Анализ и разработка системы управления отходами для объектов
газопровода и нефтепровода на примере МН «Ванкорское месторождение»
ООО «Сибрегионгазстрой
Введение
Термины и определения
Перечень сокращений и обозначений
1 Характеристика отходообразующей деятельности на объектах газопровода
и нефтепровода
1.1 Производственная деятельность и источники образования отходов на
объектах газопровода и нефтепровода
1.2 Виды деятельности в области обращения с отходами на объектах
нефтегазовой промышленности
1.3 Классификация отходов на предприятиях нефтегазовой
промышленности
1.4 Способы утилизации отходов предприятий нефтегазовой
промышленности
2 Анализ системы управления отходами на объектах магистральных нефте– и
газопроводов
2.1 Современная система учета и нормирования отходов на объектах
добычи и транспортировки нефти и газа
2.2 Проблемы по утилизации отходов на объектах транспортировки нефти
и газа
2.3 Последствия поступления нефтесодержащих отходов для окружающей
среды
3 Совершенствование системы управления отходами на объектах МН
«Ванкорское месторождение»
3.2 Расчет количества образования отходов МН «Ванкорское
месторождение»
3.3 Предложения по утилизации нефтесодержащих отходов МН
«Ванкорское месторождение»
3.5 Утилизация нефтезагрязненного почвенного покрова
3.5 Эколого-экономическая эффективность совершенствования системы
утилизации отходов на объектах МН «Ванкорское месторождение»
Заключение
Список используемых источников
Приложение А Транспортная схема зимних автомобильных дорог ООО «РН-
Ванкор»
Приложение Б Геолого – физическая характеристика продуктивных пластов
Актуальность и научная значимость настоящего исследования.
Промышленная деятельность любых производственных объектов оказывает
негативное воздействие на окружающую среду. Нефтегазовая
промышленность является одной из важнейших отраслей российской
экономики, поскольку минерально-сырьевой потенциал государства
обуславливает эффективность функционирования других отраслей
промышленности и уровень развития социальной сферы, определяя, таким
образом, место страны в мировой экономической системе.
Объемы добычи нефти уверенно растут с каждым годом, что связано с
неугасающим спросом на данный вид энергетических ресурсов.
Как правило, предприятия нефтяной и газовой промышленности
располагаются в отдаленных или малонаселенных районах со сложными
климатическими условиями, далеко от потребителей конечной продукции.
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью
снижения уровня негативного воздействия на окружающую среду
посредством внедрения природоохранных мероприятий, не прибегая при
этом к значительным капитальным экономическим затратам.
В настоящее время в Российской Федерации осуществляется
масштабная разработка нормативно – правовой базы по регламентации
порядка получения комплексных экологических разрешений и внедрения
наилучших доступных технологий.
Основой для настоящего исследования послужили учебники, учебные
пособия и научные статьи в области изучения производственного
экологического контроля и нормирования качества окружающей среды.
Работа выполнена в соответствии с требованиями, предъявляемыми к
магистерским диссертациям.ъектом исследования является МН «Ванкорское месторождение»
ООО «Сибрегионгазстрой». Данная организация занимается эксплуатацией и
транспортировкой объектов нефти и газа, добываемых на МН «Ванкорское
месторождение».
Предмет исследования – система обращения с отходами на объектах
газопровода и нефтепровода МН «Ванкорское месторождение» ООО
«Сибрегионгазстрой».
Цель исследования состоит в анализе и разработке системы
управления отходами для объектов газопровода и нефтепровода,
включающую в себя, выбора оптимального способа бурения и разработку
схемы утилизации нефтешламов и восстановления земель на
шламонакопителях.
Гипотеза исследования состоит в том, что образование отходов в
процессе производственной деятельности негативно влияет на техносферную
безопасность организации и работающих там людей и в результате
разработанной системы по утилизации нефтесодержащих отходов на
объектах МН «Ванкорское месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой»
можно уменьшить негативное влияние нефтесодержащих отходов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить
следующие задачи:
1. Рассмотреть основную производственную деятельность на объектах
нефте- и газодобычи, которая приводит к образованию отходов.
2. Изучить состав и свойства образуемых отходов, а также их
классификацию по классам опасности.
3. Проанализировать количественный состав образуемых отходов.
4. Изучить возможные методы утилизации нефтесодержащих отходов.
5. Рассмотреть систему утилизации нефтесодержащих отходов на
объектах МН «Ванкорское месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой».6. Разработать предложения по безопасной системе утилизации
нефтесодержащих отходов на объектах МН «Ванкорское месторождение»
ООО «Сибрегионгазстрой».
Теоретико-методологическую основу исследования составили
труды российских ученых, практиков в области утилизации
нефтесодержащих отходов.
Базовыми для настоящего исследования явились также локальные
нормативные акты предприятия по утилизации нефтесодержащих отходов.
Методы исследования:
1. Эмпирический метод исследования – наблюдение и исследование
процессов образования отходов в МН «Ванкорское месторождение» ООО
«Сибрегионгазстрой».
2. Теоретический метод исследования – анализ научных публикаций
(периодических изданий, материалов сборников научных конференций и т.п.)
и учебных пособий (учебники, учебные пособия, методические указания и
пр.), затрагивающих тематику научно–исследовательской работы. Анализ
нормативных документов, регламентирующих те или иные характеристики,
касающиеся объекта и предмета исследований.
Опытно – экспериментальная база исследования - МН «Ванкорское
месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой»
Научная новизна исследования заключается в исследовании
возможности внедрения метода «реинджекшен» (то есть закачивание
отходов в скважину) на территории Ванкорского МН.
Теоретическая значимость исследования заключается в изучении
возможных способов утилизации нефтесодержащих отходов, а именно
бурового шлама и буровых растворов.
Практическая значимость исследования: использование
разработанной технологии утилизации нефтесодержащих отходов наобъектах нефте- и газодобычи позволит отказаться от хранения
нефтесодержащих отходов в шламовых амбарах.
Достоверность и обоснованность результатов исследования
обеспечивается использованием сертифицированного измерительного
оборудования, корректным применением методов системного анализа, а
также результатами экспериментальной проверки.
Личное участие автора в организации и проведении исследования
состоит в постановке цели, определении требуемых для ее достижения задач
и их теоретической и практической реализации.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего
исследования. Его результаты докладывались на международной научной
конференции «Промышленная безопасность в нефтеперерабатывающей
промышленности» (https://esa-conference.ru/journal/62ya-mezhdunarodnaya-
nauchnaya-konferentsiya-eno/).
На защиту выносятся:
1. Результаты анализа производственной деятельности при
эксплуатации объектов газовых и нефтяных месторождений приводит к
большому количеству отходов, основная масса из которых
представлена нефтесодержащими отходами.
2. Система управления утилизации нефтесодержащих отходов на
объектах МН «Ванкорское месторождение» ООО
«Сибрегионгазстрой»: хранение нефтесодержащих отходов в
шламовых амбарах с последующим обезвреживанием с
использованием блока термического уничтожения отходов (БТУО).
3. Разработка предложения по безопасной системе утилизации
нефтесодержащих отходов на объектах МН «Ванкорское
месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой».
4. Разработка схемы по рекультивации имеющихся шламовых амбаров,
которая включает технический и биологический этапы.Структура работы.
Работа состоит из введения, терминов и определений, перечня
сокращений и обозначений, трех разделов, заключения и списка
используемых источников.
Основная часть исследования изложена на 117 страницах, текст
иллюстрирован 12 таблицами, 24 рисунком
В данной работе проанализирована система обращения с отходами на
объектах газопровода и нефтепровода на примере МН «Ванкорское
месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой», а также предложено
альтернативное техническое решение по их утилизации.
В первом разделе рассматривалось предприятие ООО «РН-Ванкор» как
источник образования нефтесодержащих отходов.
Нефтяная промышленность занимает первую строчку не только в
перечне самых значимых отраслей российской экономики, но и среди
наиболее экологически опасных производств. Незаменимые для человечества
продукты нефтепереработки могут оказывать пагубное воздействие на
окружающую среду, а нефтепромыслы относятся к взрыво- и
пожароопасным объектам. Качественный состав отходов определяется
производимыми видами товарных нефтепродуктов и используемыми
технологиями. Ключевыми отходами отрасли являются нефтяные эмульсии,
шламы и осадки очистных сооружений нефтесодержащих сточных вод,
нефтешламы от зачистки емкостей и оборудования, а также
нефтеотделителей систем оборотного водоснабжения; загрязненные
нефтепродуктами сорбенты; кислые гудроны.
В Российской федерации в целом и на рассматриваемом предприятии в
частности основным способом утилизации нефтяных отходов и
нефтесодержащих вод является так называемое захоронение в специальных
могильниках. При этом количество складируемых отходов удваивается
каждые 7-8 лет. Такой способ утилизации нежелателен, более того, – вреден,
поскольку отходы по-прежнему негативно влияют на окружающую среду. Он
требует все больших площадей, которые изымаются из активного
землепользования. К тому же вывоз отработанных нефтепродуктов для
захоронения обходится недешево.Во втором разделе проводился анализ системы управления отходами на
объектах магистральных нефте– и газопроводов.
На предприятии осуществляется комплекс природоохранных
мероприятий, который включает в себя как мероприятия технического
характера, так и организационного (в частности, проведение визуального
осмотра мест накопления отходов).
Существует четыре уровня управления отходами для уменьшения их
воздействия на окружающую среду: предотвращение загрязнения и
сокращение источников; повторное использование или распространение
ненужных излишков материалов; обработка, утилизация и переработка
материалов, содержащихся в отходах; и утилизация путем сжигания,
обработки или захоронения в земле.
Однако, внедренные на площадках месторождений ООО «РН-Ванкор»
мероприятия обеспечивают недостаточный уровень безопасности накопления
отходов нефтедобычи.
Такой подход не учитывает все аспекты возможного влияния, включая:
охрану атмосферного воздуха; охрану водных ресурсов; охрану земель и
утилизацию отходов производства, защиту биоразнообразия; энерго- и
ресурсосбережение.
Нефтяное загрязнение приводит к изменению экологического
равновесия экосистемы. Попадая на поверхность, нефть впитывается в почву,
мигрирует по профилю, коренным образом меняя физико – химические
свойства, структуру почвенной биоты и в целом весь биоценоз.
В третьем разделе «Совершенствование системы управления отходами
на объектах МН "Ванкорское месторождение» рассмотрена структурная
организация и производственная деятельность в области управления
отходами на объектах МН "Ванкорское месторождение".Ванкорское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) -
перспективное месторождение в Красноярском крае России. Разведанные
запасы нефти обеспечивают достижение планового уровня годовой добычи
уже через пять лет в объеме 25 млн. тонн. Продолжительность эксплуатации
месторождения рассчитана до 2037 года.
Степень негативного воздействия объектов нефтегазовой отрасли
определяется как качеством образующихся отходов, так и их количеством.
Количественный анализ показывает, что основной вклад в общее количество
образуемых нефтесодержащих отходов представлено отходами, которые
образуются непосредственно при осуществлении производственной
деятельности. Массовая доля образования бурового раствора и бурового
шлама в значительной мере превышает прочие виды нефтесодержащих
отходов.
В системе утилизации отходов на объектах МН «Ванкорское
месторождение» несмотря на принятые природоохранные мероприятия,
отмечаются экологические риски, связанные с поступлением загрязняющих
веществ в компоненты окружающей среды: атмосферный воздух, водные
объекты и на поверхность почвенного покрова.
Одним из наиболее надежных и экологически безопасных способов
признается закачка шлама в пласт. При использовании скважины для
промысловых отходов шлам закачивается в пласт под давлением с
использованием насосно-компрессорных труб.
Целесообразнее использовать метод наклонного бурения, при
отсутствии эксплуатируемой скважины, поскольку данный способ позволяет
направить поток в сторону уклона водонапорных слоев.
Следующим этапом утилизации нефтесодержащих отходов является
рекультивация шламовых амбаров.
Рекультивация нефтезагрязненных земель — это многолетний процесс,
целью которого является не только снижение содержания остаточныхнефтепродуктов, но и восстановление характеристик почв до уровня,
обеспечивающего произрастание высших растений.
Эколого-экономический эффект от использования технологии
«реинджекшн» позволит снизить ущерб для земельных ресурсов на 518,738
тыс. руб. чистый экономический эффект от внедрения предложенной
технологии утилизации осадка составит 429,138 тыс. руб.
Общая экономическая эффективность капитальных вложений составит
25%. Срок окупаемости капитальных вложений составляет 4 года.
По результатам проведенного исследования можно сделать следующие
выводы.
1. Рассмотрена основная производственная деятельность на объектах
нефте и газодобычи, которая приводит к образованию отходов. При этом
выявлены источники их образования, основными из которых являются:
работы по ремонту и эксплуатации транспорта и техники; сварочные работы;
зачистка резервуаров хранения нефти и нефтепродуктов; бурение скважин и
добыча углеводородного сырья; ремонт и обслуживание нефтепровода и так
далее
2. Изучены состав и свойства образуемых отходов, а также их
классификация по классам опасности. Перечень образующихся отходов
может насчитывать более 50 наименований по ФККО. В зависимости от
источника образования и специфики производственных процессов,
различается состав и свойства отходов. Так, на объектах нефте и газодобычи
основная массу составляют производственные отходы, которые содержат
значительное количество нефтепродуктов. Такие виды отходов представляют
собой наибольшую опасность для компонентов окружающей среды.
3. Изучены возможные методы утилизации нефтесодержащих отходов.
Основным методом обезвреживания нефтесодержащих отходов является их
термическая обработка. Разработаны также способы биохимической
деструкции, в основе которой лежит деятельность микроорганизм4. Проанализирован количественный состав образуемых отходов в
результате производственной деятельности на объектах МН «Ванкорское
месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой». При этом рассматривались
исключительно нефтесодержащие отходы, поскольку именно данные виды
отходов представляют основную проблему при их утилизации. Анализ
полученных данных показывает, что основной вклад в общее количество
образуемых нефтесодержащих отходов представлено отходами, которые
образуются непосредственно при осуществлении производственной
деятельности. Массовая доля образования бурового раствора и бурового
шлама в значительной мере превышает прочие виды нефтесодержащих
отходов.
5. Рассмотрена система утилизации нефтесодержащих отходов на
объектах МН «Ванкорское месторождение» ООО «Сибрегионгазстрой». Суть
данной системы заключается в хранении нефтесодержащих отходов в
шламовых амбарах с последующим обезвреживанием с использованием
блока термического уничтожения отходов (БТУО). При этом следует
отметить, что при хранении и транспортировании нефтесодержащих отходов
осуществляется загрязнение атмосферного воздуха, почвенного покрова и
водных ресурсов в результате их взаимодействия с компонентами
окружающей среды.
6. Разработано предложение по безопасной системе утилизации
нефтесодержащих отходов на объектах МН «Ванкорское месторождение»
ООО «Сибрегионгазстрой». При этом были использованы результаты
инженерно – геологических изысканий, которые позволили сделать вывод о
наличии разуплотненной структуры на территории МН «Ванкорское
месторождение». Таким образом, была предложена технология
реинджекшен, то есть закачивание нефтесодержащих отходов в скважину.
Оптимальному передвижению отходов внутри пласта между водоупорнымислоями способствует наличие уклона пласта 1,7 м на 1 км в северо –
западном направлении.
Разработана схема по рекультивации имеющихся шламовых амбаров,
которая включает технический и биологический этапы.
Дальнейшее использование данной технологии на объектах нефте и
газодобычи позволит отказаться от хранения нефтесодержащих отходов в
шламовых амбарах.
Эколого – экономическая эффективность предложенного способа
утилизации нефтесодержащих отходов составит 429,138 тыс. руб. Срок
окупаемости капитальных вложений составляет 4 года.
До настоящего времени проблема утилизации отходов, которые
образуются в результате деятельности объектов нефте и газодобычи на
территории РФ не решена в полной мере. Основной вклад по количеству
образования вносят нефтесодержащие отходы, а именно буровой раствор и
буровой шлам.
1. Бузмаков, С.А., Воронов, Г.А. Основные подходы в определении
качества окружающей среды / С.А. Бузмаков, Г.А. Воронов //
Известия Самарского научного центра Российской академии
наук. 2016. Т. 18. № 2–2. С. 587–590.
2. Ветошкин, А.Г. Основы инженерной экологии: учеб. Пособие.
Санкт – Петербург: Лань, 2018. 332 с.
3. Ефремкин, И.М. Обеспечение экологической безопасности при
бурении скважин на месторождении «Приразломное» путем
закачки отходов бурения в поглощающий пласт / И.М. Ефремкин,
М.А. Рогозин // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. 2013.
№ 2. С. 40 – 43.
4. Занько, Н.Г. Безопасность жизнедеятельности учебник. Изд.15 – е,
испр. и доп. Санкт – Петербург: Лань, 2016. 696 с.: ил.
5. Лавыгина, О. Л. Экологические аспекты при строительстве
линейных объектов / О. Л. Лавыгина // Известия вузов. Инвестиции.
Строительство. Недвижимость. 2014. № 12.
6. Магистральные трубопроводы. Строительные нормы и правила.
[Электронный ресурс]: СП 127.13330.2017. URL;
http://docs.cntd.ru/document/871001207 (дата обращения: 01.03.2020).
7. Медведев, А.В. Установка по утилизации нефтешламов / А.В.
Медведев, В.Д. Шантарин, Д.Д. Фетисов // Материалы IV
Всероссийской научно – практической конференции «Геоэкология
и нефтегазоносность Западно Сибирского бассейна». Тюмень:
Вектор Бук, 2006. С. 39 – 42.
8. Коробкин, В.И. Экология / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский.
Ростов н/Д: Феникс, 2000. 338 с.9. Кузяхметов, Г.Г. Биологический мониторинг нефтяных загрязнений
и проблемы рекультивации нефтегазоносных земель. Уфа: БГУ,
1985. 54 с.
10. Медведев, А.В. Исследование возможности применения метода
пиролиза для утилизации нефтяных отходов / А.В. Медведев //
Интернет – журнал «Науковедение» Выпуск 5 (24), сентябрь –
октябрь 2014. с. 2 – 11
11. Михайлова, Е.Л. Эколого – экономический мониторинг в системе
экономической безопасности предприятия / Е.Л. Михайлова //
Научный форум: Экономика и менеджмент: сб. ст. по материалам
XVII междунар. науч.-практ. конф. № 5(17). М. , Изд. «МЦНО»,
2018. – С. 157 – 160.
12. О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране
окружающей среды Федеральный закон и отдельные
законодательные акты Российской Федерации» [Электронный
ресурс]: Федеральный закон от 21.07.2014 № 219 – ФЗ. URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_165823. (дата
обращения: 01.04.2020).
13. О промышленной безопасности опасных производственных
объектов [Электронный ресурс]: Федеральный закон от 21.07.1997
№ 116 – ФЗ. URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_15234/ (дата
обращения: 01.04.2020).
14. Об утверждении Федерального классификационного каталога
отходов. Федеральный классификационный каталог отходов ФККО.
[Электронный ресурс]: Приказ Росприроднадзора от 22.05.2017 №
242 URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_218071/.
(дата обращения: 01.04.2020).
15. Об отходах производства и потребления [Электронный ресурс]:Федеральный закон от 24.06.1998 г. № 89 – ФЗ. URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_19109/. (дата
обращения: 01.04.2020)...