Нефтегазодобывающая отрасль
.docНефтегазодобывающая отрасль — одна из самых экологически опасных отраслей хозяйствования. Она отличается большой землеемкостью, значительной загрязняющей способностью, высокой взрыво- и пожароопасностью промышленных объектов. Химические реагенты, применяемые при бурении скважин, добыче и подготовке нефти, а также добываемые углеводороды и примеси к ним являются вредными веществами для растительного и животного мира, а также для человека.
[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 1
Россия является одной из ведущих нефтегазодобывающих стран мира по объему добычи и переработки углеводородного сырья. Актуальность решения проблемы утилизации нефтесодержащих отходов обусловлена значительным количеством накопленных и ежегодно образующихся отходов, их негативным воздействием на окружающую среду. Известно [1], что в 2010 году при добыче топливно-энергетических ископаемых образовалось 2204,3 млн тонн нефтешламов, в том числе в Краснодарском крае – до 11600 тонн.
В стране и в крае, в частности, не предусмотрены устойчивые системы утилизации побочных продуктов переработки нефти, что угрожает здоровью человека, благоприятному состоянию окружающей природной среды и сохранению биологического разнообразия и определяет изучаемую нами проблему особенно острой и актуальной.
Вести добычу огромных объемов газа и нефти и при этом не наносить природе ущерба - задача, которую ставят перед добывающими компаниями власти региона и страны. Принятые экологические обязательства позволяют газовикам соблюдать требования нормативных документов Российской Федерации при выполнении плановых показателей по добыче, и постоянно снижать воздействие на экосистемы Приполярья. Проблема обезвреживания и утилизации нефтесодержащих шламов, образующихся на объектах добычи, переработки, транспорта и хранения газа и конденсата занимает важное место среди экологических проблем на предприятиях. В связи с запрещением сжигания нефтешламов в амбарах и захоронения на полигонах большая доля нефтешламов, образующихся от объектов нефтегазового комплекса хранится на территориях предприятий.
[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 2
Проблема переработки отходов считается одной из самых крупных экологических проблем. Изучая опыт обращения с отходами в России и за рубежом, можно сделать вывод, что совершенствование нормативной базы, увеличение доли переработки и повторного использования отходов и применение современных технологий обеспечит устойчивое экологическое развитие во всех регионах страны – [8]
Анализ общих тенденций переработки и утилизации отходов производства и потребления показал эффективность их использования в качестве вторичных материальных ресурсов [8]. На рис. 1 представлена схема вовлечения в ресурсооборот отходов нефтегазовой отрасли за счет внедрения безотходных технологий. Такой подход позволяет не только расширить сырьевую базу, но и способствует минимизации негативного воздействия отходов и защите окружающей среды.
[http://www.science-education.ru/106-7707] – 10
Таким образом изучив данную тему, можно сделать вывод, что Актуальность решения проблемы утилизации нефтесодержащих отходов обусловлена значительным количеством накопленных и ежегодно образующихся отходов, их негативным воздействием на окружающую среду. В процессе строительства скважин, наиболее негативное воздействие на окружающую среду (ОС) оказывают отходы бурения (ОБ), включающие отработанные буровые растворы (ОБР), буровые сточные воды (БСВ) и буровые шламы (БШ), нефтешламы (НШ). Из многочисленных способов обращения с нефтесодержащими отходами необходимо отметить следующие: 6. термический (сжигание в открытых амбарах и печах); 7. химический (экстрагирование с помощью растворителей, отверждение с применением неорганических или органических добавок,); 8. физико-химический; 9. биологический; 10. физический (захоронение отходов в специальных могильниках, разделение их в центробежном поле, вакуумное или напорное фильтрование, замораживание).
[http://www.referatya.ru/catalog/detail/70149] – 18
Научная новизна
1. Установлен состав мигрирующих в водную среду углеводородов и их производных из нефтешламов, отработанных силикагелей и цеолитсодержащих катализаторов и продуктов обезвреживания отходов по данным
спектрального анализа и хроматографии. При этом впервые определены количества этих загрязнений в водной среде доступным методом на основе тонкослойной хроматографии (ТСХ) с применением денситометра Сорб-фил. Выявлено удерживание малополярных соединений силикагелем, цеолитами и миграция в водную среду преимущественно более полярных.
2. Впервые предложена кремнеземсодержащая обезвреживающая НШ композиция: смесь из негашеной извести и отработанного силикагеля с содержанием от 9 до 52 %, при смешении которой с НШ получена экологически безопасная органоминеральная добавка (ОМД).
3. Разработан способ применения ОМД в производстве керамзита для получения готовой продукции с низкой насыпной плотностью и требуемой прочностью при более низких температурах обжига глины.
4. Научно обосновано обезвреживание отработанных силикагелей и катализаторов использованием их в качестве кремнеземсодержащей добавки при получении керамических кирпичей.
[http://earthpapers.net/ekologicheskie-aspekty-obezvrezhivaniya-i-utilizatsii-uglevodorodsoderzhaschih-othodov-neftegazovogo-kompleksa#ixzz3uCGdGYui] – 15
Количество нефтесодержащих отходов в газовой отрасли колеблется в широких пределах. Так, в целом по "Газпрому" за 2000 г. оно составило около 10,0 тыс.т, при этом на долю жидких отходов приходится 70%, пастообразных и твердых – 30%. Ряд дочерних предприятий "Газпрома", имеющих в своем составе крупные объекты транспорта и переработки газа, являются источниками образования значительных объемов нефтесодержащих отходов, которые по своим характеристикам не могут рассматриваться как вторичные материальные ресурсы и подлежат обезвреживанию. Количество образующихся отходов на отдельных предприятиях колеблется от 578 т/год до 2510 т/год. Существовавшее ранее мнение о малоотходности газовой отрасли, в связи с чем на подавляющем большинстве предприятий не предусматривалась организация участков обезвреживания образующихся отходов, привело к накоплению большого количества отходов производства и потребления на промышленных площадках многих структур "Газпрома". Зачастую предприятия вынуждены накапливать и хранить на своей территории нефтешламы из-за недостаточного количества полигонов промышленных отходов, их принимающих, или из-за отсутствия установок по переработке нефтесодержащих отходов, соответственно платя за их хранение. Скапливание нефтеотходов на производственных территориях может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод. – 11 Нередко нефтесодержащие отходы уничтожаются на промплощадках путем сжигания без очистки отходящих газов, загрязняющих атмосферу, что является нарушением законодательства по охране атмосферного воздуха и влечет плату за указанные выбросы в 25-кратном размере. Решающим фактором, определяющим загрязняющие свойства шламов, а также направления их утилизации и нейтрализации вредного воздействия на объекты природной среды является состав и физико-химические свойства. Выбор способа переработки зависит от качества шлама и состава содержащихся в нем нефтепродуктов и механических примесей. Нефтесодержащие отходы можно условно разделить на утилизируемые, которые после регенерации могут быть использованы на производстве, и неутилизируемые, подлежащие обезвреживанию из-за своих физико-механических свойств. По некоторым данным к неутилизируемым нефтесодержащим отходам относятся нефтешламы, образующиеся при очистке емкостей, резервуаров, участков кондесатопроводов, шлам реагентной очистки сточных вод, а также замазученный песок или грунт и др. Для правильной организации сбора, размещения, обезвреживания и утилизации отходов необходимо знать состав, количество и свойства отходов, а также факторы, влияющие на их изменение, что напрямую связано с расчетом экологических платежей, оценке материального ущерба или риска возникновения аварийных ситуаций при обращении с отходами. Исходной информацией для проведения инвентаризации отходов служат данные изучения регламентов используемых технологических процессов, сырья, материалов, топлива, карты-схемы расположения источников образования отходов и мест их временного и постоянного складирования. В процессе инвентаризации составляется материальный баланс предприятия, рассчитывается количество образующихся отходов и устанавливается их класс опасности.
[http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html?r=9&page=29&f=1&t=1267] -12
В настоящее время известно о применении следующих методов (и их комбинаций) обезвреживания и переработки нефтяных шламов: - сжигание нефтяных шламов в виде водных эмульсий и утилизация выделяющегося тепла и газов; - обезвоживание или сушка нефтяных шламов с возвратом нефтепродуктов в производство, а сточных вод в оборотную циркуляцию и последующим захоронением твердых остатков; - отверждение нефтешламов специальными консолидирующими составами с последующим использованием в других отраслях народного хозяйства, либо захоронением на специальных полигонах; - переработка нефтяных шламов на газ и парогаз, в нефтепродукты; - использование нефтешламов как сырье (компоненты других отраслей народного хозяйства); - физико-химическое разделение нефтяного шлама (растворители, деэмульгаторы, ПАВ и др.) на составляющие фазы с последующим использованием.
Наиболее эффективным, хотя и не всегда экономически рентабельным, считается термический метод обезвреживания шлама. В последние годы наибольшее распространение получили следующие методы сжигания нефтешламов: во вращающихся барабанных печах, в печах с кипящим слоем теплоносителя, в объеме топки с использованием форсунок, в топке с барботажными горелками. Термический метод позволяет совместно с нефтешламами сжигать загрязненные фильтры, промасленную ветошь, твердые бытовые отходы. Образующиеся при этом вторичные отходы относятся к 4 классу опасности и подлежат вывозу на полигоны захоронения. Объем вторичных отходов по сравнению с первоначальным уменьшается до 10 раз.
Продукт, образующийся в результате обезвреживания нефтешламов химическим методом, пригоден для использования в строительстве, при прокладке дорог, отсыпке земляных насыпей и может быть реализован сторонним потребителям. По некоторым данным с экономической точки зрения химическое обезвреживание нефтеотходов имеет более низкую стоимость обезвреживания отходов, чем термическое.
[http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html?r=9&page=29&f=1&t=1267] – 13
Одним из наиболее перспективных методов обезвреживания нефтешламов (НШ) является реагентное капсулирование, которое заключается в смешении негашеной извести и сорбента с НШ. В результате взаимодействия компоненты отхода вовлекаются в гидрофобную капсулу.
Введение отработанного силикагеля [6] или термически обработанной рисовой лузги [2, 3] в качестве кремнеземсодержащего сорбента в большей степени позволило снизить растворимость капсул продукта утилизации за счет образования малорастворимых силикатов и карбонатов кальция при взаимодействии оксидов кремния, углекислого газа атмосферного воздуха с оксидом кальция, соответственно.
Для повышения экологической безопасности в состав обезвреживающей композиции вводят кремнеземсодержащие адсорбенты, которые поглощают легкие углеводородные фракции, ионы тяжелых металлов и серосодержащие соединения, содержащиеся в нефтяном отходе [60]. Введение кремнеземсодержащих сорбентов позволяет снизить растворимость капсул продукта утилизации за счет образования малорастворимых силикатов и карбонатов кальция при взаимодействии оксидов кремния, углекислого газа атмосферного воздуха с оксидом кальция, соответственно. Для повышения экологической безопасности нами предлагается введение в состав обезвреживающей композиции СаО:ОДМ-2Ф модификатора – восковых веществ, содержащихся в ОМ [161]. Кроме того, ОМ-1 и ОМ-2 выполняют одновременно и роль сорбента-реагента. Остаточные сорбционные свойства отработанного ОДМ-2Ф создают условия для поглощения углеводородов. Ионы тяжелых металлов при гашении оксида кальция в щелочной среде переводятся в нерастворимые гидроксиды.
Продукты утилизации НШ нами предложено использовать в производстве бетонных конструкций гидротехнического назначения в качестве гидробофизирующих добавок.
Процесс приготовления бетонной смеси состоит из дозировки ингредиентов и их перемешивания. Введение гидрофобизирующей добавки не требует приобретения дополнительного оборудования для блока подачи добавки в смеситель, т.к. оборудование для хранения, просева и дозирования добавки является стандартным на заводах по производству изделий из бетона.
[http://www.dslib.net/ekologia/povyshenie-resursosberezhenija-utilizaciej-neftesoderzhawih-othodov-reagentnym.html] – 14
В нефтегазовой отрасли, как и в целом по России, необходимо скорейшее решение ряда принципиальных задач. К их числу относится обеспечение стабилизации и последующего коренного улучшения состояния окружающей среды за счет «экологизации» экономической деятельности, т.е. ввод хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, внедрение системы экологического управления и менеджмента, включающей в себя создание такого механизма, который целенаправленно будет ориентировать все субъекты предпринимательства на соблюдение природоохранных требований, требуется системных подход, оптимизирующий весь материально-производственный цикл - от сырья до готового продукта и утилизации отходов производства. Этот цикл должен включать в себя создание замкнутой промышленной схемы малоотходного и экологически приемлемого производства.
[http://ru-ecology.info/term/12822/] – 9
Нефть и газ — фундамент экономики современной России. Но это и источник значительно повышенной опасности для окружающей природной среды. Нефтегазовый комплекс был и остается крупнейшим загрязнителем атмосферного воздуха в стране. Он дает до 30% загрязняющих веществ, выбрасываемых промышленностью. Многие водоемы, соседствующие с разрабатываемыми месторождениями, до чрезвычайности загрязнены нефтепродуктами (до 100–300 ПДК). На балансе нефтяников и газовиков находится 158 тыс. га нарушенных земель — и это только по официальным данным нефтедобывающих компаний. По другим данным, эта цифра в 10 раз больше. Более половины промышленных отходов — это тоже продукт жизнедеятельности топливного комплекса. Тысячи «бесхозных» скважин, сотни тысяч километров внутрипромысловых и магистральных трубопроводов — это постоянная угроза аварий с тяжелыми экологическими последствиями. Справедливости ради нужно признать, что крупные нефтегазовые компании немало делают для уменьшения негативных экологических последствий производственной деятельности. Но это, скорее, жест доброй воли. Усилия компаний-энтузиастов не подкреплены целенаправленной государственной политикой. [http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093] – 3
[5] – Добыча нефти и связанного с ней газа, составляющая единую нефтегазовую отрасль, является не только основой мощного топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России, но и главным источником валютных поступлений, ведущим компонентом бюджета страны. Не секрет, что нефтегазодобывающие регионы больше получают от этого источника, но и платят они за это высокую цену в виде разрушения экосистем и объемного загрязнения природных сред.
[4] – Нефтегазовая промышленность получила в наследство от прошлых времен множество экологических проблем. Особенно серьезный ущерб природе и экономике наносится при разливах нефти. В качестве наиболее яркого примера масштаба нефтяных разливов в России в результате неудовлетворительного состояния инфраструктуры приводят утечку нефти в Республике Коми, когда на протяжении 6 месяцев в окружающую среду поступило, по разным оценкам, от 50 до 100 тыс. т сырой нефти. Причиной тому послужили различные повреждения эксплуатируемого трубопровода — многочисленные трещины, пробоины и разрывы Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
[6] – Опубликованные данные о запасах нефти в России различаются довольно значительно. По российским источникам, у нас более 10% мировых подтвержденных запасов, неразведанные извлекаемые ресурсы оцениваются в несколько десятков млрд т, газового конденсата — более 10 млрд т. По данным Мирового банка, подсчитанные запасы нефти оцениваются в 12 млрд т (8-е место в мире). Материалы подготовленного "Бритиш петролеум" обзора свидетельствуют, что доказанные запасы нефти составляют 6,7 млрд т, а это 7-е место в мире. По различным оценкам объема годовой добычи нефти, которую ведут около 200 компаний, Россия в 2005 г. приблизилась к 1-му месту в мире, сравнявшись с лидером — ОАЭ, или даже обойдя его. В стране действуют 27 нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) общей мощностью около 280 млн т/год, система магистральных, внутри- и межпромысловых нефтепроводов. В виде сырой нефти и продуктов ее переработки экспортируется 60% добытых углеводородов. Экспорт нефтепродуктов в 2002 г. составил 75 млн т. Особое внимание при рассмотрении нефтегазодобычи в России следует уделять Западной Сибири, в первую очередь Ханты-Мансийскому автономному округу (ХМАО, или Югра), отмечавшему в 2003 г. 50-летие начала освоения Западно-Сибирской нефтегазовой провинции. Во-первых, здесь сосредоточены крупнейшие месторождения России: Самотлорское (запасы 6,7 млрд т), Приобское (2,0), Федоровское (1,8), Мамонтовское (1,3), Лянторское (2,0). Во-вторых, его изученность в эколого-природоохранном отношении меньше, чем у других, староосвоенных нефтяных районов. В-третьих, он дает больше половины нефти России (57%, это 209,9 млн т в 2002 г.) и является лидером по нефтезагрязнениям — суммарные потери нефти за весь период добычи оцениваются в 100 млн т. Здесь ожидается дальнейший устойчивый рост добычи нефти. В 2004 г. на территории округа разрабатывалось 186 месторождений нефти. В 2004 г. объем добытой с 1964 г. в округе нефти превысил 8 млрд т. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
Главная проблема — низкий уровень утилизации попутного нефтяного газа (для месторождений Западной Сибири этот показатель, в среднем, не превышает 80%). Сжигание больших объемов попутного нефтяного газа по-прежнему является основным источником загрязнения окружающей среды в районах нефтедобычи. Ситуация не улучшается, хотя нефтяники, хорошо зарабатывающие на экспорте, могут позволить себе тратить на природоохранные мероприятия много больше представителей других горных отраслей. Более половины отраслевых выбросов (59%) приходится на оксид углерода, примерно поровну — на углеводороды (16%) и летучие органические соединения (15%). В отрасли самая низкая степень улавливания вредных веществ, отходящих от стационарных источников (менее 1%), поскольку источники выбросов на предприятиях нефтедобычи в основном неорганизованные. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
Лидером отрасли по уровню использования попутного газа является ОАО «Сургутнефтегаз». В 2004 году было утилизировано 94,8% попутного газа. Годом ранее этот показатель был еще выше — 95,5%. Снижение объясняется значительным ростом добычи и вводом новых месторождений. В 2004 году «Сургутнефтегаз» продолжал строительство и ввод в эксплуатацию объектов утилизации попутного нефтяного газа, затратив на это без малого 2 млрд рублей. Утилизация попутного нефтяного газа повышается за счет увеличения использования газа на отопление, в установках предварительного сброса воды и подготовки нефти. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
Однако рекордсменом борьбы с вредными выбросами можно назвать «Башнефть». В 2004 году по объектам компании выбросы вредных веществ в атмосферу снижены на 6,9 тыс. тонн, или на 26,3%, по сравнению с 2003 годом и составили 26,2 тыс. тонн. Удельные выбросы: 2,17 кг на тонну добычи в 2004 году против 2,75 кг на тонну в 2003 году. Снижение выбросов вредных веществ в «Башнефти» произошло благодаря внедрению природоохранных (работа 9 установок улавливания легких фракций углеводородов) и организационно-технических мероприятий. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
На предприятиях НК «Славнефть» удельные выбросы в атмосферу — одни из самых высоких в отрасли. Но заметны старания компании изменить ситуацию к лучшему. В 2004 году удельные выбросы уменьшены до 10,57 кг на тонну добычи против 11,15 кг в 2003 году. Правда, суммарный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями геологоразведки и нефтедобычи «Славнефти» в 2004 году вырос на 16,7%. до 191,3 тыс. тонн. Но нужно и учесть, что добыча за год выросла на 23.1%. Уровень использования попутного газа на предприятиях «Славнефти» в 2004 году достиг 74,8% (в 2003 году- 69,2%). Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
Самыми вредными для атмосферного воздуха остаются Омский НПЗ (причем, на этом предприятии выбросы увеличиваются), Новоуфимский НПЗ, «Уфанефтехим», Рязанский НПЗ и «Ярославнефтеоргсинтез». На долю этих предприятий приходится 35% отраслевых объемов выбросов. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093 – 7
В последнее время интенсивное развитие получили бактериальные методы интенсификации добычи нефти: введение в пласты через нагнетательные скважины углеводородокисляющих и газообразующих микроорганизмов и питательных субстратов для них, активизация естественных аэробных и анаэробных биоценозов бактерий прежде всего рода Clostridium, образующих на дешевых питательных субстратах значительные количества СН4, СО2, Н2, N2. Методы бактериального воздействия, снижающие вязкость и повышающие подвижность нефти в коллекторе, наиболее эффективны в условиях истощенных месторождений, число которых непрерывно растет. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093
Проводятся эксперименты по очистке малых рек от нефтяного загрязнения с помощью биоконвейеров "Вия", при которых текущая вода фильтруется через микробоценоз, имммобилизованный на природных волокнах. Иммобилизированная углеводородоокисляющая микрофлора волокнистых насадок полностью разлагает нефтепродукты. Эксперимент проведен на р. Парки на производственной территории НГДУ "Мамонтовнефть". Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=78093 – 17
Известен способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель (Патент РФ № 2331489 С1, 20.08.08, Д2, кл. В09С 1/04, аналог). Технология предусматривает отмывку загрязненных грунтов горячей водой, сбор и транспортировку образовавшейся при этом эмульсии (нефти с водой, частицами грунта) в очистную установку, разделение эмульсии на составляющие, очистку их в установке под воздействием аэрации горячим воздухом, вибрации и повторное использование воды и нефти (нефтепродуктов). Однако данный способ не позволяет при ограниченных затратах обезвреживать и утилизировать различные по происхождению и составу промышленные отходы (нефтезагрязненные грунты, нефтешламы, буровые растворы и другие отходы нефтегазовой отрасли).
Наиболее близким к заявляемому решению относится способ утилизации промышленных отходов (Патент РФ № 2223832 С2, 20.02.04, Д1, кл. 7 В09В 1/00, прототип), по которому в пространственно подвижной емкости из промышленных отходов послойно вымораживают и удаляют в виде обезвреженных пресных ледяных блоков до 40% жидкости. Затем оставшуюся часть отходов разделяют на твердую фазу и рассол. Их нейтрализацию производят в процессе термической обработки, например, в серийно выпускаемой асфальтобетонной установке. К недостаткам способа относятся значительные затраты на разделение сильно загрязненных, обводненных промышленных отходов на составляющие (фазы), на обезвреживание жидкости (рассола) и твердых частиц, удаление из них, в случаях необходимости, нефти (нефтепродуктов), а также на утилизацию составляющих отходов в различных сферах нефтегазовой деятельности.
[http://www.freepatent.ru/patents/2454440] – 16