое загрязнение, отрицательно сказываются на водорослях, что может привести вообще к уничтожению водорослей в данном районе и резко отрицательно сказаться на всей экосистеме прибрежной зоны.

Аварии подводных трубопроводов, сопровождающиеся поступлением нефти в море, оказывают негативное воздействие на все компоненты природной среды:

• атмосферный воздух, загрязняемый при испарении нефти с водной поверхности;

• собственно морскую среду, включая водную толщу и ложе водоема;

• живые организмы, населяющие загрязненную акваторию.

Инфраструктурный характер шельфовых проектов, их масштабность и огромная капиталоемкость, подчеркивают острую необходимость создания законодательных актов по экологической безопасности шельфа.

Одно из решений проблемы окружающей природной среды заключается в определении совокупности мероприятий, методов и средств, которые минимизируют, в том числе исключают негативные техногенные воздействия [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трубецкой К. Н. Галченко Ю. П. Геоэкология освоения недр Земли и экогеотехнологии разработки месторождений. — М., 2015. — 357 с.

2. Горные науки Освоение и сохранение недр Земли / РАН, АГН, РАЕН, MHA; Под ред. К. Н. Трубецкого. - М.: Изд-во АГН, 1997. -478 с.

3. Воробьев А. Е., Малюков В. П., Чимидова А. С. Инновационные технологии разработки нефтяных и газовых месторождений / Материалы VIII Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». — М.: РУДН, 2009. — С. 397—400.

4. Григулецкий В. Г. Уроки аварии в Мексиканском заливе на скважине МС-252 // Экологический вестник России. — 2011. — № 7—8.

5. Малюков В.П., Сушок А. А. Инновационные технологии ликвидации нефтяной аварии на скважине Macondo в Мексиканском заливе, экономические и экологические последствия. Монография. —М.: РУДН, 2012. — 123 с.: ил.

6. Литвинова Ю. Долгосрочные последствия аварии в Мексиканском заливе, http://www.opec.ru.

7. Малюков В. П., Сушок А. А. Технологические, экологические и экономические проблемы в результате аварии на скважины Macondo Компании «Бритиш Петролеум» в Мексиканском заливе // Вестник РУДН. Серия Инженерные исследования. — 2013. — № 1. — С. 90—99. ti^

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Малюков Валерий Павлович1 — кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected], Турсунзода Д.Г.1 — магистр, e-mail: [email protected], 1 Российский университет дружбы народов.

UDC 622.27

Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2016. No. 11, pp. 277-285.

V.P. Malyukov, D.G. Tursunzoda

ENVIRONMENTAL IMPACT

OF DEVELOPING OIL FIELD

«WHITE TIGER» IN GRANITOIDS

ON VIETNAM'S SHELF

Analysis of environmental impact of the development an unique oil field «White Tiger» in granitoids on Vietnam's shelf. Different variants of anthropogenic impacts by the operation of the equipment, and subsea pipelines on White Tiger's field. Accidents, with the arrival of oil into the sea, having a negative impact on all components of the environment: air; the marine environment; many organisms inhabiting the contaminated waters.

Key words: sea shelf, oil field, granites, accidents on oil wells, oil Platform, sealing, gas and oil emissions, drilling, field development, preventive security, technological impact.

AUTHORS

Malyukov V.P.1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: [email protected], Tursunzoda D.G.1, Magister, e-mail: [email protected], 1 Peoples' Friendship University of Russia, 113093, Moscow, Russia.

REFERENCES

1. Trubetskoy K. N. Galchenko Yu. P. Geoekologiya osvoeniya nedr Zemli i ekogeotekh-nologii razrabotki mestorozhdeniy (Geoecology development of mineral resources of the Earth and ecological geotechnology mining), Moscow, 2015, 357 p.

2. Gornye nauki. Osvoenie i sokhranenie nedr Zemli. Pod red. K. N. Trubetskogo (Mountain science. Development and conservation of the Earth's interior Trubetskoy K. N. (Ed.)), Moscow, Izd-vo AGN, l997, 478 p.

3. Vorob'ev A. E., Malyukov V. P., Chimidova A. S. Materialy VIII Mezhdunarodnoy konferentsii «Resursovosproizvodyashchie, malootkhodnye iprirodookhrannye tekhnologii osvoeniya nedr» (Proceedings of the VIII International Conference «Resources reproducing, low-waste and environmental technology development of mineral resources»), Moscow, RUDN, 2009, pp. 397-400.

4. Griguletskiy V. G. Ekologicheskiy vestnik Rossii. 2011, no 7-8.

5. Malyukov V. P., Sushok A. A. Innovatsionnye tekhnologii likvidatsii neftyanoy avarii na skvazhine Macondo v Meksikanskom zalive, ekonomicheskie i ekologicheskieposledstviya. Monografiya (Innovative technologies for liquidation of the accident at the oil Macondo well in Mexico's Gulf, economic and environmental impacts. Monograph), Moscow, RUDN, 2012, 123 p.

6. Litvinova Yu. Dolgosrochnyeposledstviya avarii v Meksikanskom zalive, available at: http://www.opec.ru.

7. Malyukov V. P., Sushok A. A. Vestnik RUDN. Seriya Inzhenernye issledovaniya. 2013, no 1, pp. 90-99.