Комплексная оценка и технологические решения снижения негативного воздействия нефтешламовых амбаров на окружающую среду в Томской области
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБРАЗОВАНИЕ НЕФТЕШЛАМОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ КАРГАСОКСОГО РАЙОНА 10
1.1. Факторы, влияющие на образование нефтешламов 11
1.2 Общие данные о нефтезагрязненных грунтах и шламах в РФ 12
1.3 Изучение проблемы утилизации отходов нефтедобычи РФ (исследователи) 13
1.4 Краткое физико-географическое и социально-эколого-экономическое описание
территории исследования (Каргасокский район Томской области) 15
1.4.1 Физико-географическая характеристика района 15
1.4.2 Социально - экономическая характеристика района 20
1.4.3 Местоположение объекта исследования 22
2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ
НЕФТЕШЛАМОВ 24
2.1 Термические методы утилизации нефтешламов 24
2.2 Химические методы утилизации нефтешламов 27
2.3 Использование нефтешламов в качестве вторичного сырья 29
2.4 Электромагнитные методы утилизации нефтешламов 30
2.5 Биологические методы деструкции углеводородов 30
2.6 Использование технологий на территориях Западной Сибири и в условиях Крайнего
Севера 32
3 ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ НА
ТЕРРИТОРИИ ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕЙ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ 34
3.1 Структура и содержимое 34
3.2 Предложения по разработке технологии деструкции нефтешламов с использованием
биологических методов на нефтешламовом амбаре ООО «Альянснефтегаз» 35
3.2.1 Этап накопления 36
3.2.2 Этап обезвреживания 38
3.2.3 Применение обезвреженного грунта 43
3.3 Эколого-экономическая оценка предложенной технологии 44
3.3.1 Определение предотвращенного экологического ущерба 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 56
ПРИЛОЖЕНИЕ В 59
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБРАЗОВАНИЕ НЕФТЕШЛАМОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ КАРГАСОКСОГО РАЙОНА 10
1.1. Факторы, влияющие на образование нефтешламов 11
1.2 Общие данные о нефтезагрязненных грунтах и шламах в РФ 12
1.3 Изучение проблемы утилизации отходов нефтедобычи РФ (исследователи) 13
1.4 Краткое физико-географическое и социально-эколого-экономическое описание
территории исследования (Каргасокский район Томской области) 15
1.4.1 Физико-географическая характеристика района 15
1.4.2 Социально - экономическая характеристика района 20
1.4.3 Местоположение объекта исследования 22
2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ
НЕФТЕШЛАМОВ 24
2.1 Термические методы утилизации нефтешламов 24
2.2 Химические методы утилизации нефтешламов 27
2.3 Использование нефтешламов в качестве вторичного сырья 29
2.4 Электромагнитные методы утилизации нефтешламов 30
2.5 Биологические методы деструкции углеводородов 30
2.6 Использование технологий на территориях Западной Сибири и в условиях Крайнего
Севера 32
3 ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ НА
ТЕРРИТОРИИ ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕЙ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ 34
3.1 Структура и содержимое 34
3.2 Предложения по разработке технологии деструкции нефтешламов с использованием
биологических методов на нефтешламовом амбаре ООО «Альянснефтегаз» 35
3.2.1 Этап накопления 36
3.2.2 Этап обезвреживания 38
3.2.3 Применение обезвреженного грунта 43
3.3 Эколого-экономическая оценка предложенной технологии 44
3.3.1 Определение предотвращенного экологического ущерба 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 56
ПРИЛОЖЕНИЕ В 59
Актуальность проблемы. Нефтяная промышленность в силу специфики своей деятельности является потенциально опасной для окружающей среды. Это обусловлено токсичностью добываемых нефтепродуктов и сопутствующих им веществ, применением в технологических процессах и относящихся к 3-4 классам опасности.
Одним из существенных источников загрязнения окружающей среды являются нефтяные шламы, под которыми в данной работе подразумеваются образующиеся при добыче и подготовке нефти нефтесодержащие отходы, не нашедшие своего применения.
В процессе эксплуатации нефтяных месторождений неизбежно образование нефтешламов, представляющих собой стойкие водонефтяные эмульсии, свойства которых переменны во времени и зависят от множества факторов: газосодержания и обводненности нефтяных скважин, минерализации пластовых вод, способа добычи, компонентного состава, физико-химических и коллоидно-химических свойств нефти и их природных стабилизаторов, наличия частиц механических примесей и их состава, температуры и т.д. Устойчивость таких систем сильно возрастает при их длительном хранении в открытых амбарах и прудах. Происходит это вследствие «старения» эмульсий, уплотнения и упрочнения во времени бронирующих оболочек на каплях воды, испарения легких фракций, осмоления нефтепродуктов, увеличения механических примесей за счет атмосферной пыли и т.д.
Образование нефтяных шламов при эксплуатации нефтяных месторождений происходит за счет:
• сбросов при подготовке нефти;
• сбросов при зачистке нефтяных резервуаров;
• нефтесодержащих промывочных жидкостей, используемых при производ-стве буровых работ;
• сбросов при испытании и капитальном ремонте скважин;
• аварийных разливов при добыче и транспортировке нефти.
Накопление и хранение нефтешламов осуществляется в открытых земляных резервуарах - нефтешламовых амбарах различной конструкции. В связи с возрастающими требованиями к охране окружающей среды проблема утилизации нефтешламов и ликвидации нефтешламовых амбаров из года в год приобретает все большее значение.
Современные методы утилизации нефтешламов недостаточно технологичны, энергоемки и требуют значительных капитальных вложений, поэтому объемы утилизации отстают от объемов их образования и к уже накопленным объемам добавляются новые.
В нефтедобывающих регионах России и стран СНГ, а также на предприятиях нефтепереработки проблема создания высокоэффективных и экологически чистых технологий утилизации нефтешламов и ликвидации нефтешламовых амбаров весьма актуальна и требует оперативного решения.
Цель работы: разработка технологических решений для безотходной утилизации нефтешламовых амбаров в условиях Западно-Сибирского региона на примере Общества с ограниченной ответственностью «Альянснефтегаз».
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить условия образования нефтяных шламов на месторождениях ООО «Альянснефтегаз» и изучить их физико-химические свойства;
2. Определить характер и уровень воздействия содержимого нефтешламовых амбаров на сопряженные компоненты природной среды.
3. Провести комплексную оценку существующих методов и технологий утилизации нефтешламов и выбрать наиболее подходящие;
4. Разработать технологию деструкции нефтешламов с использованием биологических методов;
5. Провести эколого-экономическую оценку предложенных технологий утилизации нефтешламов.
Научная новизна исследования: впервые проведено комплексное исследование влияния нефтешламового амбара ООО «Альянснефтегаз» на окружающую среду - атмосферный воздух, почву и подземные воды.
Произведен анализ эффективности биологического препарата для биодеструкции нефтешламов (МД «Жидкий»). Установлено, что биологический процесс деструкции активно протекает при концентрации нефти в грунте не более 10%, что достигается внесением структурообразователей в виде перегноя, опилок, торфа.
Теоретической и методологической основой исследования послужили фундаментальные и прикладные научные работы в области утилизации нефтяных шламов. Изучению данной проблемы посвящено множество исследований как российских, так и зарубежных авторов. Исследованию проблемы посвящены работы таких авторов как Позднышев Г.Н., Фердман В.М., Душин П.Н., Седых В.Н. Шейх-Али Д.М., Сергеев Р.И., Десяткин А. А и многих других авторов.
Информационная база исследования. В работе использовались материалы, собранные за время прохождения производственной практики, данные ООО «Альянснефтегаз» и ООО «Экойл», публикации отечественных и зарубежных авторов и периодических изданий.
Руководствуясь разработанной Технологией по утилизации нефтешламов, нефтедобывающие предприятия и организации, проводящие рекультивацию нефтезагрязненных территорий, могут решить проблему накопления нефтяных шламов и их обезвреживания, сведя к минимуму негативное воздействие на окружающую природную среду и здоровье рабочего персонала месторождений
На защиту выносятся следующие защищаемые положения:
1. Результаты оценки воздействия нефтешламов полигона ТБО Майского нефтяного месторождения на окружающую среду.
2. Применение биодеструкторов нефтепродуктов совместно с минеральными удобрениями и периодической аэрацией позволяет ускорить деструкцию нефтепродуктов в рамках нефтешламового амбара.
3. Комплексная технология утилизации нефтешламов в условиях полигона ТБО Майского нефтяного месторождения ООО «Альянснефтегаз»
Выражаю благодарность научному руководителю А.М. Адаму, начальнику отдела экологической безопасности ООО «Норд Империал» Ж.А. Шуверовой, старшему преподавателю кафедры экологии, природопользования и экологической инженерии Н.В. Жарчинскому за общее руководство работой и профессиональные консультации.
Одним из существенных источников загрязнения окружающей среды являются нефтяные шламы, под которыми в данной работе подразумеваются образующиеся при добыче и подготовке нефти нефтесодержащие отходы, не нашедшие своего применения.
В процессе эксплуатации нефтяных месторождений неизбежно образование нефтешламов, представляющих собой стойкие водонефтяные эмульсии, свойства которых переменны во времени и зависят от множества факторов: газосодержания и обводненности нефтяных скважин, минерализации пластовых вод, способа добычи, компонентного состава, физико-химических и коллоидно-химических свойств нефти и их природных стабилизаторов, наличия частиц механических примесей и их состава, температуры и т.д. Устойчивость таких систем сильно возрастает при их длительном хранении в открытых амбарах и прудах. Происходит это вследствие «старения» эмульсий, уплотнения и упрочнения во времени бронирующих оболочек на каплях воды, испарения легких фракций, осмоления нефтепродуктов, увеличения механических примесей за счет атмосферной пыли и т.д.
Образование нефтяных шламов при эксплуатации нефтяных месторождений происходит за счет:
• сбросов при подготовке нефти;
• сбросов при зачистке нефтяных резервуаров;
• нефтесодержащих промывочных жидкостей, используемых при производ-стве буровых работ;
• сбросов при испытании и капитальном ремонте скважин;
• аварийных разливов при добыче и транспортировке нефти.
Накопление и хранение нефтешламов осуществляется в открытых земляных резервуарах - нефтешламовых амбарах различной конструкции. В связи с возрастающими требованиями к охране окружающей среды проблема утилизации нефтешламов и ликвидации нефтешламовых амбаров из года в год приобретает все большее значение.
Современные методы утилизации нефтешламов недостаточно технологичны, энергоемки и требуют значительных капитальных вложений, поэтому объемы утилизации отстают от объемов их образования и к уже накопленным объемам добавляются новые.
В нефтедобывающих регионах России и стран СНГ, а также на предприятиях нефтепереработки проблема создания высокоэффективных и экологически чистых технологий утилизации нефтешламов и ликвидации нефтешламовых амбаров весьма актуальна и требует оперативного решения.
Цель работы: разработка технологических решений для безотходной утилизации нефтешламовых амбаров в условиях Западно-Сибирского региона на примере Общества с ограниченной ответственностью «Альянснефтегаз».
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить условия образования нефтяных шламов на месторождениях ООО «Альянснефтегаз» и изучить их физико-химические свойства;
2. Определить характер и уровень воздействия содержимого нефтешламовых амбаров на сопряженные компоненты природной среды.
3. Провести комплексную оценку существующих методов и технологий утилизации нефтешламов и выбрать наиболее подходящие;
4. Разработать технологию деструкции нефтешламов с использованием биологических методов;
5. Провести эколого-экономическую оценку предложенных технологий утилизации нефтешламов.
Научная новизна исследования: впервые проведено комплексное исследование влияния нефтешламового амбара ООО «Альянснефтегаз» на окружающую среду - атмосферный воздух, почву и подземные воды.
Произведен анализ эффективности биологического препарата для биодеструкции нефтешламов (МД «Жидкий»). Установлено, что биологический процесс деструкции активно протекает при концентрации нефти в грунте не более 10%, что достигается внесением структурообразователей в виде перегноя, опилок, торфа.
Теоретической и методологической основой исследования послужили фундаментальные и прикладные научные работы в области утилизации нефтяных шламов. Изучению данной проблемы посвящено множество исследований как российских, так и зарубежных авторов. Исследованию проблемы посвящены работы таких авторов как Позднышев Г.Н., Фердман В.М., Душин П.Н., Седых В.Н. Шейх-Али Д.М., Сергеев Р.И., Десяткин А. А и многих других авторов.
Информационная база исследования. В работе использовались материалы, собранные за время прохождения производственной практики, данные ООО «Альянснефтегаз» и ООО «Экойл», публикации отечественных и зарубежных авторов и периодических изданий.
Руководствуясь разработанной Технологией по утилизации нефтешламов, нефтедобывающие предприятия и организации, проводящие рекультивацию нефтезагрязненных территорий, могут решить проблему накопления нефтяных шламов и их обезвреживания, сведя к минимуму негативное воздействие на окружающую природную среду и здоровье рабочего персонала месторождений
На защиту выносятся следующие защищаемые положения:
1. Результаты оценки воздействия нефтешламов полигона ТБО Майского нефтяного месторождения на окружающую среду.
2. Применение биодеструкторов нефтепродуктов совместно с минеральными удобрениями и периодической аэрацией позволяет ускорить деструкцию нефтепродуктов в рамках нефтешламового амбара.
3. Комплексная технология утилизации нефтешламов в условиях полигона ТБО Майского нефтяного месторождения ООО «Альянснефтегаз»
Выражаю благодарность научному руководителю А.М. Адаму, начальнику отдела экологической безопасности ООО «Норд Империал» Ж.А. Шуверовой, старшему преподавателю кафедры экологии, природопользования и экологической инженерии Н.В. Жарчинскому за общее руководство работой и профессиональные консультации.
1. Установлено, что нефтешламы, сосредоточенные в нефтешламовых амбарах, оказывают несущественное негативное воздействие на окружающую среду. Установлено, что метод биологической деструкции нефти в донных осадках и грунтах эффективен в течение теплого периода года. По предложенной технологии содержание нефтепродуктов в нефтяных шламах удалось уменьшить почти в 8 раз. Это условие достигается внесением структурообразователей и комплексом минеральных удобрений.
2. Разработанная технологическая схема утилизации нефтешламов на полигоне ТБО Майского месторождения, включающая прием нефтешламов, их предварительное разделение на нефть, воду и механические примеси, временное хранение, переработку нефтяной фракции в товарную нефть и биологическую деструкцию остаточных нефтепродуктов, позволяет получать товарную нефть и ликвидировать промысловые нефтешламовые амбары.
3. Обезвреженный нефтешлам, насыщенный углеводородокисляющей микрофлорой и минеральным питанием, предложено использовать на нефтезагрязненных участках подлежащих рекультивации в качестве активного грунта.
4. Предотвращенный эколого-экономический ущерб оценивается около 41 тыс. рублей в год.
2. Разработанная технологическая схема утилизации нефтешламов на полигоне ТБО Майского месторождения, включающая прием нефтешламов, их предварительное разделение на нефть, воду и механические примеси, временное хранение, переработку нефтяной фракции в товарную нефть и биологическую деструкцию остаточных нефтепродуктов, позволяет получать товарную нефть и ликвидировать промысловые нефтешламовые амбары.
3. Обезвреженный нефтешлам, насыщенный углеводородокисляющей микрофлорой и минеральным питанием, предложено использовать на нефтезагрязненных участках подлежащих рекультивации в качестве активного грунта.
4. Предотвращенный эколого-экономический ущерб оценивается около 41 тыс. рублей в год.
