Оценка обращения с отходами бурения на примере Харасавэйского месторождения
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ХАРАСАВЭЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 6
1.1 Общие сведения о месторождении 6
1.2 Климатические условия 6
1.3 Геологические и геокриологические условия 10
1.4 Геоморфологические условия и рельеф 13
1.5 Гидрогеологические условия 16
1.6 Почвенный покров 18
1.7 Почвенный покров 20
1.8 Животный мир 22
1.9 Социально-экономические условия 25
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ БУРЕНИЯ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН НА ХАРАСАВЭЙСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ 29
2.1 Объемы образования отходов бурения, образующихся при строительстве скважин на
Харасавэйском ГКМ 29
2.2 Опасные свойства отходов бурения, образующихся при строительстве скважин на
Харасавэйском ГКМ 33
Таблица 3.6 — Химический состав отходов бурения ООО «Газпром добыча Надым» 35
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ БУРЕНИЯ НА ХАРАСАВЭЙСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ 37
3.1 Выбор технологий обращения с отходами бурения 37
3.2 Совместное захоронение отходов бурения в подземных резервуарах в непроницаемых
многолетнемерзлых породах 39
3.3 Захоронение 100 % твердой фазы и 25 % жидкой фазы отходов бурения в подземных
резервуарах в многолетнемерзлых породах; очистка 75 % жидкой фазы отходов бурения и закачка в пласт 40
3.4 Переработка твердой фазы отходов бурения в строительный грунт; очистка жидкой фазы
отходов бурения и закачка в пласт 41
3.5 Переработка твердой фазы отходов бурения в строительный грунт; сжигание жидкой фазы
отходов бурения на специализированной установке 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ХАРАСАВЭЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 6
1.1 Общие сведения о месторождении 6
1.2 Климатические условия 6
1.3 Геологические и геокриологические условия 10
1.4 Геоморфологические условия и рельеф 13
1.5 Гидрогеологические условия 16
1.6 Почвенный покров 18
1.7 Почвенный покров 20
1.8 Животный мир 22
1.9 Социально-экономические условия 25
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ БУРЕНИЯ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН НА ХАРАСАВЭЙСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ 29
2.1 Объемы образования отходов бурения, образующихся при строительстве скважин на
Харасавэйском ГКМ 29
2.2 Опасные свойства отходов бурения, образующихся при строительстве скважин на
Харасавэйском ГКМ 33
Таблица 3.6 — Химический состав отходов бурения ООО «Газпром добыча Надым» 35
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ БУРЕНИЯ НА ХАРАСАВЭЙСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ 37
3.1 Выбор технологий обращения с отходами бурения 37
3.2 Совместное захоронение отходов бурения в подземных резервуарах в непроницаемых
многолетнемерзлых породах 39
3.3 Захоронение 100 % твердой фазы и 25 % жидкой фазы отходов бурения в подземных
резервуарах в многолетнемерзлых породах; очистка 75 % жидкой фазы отходов бурения и закачка в пласт 40
3.4 Переработка твердой фазы отходов бурения в строительный грунт; очистка жидкой фазы
отходов бурения и закачка в пласт 41
3.5 Переработка твердой фазы отходов бурения в строительный грунт; сжигание жидкой фазы
отходов бурения на специализированной установке 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
Оценка обращения с отходами бурения, обоснование оптимальной схемы обращения с отходами бурения на Харасавэйском месторождении выполнено для строительства скважин с учетом требований ГОСТ 7.32-2001 СИБИД [1].
Высокая хозяйственная и природоохранная ценность экосистем Харасавэйского месторождения в совокупности с их крайне низкой устойчивостью к техногенных нагрузкам и низкой скоростью самовосстановления, расположение месторождения вблизи Карского моря, сплошное распространение многолетнемерзлых пород предъявляют особые требования к технологиям, используемым при освоении месторождения.
Рассматриваемый фонд скважин Харасавэйского ГКМ составляет 170 скважин, который состоит из 155 газовых эксплуатационных и 12 наблюдательных скважин, сгруппированных в 21 куст, двух поглощающих и одной наблюдательной скважин на КОС. Объемы образования отходов бурения на Харасавэйском ГКМ за рассматриваемый период составляют 148431 м3.
Для целей обращения с отходами бурения предлагается использовать природощадящие технологии, апробированные на месторождениях Крайнего Севера, оказывающие минимальную нагрузку на окружающую среду, потребляющие наименьшие объемы природных ресурсов, требующие оптимальных материальных и энергетических затрат.
Выбор наиболее оптимальной технологии обращения с отходами бурения, с учетом природоохранных требований к производству буровых работ в специфических условиях Харасавэйского ГКМ, произведен по минимальной рентабельной стоимости обращения с отходами бурения.
Актуальность выбранной темы обусловлена тем что в настоящее время наблюдается ежегодный рост объемов бурения, причем значительная часть скважин проходится в экологически уязвимых регионах с крайне неблагоприятными природно-климатическими и почвенно-ландшафтными условиями, характеризующимися ограниченной способностью самоочищения и слабыми защитными функциями.
Объектом исследования является деятельность по обращению с отходами бурения на Харасавэйском газоконденсатном месторождении.
Предметом исследования являются экологические проблемы, связанные с деятельностью компрессорных станций ЛПУМГ.
Целью данной работы является повышение технического и экологического уровня проектирования строительства скважин за счет разработки оптимальных схем обращения с отходами, образующимися при бурении скважин на Харасавэйском месторождении, в зависимости от типа разбуриваемых горных пород, составов применяемых буровых растворов и условий природопользования в районе производства работ.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить физико-географические особенности Ямало-Ненецкого автономного округа.
2. Оценить основные виды хозяйственной деятельности Ямало-Ненецкого автономного округа, и их влияние на окружающую среду.
3. Рассмотреть объекты газотранспортной системы, как источники экологической опасности для окружающей среды.
4. Провести оценку воздействия объектов Харасавэйского газоконденсатного месторождения на окружающую среду Ямало-Ненецкого автономного округа.
5. Предложить мероприятия по снижению риска воздействия объектов Харасавэйского газоконденсатного месторождения на окружающую среду Ямало-Ненецкого автономного округа.
Для написания работы использованы материалы, опубликованные в научных журналах, сведения из интернет-ресурсов, материалы из средств массовой информации, материалы научных конференций, а также данные по инвентаризации выбросов (вредных) загрязняющих веществ в атмосферный воздух и их источников выбросов для Харасавэйского месторождения ООО «Газпром бурение».
Высокая хозяйственная и природоохранная ценность экосистем Харасавэйского месторождения в совокупности с их крайне низкой устойчивостью к техногенных нагрузкам и низкой скоростью самовосстановления, расположение месторождения вблизи Карского моря, сплошное распространение многолетнемерзлых пород предъявляют особые требования к технологиям, используемым при освоении месторождения.
Рассматриваемый фонд скважин Харасавэйского ГКМ составляет 170 скважин, который состоит из 155 газовых эксплуатационных и 12 наблюдательных скважин, сгруппированных в 21 куст, двух поглощающих и одной наблюдательной скважин на КОС. Объемы образования отходов бурения на Харасавэйском ГКМ за рассматриваемый период составляют 148431 м3.
Для целей обращения с отходами бурения предлагается использовать природощадящие технологии, апробированные на месторождениях Крайнего Севера, оказывающие минимальную нагрузку на окружающую среду, потребляющие наименьшие объемы природных ресурсов, требующие оптимальных материальных и энергетических затрат.
Выбор наиболее оптимальной технологии обращения с отходами бурения, с учетом природоохранных требований к производству буровых работ в специфических условиях Харасавэйского ГКМ, произведен по минимальной рентабельной стоимости обращения с отходами бурения.
Актуальность выбранной темы обусловлена тем что в настоящее время наблюдается ежегодный рост объемов бурения, причем значительная часть скважин проходится в экологически уязвимых регионах с крайне неблагоприятными природно-климатическими и почвенно-ландшафтными условиями, характеризующимися ограниченной способностью самоочищения и слабыми защитными функциями.
Объектом исследования является деятельность по обращению с отходами бурения на Харасавэйском газоконденсатном месторождении.
Предметом исследования являются экологические проблемы, связанные с деятельностью компрессорных станций ЛПУМГ.
Целью данной работы является повышение технического и экологического уровня проектирования строительства скважин за счет разработки оптимальных схем обращения с отходами, образующимися при бурении скважин на Харасавэйском месторождении, в зависимости от типа разбуриваемых горных пород, составов применяемых буровых растворов и условий природопользования в районе производства работ.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить физико-географические особенности Ямало-Ненецкого автономного округа.
2. Оценить основные виды хозяйственной деятельности Ямало-Ненецкого автономного округа, и их влияние на окружающую среду.
3. Рассмотреть объекты газотранспортной системы, как источники экологической опасности для окружающей среды.
4. Провести оценку воздействия объектов Харасавэйского газоконденсатного месторождения на окружающую среду Ямало-Ненецкого автономного округа.
5. Предложить мероприятия по снижению риска воздействия объектов Харасавэйского газоконденсатного месторождения на окружающую среду Ямало-Ненецкого автономного округа.
Для написания работы использованы материалы, опубликованные в научных журналах, сведения из интернет-ресурсов, материалы из средств массовой информации, материалы научных конференций, а также данные по инвентаризации выбросов (вредных) загрязняющих веществ в атмосферный воздух и их источников выбросов для Харасавэйского месторождения ООО «Газпром бурение».
На основе природной, социальной и экологической характеристики территории Харасавэйского месторождения можно выделить следующие основные черты условий окружающей среды:
- суровый климат, обусловленный преобладанием арктических воздушных масс;
- приморское положение месторождения и связанное с этим формирование особых ландшафтов трех морских террас и северных приморских пляжей — лайд;
- аккумулятивный тип береговой линии к северу от п. Харасавэй, абразионный тип берегов к югу;
- сплошное распространение многолетнемерзлых пород и связанные с этим криогенные формы рельефа, толща ММП достигает в пределах участка недр 400 м;
- избыточное увлажнение, формирующее густую речную сеть, высокую степень заболоченности и заозеренности с абсолютным преобладанием поверхностного стока, западносибирский тип уровенного режима рек с пиком весеннего половодья в мае-июне, паводками в раннюю осень и зимнюю межень;
- высокую хозяйственную и природоохранную ценность экосистем в совокупности с их крайне низкой устойчивостью к техногенных нагрузкам и низкой скоростью самовосстановления;
- возможное наличие краснокнижных видов растений и животных;
- возможное наличие объектов культурного наследия (культовых мест и захоронений), требующих особой охраны.
Для целей обращения с отходами бурения предлагается использовать природощадящие технологии, способствующие минимальному выделению загрязняющих веществ в природные комплексы (особенно на почвенный покров и водные объекты), минимальному физическому воздействию, а также потребляющие наименьшие объемы природных ресурсов.
Объемы образования отходов бурения на Харасавэйском ГКМ за рассматриваемый период составляют 148431 мз и относятся к малоопасным отходам с низкой степенью вредного воздействия на окружающую природную среду.
Анализ практического опыта применения различных технологий обращения с отходами бурения показал, что современные технологии широко представлены на Харасавэйском ГКМ: размещение твердой фазы отходов бурения в картах полигона ТБиПО; реагентная обработка жидкой фазы отходов бурения в цехе нейтрализации; закачка осветленной жидкой фазы отходов бурения в поглощающие скважины; переработка твердой фазы отходов бурения в строительный материал; строительство во льдах и многолетнемерзлых породах подземных резервуаров для захоронения отходов бурения.
На месторождениях Крайнего Севера в ЯНАО также используется термическое обезвреживание твердой и жидкой фазы отходов бурения, переработка отходов бурения в строительный материал, как на централизованных производственных площадках, так и на площадках строительства скважин.
Технологии обратной закачки отходов бурения в затрубное пространство, в поглощающие пласты, зоны гидроразрыва в настоящее время не нашли широкого применения, а технология формирования из бурового шлама шламово-торфяно-почвенной и шламово-торфяно-грунтовой смеси в условиях Крайнего Севера невозможна из-за сложных природно-климатических условий.
Технологии, предлагаемые в данных схемах, прошли успешные испытания, получили опыт применения в сходных природных и социально¬экономических условиях. Большая часть предлагаемых технологий используется в настоящее время на Харасавэйском месторождении и имеет действующую разрешительную документацию на использование, в том числе положительное заключение Государственной экологической экспертизы.
Из технико-экономической оценки исключены технологии, реализация которых невозможна по причинам:
- отсутствия опыта использования на территориях со сходными природноклиматическими условиями;
- отсутствия лицензированных организаций, осуществляющих работы по обращению с отходами бурения на территории ЯНАО;
- отсутствия возможности приобретения оборудования (в том числе зарубежного); - законодательных и юридических ограничений;
- невысокой производительности с учетом образующегося при эксплуатационном бурении объема отходов бурения.
На основе проектов-аналогов для Харасавэйского ГКМ определены объемы негативного воздействия на окружающую среду при реализации рассматриваемых схем обращения с отходами бурения на Харасавэйском ГКМ.
Выполнена оценка степени воздействия на окружающую среду — определен индекс воздействия экологических аспектов схем обращения с отходами бурения в соответствии с Методикой [47]. Определен индекс значимости экологических аспектов, составлен перечень значимых экологических аспектов рассматриваемых схем обращения с отходами бурения.
Выполнено ранжирование рассматриваемых схем обращения с отходами бурения по степени воздействия на окружающую среду. Показано, что наименьшее воздействие на окружающую среду из четырех рассматриваемых схем обращения с отходами бурения оказывает вариант с размещением всех отходов бурения в 49 подземных резервуарах.
- суровый климат, обусловленный преобладанием арктических воздушных масс;
- приморское положение месторождения и связанное с этим формирование особых ландшафтов трех морских террас и северных приморских пляжей — лайд;
- аккумулятивный тип береговой линии к северу от п. Харасавэй, абразионный тип берегов к югу;
- сплошное распространение многолетнемерзлых пород и связанные с этим криогенные формы рельефа, толща ММП достигает в пределах участка недр 400 м;
- избыточное увлажнение, формирующее густую речную сеть, высокую степень заболоченности и заозеренности с абсолютным преобладанием поверхностного стока, западносибирский тип уровенного режима рек с пиком весеннего половодья в мае-июне, паводками в раннюю осень и зимнюю межень;
- высокую хозяйственную и природоохранную ценность экосистем в совокупности с их крайне низкой устойчивостью к техногенных нагрузкам и низкой скоростью самовосстановления;
- возможное наличие краснокнижных видов растений и животных;
- возможное наличие объектов культурного наследия (культовых мест и захоронений), требующих особой охраны.
Для целей обращения с отходами бурения предлагается использовать природощадящие технологии, способствующие минимальному выделению загрязняющих веществ в природные комплексы (особенно на почвенный покров и водные объекты), минимальному физическому воздействию, а также потребляющие наименьшие объемы природных ресурсов.
Объемы образования отходов бурения на Харасавэйском ГКМ за рассматриваемый период составляют 148431 мз и относятся к малоопасным отходам с низкой степенью вредного воздействия на окружающую природную среду.
Анализ практического опыта применения различных технологий обращения с отходами бурения показал, что современные технологии широко представлены на Харасавэйском ГКМ: размещение твердой фазы отходов бурения в картах полигона ТБиПО; реагентная обработка жидкой фазы отходов бурения в цехе нейтрализации; закачка осветленной жидкой фазы отходов бурения в поглощающие скважины; переработка твердой фазы отходов бурения в строительный материал; строительство во льдах и многолетнемерзлых породах подземных резервуаров для захоронения отходов бурения.
На месторождениях Крайнего Севера в ЯНАО также используется термическое обезвреживание твердой и жидкой фазы отходов бурения, переработка отходов бурения в строительный материал, как на централизованных производственных площадках, так и на площадках строительства скважин.
Технологии обратной закачки отходов бурения в затрубное пространство, в поглощающие пласты, зоны гидроразрыва в настоящее время не нашли широкого применения, а технология формирования из бурового шлама шламово-торфяно-почвенной и шламово-торфяно-грунтовой смеси в условиях Крайнего Севера невозможна из-за сложных природно-климатических условий.
Технологии, предлагаемые в данных схемах, прошли успешные испытания, получили опыт применения в сходных природных и социально¬экономических условиях. Большая часть предлагаемых технологий используется в настоящее время на Харасавэйском месторождении и имеет действующую разрешительную документацию на использование, в том числе положительное заключение Государственной экологической экспертизы.
Из технико-экономической оценки исключены технологии, реализация которых невозможна по причинам:
- отсутствия опыта использования на территориях со сходными природноклиматическими условиями;
- отсутствия лицензированных организаций, осуществляющих работы по обращению с отходами бурения на территории ЯНАО;
- отсутствия возможности приобретения оборудования (в том числе зарубежного); - законодательных и юридических ограничений;
- невысокой производительности с учетом образующегося при эксплуатационном бурении объема отходов бурения.
На основе проектов-аналогов для Харасавэйского ГКМ определены объемы негативного воздействия на окружающую среду при реализации рассматриваемых схем обращения с отходами бурения на Харасавэйском ГКМ.
Выполнена оценка степени воздействия на окружающую среду — определен индекс воздействия экологических аспектов схем обращения с отходами бурения в соответствии с Методикой [47]. Определен индекс значимости экологических аспектов, составлен перечень значимых экологических аспектов рассматриваемых схем обращения с отходами бурения.
Выполнено ранжирование рассматриваемых схем обращения с отходами бурения по степени воздействия на окружающую среду. Показано, что наименьшее воздействие на окружающую среду из четырех рассматриваемых схем обращения с отходами бурения оказывает вариант с размещением всех отходов бурения в 49 подземных резервуарах.