Типизация нефтяных месторождений при оценке воздействия на окружающую среду и здоровье населения

22

ЗНиСО

НОЯбРЬ №11

ежегодного исследования наиболее крупных водотоков Оренбургской области, расположенных в зоне влияния объектов нефтепромысла выше и ниже по течению, относительно контуров отрабатываемых месторождений, не выявил участков, характеризующихся значительным изменением состава вод. Воды наихудшего состояния отмечаются в непроточных прудах и озерах, где в область питания попадают промышленные площадки, с которых сбрасываются дождевые и сточные воды, загрязненные нефтепродуктами и взвешенными веществами.

Разработка нефтяных месторождений, в особенности с применением методов законтурного заводнения, оказывает влияние на химический состав подземных вод как безнапорных, так и напорных горизонтов. Степень влияния техногенных объектов и характер трансформации химического состава зависят от условий защищенности, которые определяются возможностями инфильтрации загрязнения сверху и при перетекании между горизонтами [3]. Оценка влияния нефтепромысла на состояние подземных водоносных горизонтов, выполненная по результатам производственного экологического контроля, позволяет говорить о условно удовлетворительном гигие-

ническом состоянии вод. Химический состав вод характеризуется пестротой, нередко отмечаются воды смешанного типа. Концентрации отдельных компонентов, таких как хлориды, сульфаты и показатель жесткости, отличаются широкой вариабельностью. Превышение нормативных значений по результатам исследования наблюдательных скважин отмечено по хлоридам, сульфатам, минерализации, жесткости, окисляемости (чаще не более чем в 1,5—2,5 раза). Отмечаются единичные замеры с повышенным содержанием нефтепродуктов и магния.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Оборин A. A. Нефтезагрязненные биогеоценозы / A. A. Оборин [и др.]. Пермь, 2008. 500 с.

2. Бахмат Г.В. Транспорт и хранение нефти и газа: экологические проблемы и решения/ Г.В. Бахмат. Тюмень: Нефтегазовый ун-т, 2002. 250 с.

3. Бузмаков С.А. Техногенные изменения компонентов природной среды в нефтедобывающих районах Пермской области / С.А. Бузмаков, С.М. Костарев. Пермь, 2003. 169 с.

Контактная информация:

Борщук Евгений Леонидович, тел.: 8 (961) 937-83-01, e-mail: be@nm.ru Contact Information:

Borshchuk Evgenij, phone: 8 (961) 937-83-01, e-mail: be@nm.ru

-

ТИПИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Р.Б. Порваткин1, Е.Л. Борщук1, А.И. Верещагин2, М.В. Боев1

TYPIFICATION OF OIL FIELDS AT AN ASSESSMENT OF IMPACT ON ENVIRONMENT

AND POPULATION HEALTH

R.B. Porvatkin, E.L. Borshchuk, A.I. Vereschagin, M.V. Boev

'ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Минздрава России; 2ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет» им. И.М. Сеченова

Минздрава России, г. Москва

Предложен принцип типологизации месторождений в целях интегральной оценки антропогенного воздействия предприятий нефтедобычи.

Ключевые слова: нефтяные месторождения, окружающая среда.

The principle of a tipologization of fields for an integrated assessment of anthropogenous influence ofthe enterprises of oil production is offered. Keywords: oilfields, environment.

Добыча нефти и газа, в отличие от добычи подавляющего большинства других полезных ископаемых, не связана с выемкой горных пород, не приводит к образованию свободных подземных пространств и сопровождается незначительным количеством твердых отходов производства. Из землепользования не изымаются значительные площади плодородных земель, а изменения ландшафтов линейные и связаны с формированием транспортных магистралей и обустройством непосредственно площадки скважины, куста или объектов инфраструктуры. Однако и те преобразования окружающей среды, которые происходят при освоении нефтегазового сырья, являются значительными для компонентов природной среды. Основные преобразования происходят на всех этапах освоения, начиная с разведки и обустройства нефтедобывающих скважин, заканчивая этапом консервации. Наибольшие изменения фиксируются в процессе бурения и обустройства скважин

и связаны с преобразованием всех компонентов окружающей среды, а также накоплением большого количества различных, в том числе и токсичных, отходов. На этапе эксплуатации загрязнение компонентов окружающей среды происходит в результате аварий при транспортировании нефти и нефтепродуктов, нарушений обваловок шламовых амбаров, при несоблюдении правил хранения нефти и ГСМ в резервуарах [1—3].

Основными добываемыми продуктами в нефтяной промышленности являются флюиды — нефть, попутная пластовая вода, попутный нефтяной газ. Аварийные ситуации и загрязнение нефтью вызывают резкие ответные реакции во всех компонентах экосистемы, как в почвах, так и в поверхностных и подземных водах.

При разработке нефтяных месторождений в подземные пласты закачивается большое количество воды. Кроме того, в процессах бурения и добычи нефти используются разнообразные хи-

ноябрь №11

23

^^ мические реагенты, большинство из которых растворимы в воде. Все указанные вещества — нефть, газ, пластовые воды, закачиваемые воды и химией ческие реагенты — являются главными источниками загрязнения окружающей среды. Наиболее резко эти изменения проявляются в пределах собственно площадок добычи. 1— Оценить степень фактических преобразований в окружающей среде под влиянием объектов нефтепромысла позволяют ретроспективные данные, характеризующие состояние компонентов среды, до начала нефтедобычи и результаты контроля на действующих предприятиях.

Для оценки преобразований, происходящих в окружающей среде на многочисленных объектах нефтедобывающего комплекса, целесообразно использовать типизацию месторождений по влиянию их деятельности на окружающую среду. Основная цель типизации заключается в отнесении объектов (месторождений) к определенным классам по набору признаков, характеризующих каждый объект. Признаки объектов являются случайными величинами, а принадлежность объекта к тому или иному классу устанавливается по реализации случайных признаков. Поэтому признаки можно рассматривать как статические величины.

Особую важность для проведения процедуры типизации приобретает выбор основных критериев (признаков), по которым характеризуется каждый объект. Естественно, что не существует формализованных методов для ответа на все вопросы, связанные с выбором исходного набора признаков. Так или иначе, используются априорные знания, накопленный опыт, метод экспертных оценок и т. д. Однако важно, чтобы в минимальном наборе признаков была сконцентрирована максимальная информация о различии классифицируемых объектов, т. е. чтобы объекты, принадлежащие к одному классу по набору характеризующих их признаков, несмотря на свойственную этим признакам изменчивость, действительно были отнесены к одному классу [4].

В основу типизации нефтегазовых месторождений по антропогенному преобразованию компонентов окружающей среды (атмосферный воздух, почвы, поверхностные и подземные воды) был положен следующий набор критериев: время эксплуатации месторождения, запасы углеводородного сырья; годовая добыча углеводородного сырья; количество добывающих действующих скважин; комплексный показатель воздействия на среду.

Месторождения находятся на разной стадии освоения углеводородного сырья. Продолжительность воздействия на окружающую среду у изучаемых месторождений Оренбургской области варьируется от 3—4 лет до 46 лет.

По оцененным к настоящему моменту запасам нефти и газа анализируемые месторождения также значительно отличаются. Ежегодная добыча нефти варьируется на разных месторождениях в широких пределах.

Количество эксплуатационных нефтяных скважин, функционирующих на момент проведе-

ния исследований на различных месторождениях, изменяется от одной до 255.

Воздействие деятельности объектов нефтегазового комплекса на геологическую среду предлагается оценивать исходя из комплексного показателя П, выраженного в баллах:

П= Пл+Пв+Па , где

Пл — показатель нарушенности ландшафта, который оценивался по количеству сооружений на территории нефтепромысла. Учитывались все антропогенно нарушенные площади, так или иначе связанные с нефтедобывающей деятельностью, при этом учитывались площади как самих нефтепромысловых объектов (коридоров коммуникаций, кустов скважин и других объектов), так и территории сопутствующих им косвенных нарушений (механических повреждений почвы и пр.). Показатель нарушенности для техногенных ландшафтов: для амбаров и шламохранилищ — 10, промплощадок объектов, коридоров коммуникаций (в том числе временных выкидных трубопроводов) — 5, промплощадок одиночных скважин;

Пв — показатель нарушенности водного бассейна: с значительным превышением ПДК веществ в поверхностных и подземных водах — 5; с незначительным превышением ПДК — 3, без превышений — 1;

Па — показатель загрязненности атмосферного воздуха: для территорий с значительным превышением ПДК вредных веществ в атмосфере — 5, с малым превышением ПДК — 3, с фоновыми параметрами — 1.

На основании данных параметров степень воздействия объектов нефтепромысла на окружающую среду месторождений оценивается как слабая ( П < 6), умеренная (6 < П < 12), интенсивная (12 < П < 18), кризисная ( П > 18).

По результатам кластерного анализа выделены группы предприятий, оказывающие умеренное, сильное и интенсивное воздействия на окружающую среду.

Анализ графика позволяет говорить о том, что наибольшее влияние на окружающую среду оказывают месторождения, для которых характерны: высокие объемы добываемого сырья, значительная удельная нагрузка, большое количество объектов техногенной нагрузки, длительный срок эксплуатации, а также размер площади ежегодно загрязняемых почв при возникновении аварий -ных ситуаций.

К группе сильного влияния относятся 11 месторождений, с количеством действующих скважин от 10 до 110, значительным количеством действующих узловых сооружений нефтепромысла, с продолжительностью добычи сырья более 10 лет, показатели состояния окружающей среды на локальных участках которых интенсивно нарушены.

Наиболее многочисленна группа месторождений с умеренным воздействием. Для них характерно до 50 эксплуатационных скважин в пределах месторождения, большей частью это одиночные или компактно расположенные кусты скважин,

24

ЗНиСО ноябрь №11

воздействие от которых продолжительно (15—30 лет), но локализовано небольшой площадью действия.

Следует учесть, что кластерный анализ выполнен по ограниченному набору ведущих факторов и дополнительные сведения, характеризующие воздействие нефтепромысла на окружающую среду, могут лишь незначительно скорректировать представленные результаты.

К зоне влияния нефтегазового промысла изучаемых предприятий относятся 15 административных районов, в пределах которых и расположены месторождения, оказывающие различное по силе воздействие на компоненты окружающей среды. Элементарную оценку удельной нагрузки от нефтедобычи предприятия на территорию районов можно выполнить с учетом показателя, рассчитываемого по соотношению количества добываемого и транспортируемого сырья к площади районов, результаты представлены в таблице.

Анализ удельной нагрузки показывает, что максимальные значения параметра характерны для Сорочинского и Красногвардейского районов. Они определяются в первую очередь количеством добываемого сырья. Крупные месторождения, территориально приуроченные к Грачевскому району, определили высокий показатель удельной нагрузки для данной территории. В границах Курманаевского района расположено 16 различных по запасам месторождений, общее количество добываемого сырья превысило 2 млн т, и следовательно, показатель удельной нагрузки составил 0,739 тыс. т/км2. Для всех остальных районов представленный показатель не превышает 0,5 тыс. т/км2.

На основании результатов типизации месторождений по характеру воздействия на атмосферный воздух, почвы, поверхностные и подземные воды в качестве ключевых участков для детального изучения динамики изменения состояния окружающей среды были выбраны месторождения с длительным сроком эксплуатации, имеющие большой фонд действующих скважин и значительное количество источников техногенной нагрузки, т. е. месторождения с предпосылками к наихудшим экологическим условиям.

Таким образом, поскольку в процессе функционирования нефтегазопромыслов воздействие на компоненты окружающей среды является различным по силе и характеру, а также по трансформациям природных комплексов, необходимо при типизации месторождений по техногенному преобразованию компонентов окружающей среды предусмотреть выбор критериев (признаков), максимально полно отражающих ситуацию, несмотря на свойственную этим признакам изменчивость. На основе дифференциации месторожде-

Таблица. Значение удельной нагрузки нефтедобычи по районам Оренбургской области

Административный район Удельная нагрузка, тыс.т/км2

Сорочинский 1,628

Красногвардейский 1,373

Грачевский 1,156

Курманаевский 0,739

Пономаревский 0,432

Переволоцкий 0,406

Бузулукский 0,378

Первомайский 0,226

Новосергиевский 0,194

Александровский 0,129

Шарльгкский 0,091

Тоцкий 0,083

Абдулинский 0,029

Матвеевский 0,029

нии по различным критериям, характеризующим степень воздействия предприятия нефтедобычи на окружающую среду, с использованием аппарата кластерного анализа могут быть выделены группы промыслов, оказывающие умеренное, сильное и интенсивное влияние на окружающую среду и, следовательно, на здоровье населения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хаустов А.П., Редина М.М. Охрана окружающей среды при добыче нефти. М.: Дело, 2006. 552 с.

2. Шамраев А.В., Шорина Т.С. Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды //Вестник Оренбургского государственного университета. № 6 ( 100). 2009. С. 642—645.

3. Говорушко С.М. Эколого-географические основы оценки взаимодействия природы и общества: Автореф. дис. ... д-ра геогр. наук / С.М. Говорушко; Ин-т географии ДВО РАН. Владивосток: Изд-во «Дальнаука» ДВО РАН, 2002. 50 с.

4. Чайкин С.А. Применение индексов экологизации нефтедобычи на территориях с особым режимом хозяйственной деятельности //Геология, география и глобальная энергия. 2013. № 1 (48). С. 162—170.

Контактная информация:

Порваткин Роман Борисович, тел.: 8 (915) 238-14-08, e-mail: Por1977@mail.ru,

Contact Information:

Porvatkin Roman, рЬопе: 8 (915) 238-14-08, e-mail: Por1977@mail.ru