Вплив видобування корисних копалин свердловинними методами

Підприємства нафтодобувної галузі здійснюють вплив на навколишнє середовище у таких проявах:

• • вилучення земельних ресурсів для будівництва об'єктів нафтодобування;
• • порушення та забруднення земель;
• • викиди забруднюючих речовин в атмосферу, скидання в поверхневі та підземні води, а також на підстилаючу поверхню;
• • вилучення з нафтою високомінералізованих супутніх вод;
• • поховання відходів буріння;
• • аварійні розливи нафти (з наступним випаровуванням).

Схематично плив на довкілля розробки родовищ свердловинним способом представлений на рис.4.7.

Рис. 4.7. Вплив на довкілля в процесі розробки родовищ свердловинним способом.

Основними джерелами забруднення у початковий період створення нафтогазового промислу є будівельна техніка та автотранспорт, пересувні генератори. Кількість газів, що виділяються в процесі буріння глибоких свердловин, складає 2-3 м/сек і більш, тобто 260000 м3/добу. У складі цих газів присутні вуглеводні (0,5%), альдегіди (до 0,008%), бенз(а)пірен (до 10 мг/м3).

З екологічної точки зору вибурені породи є серйозно проблемою, оскільки за середньої глибини свердловин 2500 м на поверхню витягається 350 м3 ґрунту, а за глибини 5000 – 6000 м – 800 м3. Ці породи складуються у виді відвалів поблизу свердловини, сильно забруднені буровими розчинами і нафтопродуктами.

У результаті вилучення з надр нафти, газу та підземних вод, що підтримують пластовий тиск, можливі деформації земної поверхні. Найбільша відома величина осідання – 8,8 м (родовище Ленг-Біч у Каліфорнії). Переміщення поверхні можуть бути значно більшими, ніж для тектонічних рухів земної кори. Осідання можуть бути причиною зсувів. Можуть відбуватися раптові осідання, що за характером протікання і за ефектом мало відрізняються від землетрусів. Ці зміни приводять до руйнування будівель, підземних та́ наземних комунікацій, доріг, мостів. На ділянках з порушеним рослинним покривом збільшується глибина розтавання ґрунту, утворюються тимчасові потоки і розвиваються ерозійні процеси. Швидкість росту ярів у тундрі і лісотундрі досягає 20 м/рік.

Основний негативний вплив підприємства нафтодобувної галузі здійснюють на атмосферне повітря. Щорічно галуззю викидається в атмосферу шкідливих викидів до 1650 тйс. тонн. Основна частка викидів (98%) припадає на рідкі та газоподібні речовини. Характерними забруднюючими речовинами, які утворюються в процесі добування нафти, є вуглеводні (48% сумарного викиду в атмосферу), оксиди карбону (33%), тверді речовини (20%). Галузь незадовільно використовує супутні гази, які вилучаються в процесі добування нафти. Щорічно втрачається та спалюється до 7,1 млрд. м3 нафтового газу (біля 20% вилученого). Додаткового збитку навколишньому середовищу завдають аварії на бурових установках і платформах, а також на магістральних газо- та нафтопроводах, які є найтиповішими причинами забруднення атмосферного повітря.

Типи викидів:

• – фонові постійні (викликані нещільністю устаткування – за нормальної роботи один насос виділяє 1 кг газів і парів нафтопродуктів на годину, компресор – до 3 кг/год.);
• – технологічні неминучі епізодичні (продувка свердловини супроводжується викидом до 150 тис.м3 газу, в процесі ремонту трубопроводів та апаратів відбувається підбурення газу і нафти);
• – технологічні неминучі постійні пов'язані з димарями та факелами. За температури повітря 0 – 6°С підвищення температури фіксується на відстані 200 м від факела, порушення сніжного покриву – до 100 м, а мінералізація снігових вод – до 1 км;
• – аварійні, пов'язані з розривами та ушкодженнями основного устаткування.

Природний газ окремих родовищ може містити токсичні речовини. Наприклад, вміст сірчистих сполук у газі деяких родовищ такий, що вартість сірки як товарного продукту, одержуваного з газу, покриває витрати на очищення газу.

Потреба у великій кількості води зумовлює необхідність розташування підприємств поблизу водойм, в свою чергу, вимагає заходів з захисту водних об'єктів від забруднення. Зі стічними водами у водойми потрапляють значні кількості нафтопродуктів, фенолів, сульфатів, хлоридів, сполук нітрогену, солей важких металів. Взаємодія з гідросферою характеризується порушенням водообороту, викидами стічних вод і їхньою підвищеною температурою, споживанням води буровими установками, компресорними станціями. Середньодобова витрата води на одну свердловину, що буриться, складає 100 -120 м3. в процесі буріння утвориться 25 – 40 м/сут стічних вод. На видобуток 1 т нафти затрачається близько 2 т води.

В технології використовується ряд хімічних реактивів:

• – для бурових розчинів. Для "змащення" і промивання колон свердловин під час буріння використовують розчини амінів, ПАВів, полімерних речовин;
• – для обробки призабійної зони шару з метою збільшення нафтовіддачі використовують розчини кислот (соляна, плавикова, оцтова), ПАВів, полімерів, комплексонів, органічні розчинники;
• – для боротьби з корозією, відкладенням солей, асфальтів, смол, парафінів використовують розчини лугів, фторорганічних сполук, органічні розчинники.

Таблиця 4.3

Характеристика бурових стічних вод (БСВ), відпрацьованих бурових розчинів (ВБР) і бурових шламів (БШ)

Стічні води нафтопромислів містять: - механічні домішки – до 11,5 г/дм3, - нафта – до 5 г/дм3, , - загальна мінералізація – до 180 г/дм3, - хлор-іон – до 124 г/дм3.

Розповсюдження на поверхні води 1 т нафти, утворює плівку площею 12 км2. Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону – одного з головних постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- та вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші морські організми.

Небезпечні протікання пластової рідини в підземні системи збору нафти, які важко виявити і на які не діють процеси фотохімічного розкладу.

Основні джерела забруднення – збірні пункти. Відділена від нафти вода високомінералізована. Її намагаються утилізувати закачуючи в шари для підтримки пластового тиску. Вплив таких стічних вод згубний для екосистем, тому що вони додають воді у водоймах запах, присмак, колірність, мутність, викликають піноутворення, впливають на самоочищуваність води і токсично діють на неї. Один обсяг пластової води робить непридатною до вживання 40 – 60 обсягів чистої води.

Розвідка та видобуток сланцевих газів методом гідравлічного розриву (фрекінгу) в Україні може призвести до значного погіршення довкілля, що спричиняється можливістю виникненням ряду екологічних проблем:

• 1. З одного боку, для буріння і експлуатації свердловин (нагнітання рідини в пласт) необхідні великі обсяги води. З іншого боку, великі обсяги рідин після буріння і експлуатації необхідно скидати, що викликає необхідність спорудження ефективних очисних споруд, які б забезпечили необхідний рівень очищення.
• 2. Для утилізації відходів буріння свердловин необхідне спорудження полігонів для захоронения вибуреної породи та шламу. Відповідно необхідно передбачити запобіжні міри проти забруднення земельних ресурсів в процесі виносу породи і шламу на поверхню.
• 3. Необхідне проведення системних досліджень сейсміки, геологічної стабільності, стійкості та екосистемної рівноваги регіонів. Слід науковими дослідженнями доказати, що застосування фрекінгу не спричинить порушення стабільності зсувних ділянок та негативного впливу на стан інженерних споруд, в першу чергу магістральних нафто- та газопроводів, не приведе до втрати екрануючих властивостей водотривких товщ та неконтрольованого поширення фрекінгових рідин та газів у геологічному середовищі.