В настоящее время нефтегазовые ресурсы Казахстана, являются ведущим звеном экономики и в обозримом будущем не утратят своего значения. Наличие крупных запасов углеводородных ресурсов и интенсификация их использования позволят стране не только преодолеть кризис, но и достигнуть высоких темпов экономического роста в ожидаемой перспективе.
Как считают специалисты [1; 63], к характерным чертам добывающей деятельности в нефтегазовой промышленности РК следует отнести следующие моменты:
- значительная часть добычи, обеспечиваемая на ранее введенных месторождениях; относительно слабая связь научно-технических и технологических нововведений с
- практической производственной деятельностью в нефтегазовом секторе;
- ориентация на инновационные проекты, касающиеся повышения отдачи на уровне отдельных скважин и отдельных участков месторождений;
- направленность преимущественно на улучшение использования созданного ранее производственно-технологического потенциала, месторождений и объектов;
- возрастающая трудоемкость добычи и подготовки углеводородного сырья к переработке и других мероприятий, направленных на повышение эффективности освоения запасов недр, рациональное использование сырьевых ресурсов;
- субъективный подход к применению научно-технических и технологических достижений;
- «догоняющий» тип инновационного прогресса в нефтегазовом секторе, заключающийся в реорганизации работы казахстанских недродобывающих компаний и некоторых технологий, получивших внедрение в крупнейших нефтегазовых корпорациях.
В 90-е годы ХХ века и в первые 10-15 лет ХХІ столетия сформировался тип недропользования, ориентированный на предоставление прав на эксплуатацию недр, а не на формирование правил и процедур, стандартизирующих поведение нефтяных корпораций.
Получив права пользования недрами, нефтегазовые корпорации стремятся максимально быстро окупить свои затраты, добиваясь этой цели путем интенсивной разработки лишь лучшей части запасов (в чем заключается причина увеличения в последнее время среднего дебита эксплуатационных скважин); вопросы эффективного мониторинга воспроизводственных фаз — поиска, разведки, освоения и разработки месторождений углеводородного и других видов сырья, а также их переработки – пока остаются на втором плане.
Существующий подход к недропользованию обусловил то, что в настоящее время компании имеют лицензии на эксплуатацию более 90% всего государственного фонда недр, причем подавляющее большинство соответствующих объектов сосредоточено в руках крупнейших корпораций и аффилированных с ними более компактных фирм.
В результате у многих хозяйствующих субъектов отсутствуют побудительные мотивы и стимулы к реализации технических и технологических решений инновационного характера. В такой ситуации позитивная динамика добычи может обеспечиваться на основе избирательной разработки лучших участков на лучших нефтегазовых месторождениях.
В рассматриваемом контексте нельзя не упомянуть то, что процесс добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов очень часть становится источником загрязнения окружающей среды, зачастую приобретающим катастрофические масштабы.
Как показывает хозяйственная практика, нефтегазодобывающая промышленность является источником загрязнения и нарушения земель, выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и водный бассейн. Причиной загрязнения являются, как правило, грубые нарушения технологий добычи, переработки и системы распределения нефти и нефтепродуктов, различные аварийные ситуации.
Выявлено, что нефтепродукты, попадая в воду, наносят серьезный ущерб водным живым организмам. Среди загрязняющих веществ, образующихся в процессе добычи нефти, преобладают углеводороды, оксид углерода, твердые вещества.
Техногенная нагрузка на все компоненты окружающей среды в процессе бурения скважин при нефтедобыче
Интенсивное развитие минерально-сырьевого комплекса приводит к ежегодному росту объемов буровых работ. Это в первую очередь связано с поиском и разведкой месторождений полезных ископаемых; добычей жидких, газообразных и твердых полезных ископаемых через эксплуатационные скважины. Проведение буровых работ оказывает значительную техногенную нагрузку на все компоненты окружающей среды.
Максимальное отрицательное воздействие на окружающую природную среду при геологоразведочном бурении заключается в химическом загрязнении при утечке жидкостей из устьев скважин, миграции химреагентов и нефти из буровых амбаров, разливов горючесмазочных материалов в местах хранения топлива, стоянок транспорта и дизельных агрегатов.
Утечка нефти и минерализованных пластовых вод формирует стойкий очаг химического загрязнения прилегающей территории. Помимо этого при испытании скважин происходит сжигание попутного газа, приводившее к локальному загрязнению атмосферы. Таким образом, на стадии разведки сейсмикой и бурением техногенное воздействие на окружающую среду носит преимущественно точечный, очаговый и линейный характер.
Исследованием установлено [2; 24], что наибольшему техногенному воздействию подвергаются природные экосистемы на территориях складирования отходов бурения. Это является следствием несовершенства технологий бурения и утилизации буровых шламов. Размещение же в объектах природной среды отходов бурения, содержащих токсичные вещества, являются основными причинами прогрессирующего ухудшения качества окружающей среды в районах ведения буровых работ.
Буровой шлам или отходы бурения – это отходы нефтедобывающих производств, образующиеся в процессе бурения скважин при нефтедобыче, содержащие включения нефтепродуктов и механических примесей. Они состоят из жидкой фазы (тампонажные растворы, пластовые и сточные воды) и выбуренной породы.
Отходы бурения являются потенциальными источниками воздействий на недра и грунтовые воды. Основные факторы воздействия буровых отходов на окружающую среду определяются химическим составом бурового раствора. Состав и свойства буровых шламов зависят от состава выбуренной породы, физико-химических параметров раствора (плотность, вязкость, водоотдача), рецептуры бурового раствора, свойства химических реагентов. Буровой шлам может содержать в своем составе твердые водорастворимые соли, компоненты нефти и конденсата, удерживать за счет адгезии до 25-30 % жидкой фазы бурового раствора, что требует учета при выборе технологий утилизации [3; 19].
В последние годы появились данные о токсичности буровых шламов и их основных компонентов, углубились знания об основных закономерностях миграции компонентов буровых шламов в окружающей среде, особенно в подземных (грунтовых водах) и почвогрунтах, произошла переоценка применяемых способов (технологий) утилизации. Появились более сложные и совершенные способы и их сочетания [4; 17].
Как считают отечественные ученые [5; 42-43], на сегодня все известные технологии переработки буровых шламов по методам переработки можно разделить на следующие группы:
Термические методы (сжигание, пиролиз, сушка, термодесорбция).
Методы физико-механического разделения (фильтирование, экстракция, центрифугирование, сепарирование, отстаивание, сорбция).
Биохимические методы (биоочистка, биодеградация, анаэробная очистка, окисление (нейтрализация с помощью химических реагентов).
Прочие методы, не вошедшие в первые три группы по одной из трех причин:
методы, не нашедшие широкого применения, или патенты, по которым встречаются редко: перегонка, выпаривание, озонирование, каталитическое восстановление;
методы, широко используемые, но как из стадий основного процесса: захоронение отвердение, стабилизация, использование в качестве топлива, удобрений, в строительстве;
методы, развиваемые в настоящее время и находящиеся на стадиях пилотного и (или) опытно- промышленного тестирования: радиочастотный подогрев/очистка, гидрирование, электрокинетическое разделение, ультразвуковая обработка.
Но для достижения более точного результата приходится прибегать к использованию нескольких методов. Экологические проблемы на этапе эксплуатации месторождения и на завершающей стадии его освоения
Этап эксплуатации месторождения с точки зрения экологии является наиболее протяженным во времени периодом техногенного воздействия, исчисляемым десятилетиями. В это время происходит не только усугубление экологической ситуации непосредственно на месторождениях, но и возникает новая реальная угроза техногенных катастроф, связанных с транспортом добытой нефти. Основным видом отрицательного воздействия на природные комплексы во время эксплуатации месторождений является химическое загрязнение. Наибольшую опасность представляют нефтезагрязненные и засоленные земли и водные поверхности.
Экологические проблемы на завершающей стадии освоения месторождения, когда осуществляется его ликвидация (после – эксплуатационный период), сходны по характеру с проблемами этапа геологоразведочного бурения, но многократно превышают их по масштабам. Основную угрозу представляют стойкие очаги химического загрязнения среды: нерекультивированные разливы нефти, брошенные буровые амбары и полигоны хранения отходов, подтекающие скважины с разрушенным устьем, технологические ѐмкости с горючесмазочных материалов и прочее.
Эффективность утилизации и переработки жидких и твердых нефтеотходов
Как показывает практика, использование отходов добычи и переработки полезных ископаемых снижает экологическую нагрузку на территории, водные объекты и воздух; повышает качество жизни и улучшает здоровье людей; обеспечивает экологическую реабилитацию территорий, подверженных негативному воздействию объектов хозяйственной деятельности горной промышленности. Значит, проблема утилизации и переработка жидких и твердых нефтеотходов является актуальной и требует безотлагательного решения.
Для очистки нефтешламов в мировой практике применяются технологии, основанные на экстрагировании растворителями, электрохимическом отделении органической части, сжигании в специальных печах, использование нефтешламов в качестве добавок к топливу и материалам в дорожном строительстве. Кратко их особенности изложены в табл. 1.
Таблица 1
Существующие в нефтепереработке методы утилизации нефтешламов
Авторами работы [7; 15-19] предложен способ утилизации нефтеотходов: тяжелые нефтеотходы (битум, гудрон), предварительно нагретые для придания текучести, разбавляются легкими фракциями нефти (масла, промывочные жидкости, смазки) и подвергаются высокоэнергетической обработке в специальных установках для получения востребованной продукции в виде мазутов, печного топлива и дорожно-строительных материалов.
Этими же авторами предложен еще один метод – выделение из нефтешламов и нефтеотходов жидкой составляющей, доведение ее стандартными методами (обезвоживание, обессеривание) до товарной нефти, которую далее подвергают высокоэнергетической обработке физическими методами на наноструктурном уровне с целью получения из нее максимального выхода (до 60%) светлых фракций при атмосферной перегонке.
Как правило, во время добычи, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов, промежуточных и побочных продуктов происходит неизбежное загрязнение используемой воды углеводородами, твердыми частицами металлов и другими компонентами.
Основными загрязнителями, присутствующими в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов, являются нефтепродукты, взвешенные вещества, соли, органические соединения, фенолы, аммонийный азот, растворенный сероводород.
Сейчас на территории Казахстана расположено свыше двухсот нефтяных и газовых месторождений, добыча нефти ведется на 55 месторождениях, функционируют три нефтеперерабатывающих завода (НПЗ). Отрасль продолжает динамичное развитие, но важной проблемой для казахстанских нефтеперерабатывающих заводов была и остается технологически устаревшее оборудование и как результат, низкая глубина переработки нефти, недостаточное качество продукции и соответственно значительные объемы нефтеотходов (в настоящее время все три НПЗ подвергаются модернизации и реконструкции).
Таким образом, проблема накопления нефтешламов на НПЗ существовала всегда. Для ее решения необходим поиск методов, обеспечивающих утилизацию нефтешламов без нарушения экологических нормативов по охране окружающей среды.
Список литературы
- Жакишева А. Рациональное использование нефтегазовых ресурсов и развитие их экономико- правового регулирования // Экономика и статистика. – 2012. – № 1. – С. 63-65.
- Литвинова Т. А. Экологические аспекты обезвреживания и утилизации углеводородсодержащих отходов нефтегазового комплекса / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: Специальность – 03. 02. 08. – Краснодар: КубГТУ, 2011.– 24 с.
- Савченко О. А. Оценка воздействия на окружающую среду Чинаревского нефтегазоконденсатного месторождения Казахстана / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук: Специальность – 03. 00. 16. – Саратов: СГУ, 2008. – 19 с.
- Ягафарова Г. Г., Барахнина В. Б. Утилизация экологически опасных буровых отходов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2006. – № 2. – 17 с.
- Альмагамбетова М., Бегалиева Р., Елиулова Е. Вторичное сырье для получения нефтепродуктов // Промышленность Казахстана. – 2012. – № 6 (75). – С. 41-44.
- Мырзалиева С., Елигбаева Г., Исабаев Е. Новые решения в утилизации нефтяных отходов // Промышленность Казахстана. – 2014. – № 6 (87). – С. 34-37.
- Викарчук А. А., Растегаева И. И., Чернохаева Е. Ю. Технология и оборудование для обработки нефти и переработки твердых нефтешламов и жидких нефтеотходов // Вектор науки ТГУ. – 2012. – № 3 (21). – С. 15-19.