Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 2022, № 2, стр. 638-69

ВВЕДЕНИЕ

Сибирский нефтегазоносный бассейн – крупнейший нефтегазоносный бассейн мира, расположенный в пределах Западно-Сибирской равнины, на территории которого добывается до 70% российской нефти. При этом нефтяная промышленность России играет значительную роль в социально-экономическом развитии страны и является важнейшим субъектом мирового рынка нефти и газа. Результаты ее деятельности являются основной базой для поддержания курса национальной валюты. Но, несмотря на положительное влияние нефтегазового комплекса на развитие и благосостояние страны, существуют отрицательные стороны его деятельности. В первую очередь они проявляются в негативном воздействии на окружающую природную среду. В настоящее время предпринимается много усилий по его снижению, но остаются слабые места при освоении месторождений, связанные с возникновением аварийных ситуаций на нефтепроводах и выбросом нефтесодержащих продуктов в окружающую природную среду^11,22. Усугубляются последствия негативного воздействия на окружающую среду климатическими условиями в виде короткого лета, затяжными весной и осенью, в отдельные годы весной, плавно переходящей в осень, и долгой холодной снежной зимой. Кроме этого, основной особенностью территории Среднего Приобъя является высокая заболоченность, и при этом во время весеннего половодья территория сильно подтопляется. В этот период движение возможно только по дорогам, построенным на насыпях.

МАТЕРИАЛЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Отрицательное воздействие на природную среду происходит как при обустройстве месторождений, так при их эксплуатации. Природоохранные мероприятия, разрабатываемые на стадии проектирования, учитывают технологию разработки месторождения, физико-географические особенности территории и опыт освоения близких по природным условиям нефтегазовых месторождений.

К мероприятиям по снижению воздействия на окружающую природную среду относятся: охрана атмосферного воздуха, охрана поверхностных и подземных вод, рациональное использование водных ресурсов, охрана земель и недр, охрана лесов, растительного и животного мира, утилизация и снижение объемов образования отходов производства и потребления, применение современных природоохранных и ресурсосберегающих технологий.

Для контроля изменения состояния окружающей природной среды при проектировании разрабатывается программа производственного экологического мониторинга как на период строительства, так и на период эксплуатации месторождения. Программа мониторинга предусматривает и возможное возникновение аварийных ситуаций, классифицируя их по уровню негативного воздействия на окружающую среду [2].

Однако, если, опираясь на опыт и статистику, есть возможность закладывать природоохранные мероприятия в проекты освоения месторождений, то на этапе их эксплуатации невозможно предвидеть возникновение аварийных ситуаций. Практика показывает, что программы мониторинга, разработанной на стадии проекта, недостаточно для осуществления природоохранных мероприятий, так как невозможно в ряде случаев заочно оценить особенности аварии, ее масштаб и уровень воздействия на природную среду. К таким авариям относятся аварии, связанные с разливом нефтепродуктов на склонах и водных объектах, так как в этих случаях нефть может мигрировать на значительные расстояния. Самыми сложными являются аварии, происшедшие на переходах трубопроводов через реки и болота [3, 5]. Зачастую при возникновении аварийной ситуации нефтесодержащие продукты попадают на почву, в реки и водоемы, что приводит к загрязнению среды обитания животного и растительного мира [4]. Зона негативного воздействия в этом случае значительно шире участка загрязнения, и возникает не только сложность восстановления работы трубопровода, но и большие проблемы в устранении последствий разлива нефти.

На рис. 1 представлены фотографии последствий аварийных ситуаций, приведших к загрязнению верхового болота, лесного массива с образованием сухостоя и озера. Примером загрязнения реки и ее поймы могут служить фотографии, приведенные на рис. 2.

Рис. 1.

Загрязнение нефтепродуктами верхового болота (а), лесного массива (б) и небольшого озера (в) при аварийном разливе нефти (фото из личного архива автора).

Рис. 2.

Загрязнение нефтепродуктами акватории реки (а) и ее поймы (б) (фото из личного архива автора).

В зависимости от масштаба аварии, физико-географических условий, времени года, распространения излившихся нефтепродуктов, их попадания в водные объекты применяются различные технологии ликвидации их последствий.

Устранение аварийной ситуации заключается не только в возобновлении работы нефтепромыслового оборудования, но и в восстановлении условий окружающей природной среды, существовавших до аварии. В первую очередь проводятся работы по локализации разлива нефтепродуктов, их распространения по рельефу или водной поверхности озера, реки, болота. Согласно действующих нормативов [1], время локализации разлива нефти и нефтепродуктов не должно превышать 4 ч на воде и 6 ч на грунте.

Одновременно с восстановлением нефтепромыслового оборудования производится аварийный сбор локализованной нефтесодержащей воды. На рис. 3 приведены фото амбара и карьера, построенных в авральном режиме для аварийного сбора нефтесодержащей жидкости, образовавшейся при попадании нефти в природную среду.

Рис 3.

Амбар (а) и искусственно созданный карьер (б) для хранения аварийно собранной нефтесодержащей жидкости (фото из личного архива автора).

После ремонта трубопровода и аварийного сбора излившихся нефтепродуктов проводятся полевые геодезические работы по определению площади загрязнения, глубины проникновения нефтепродуктов в грунты, дается характеристика растительности, подвергшейся загрязнению и т.д. На основании полевых работ разрабатывается проект рекультивации нефтезагрязненного участка³³.

Перед недропользователем встает вопрос: что делать с остатками нефтепродуктов и загрязненным грунтом? В данной ситуации рассматриваются два возможных варианта: собрать оставшиеся нефтепродукты и загрязненный грунт и транспортировать их на полигон, если он находится на допустимом расстоянии, или складировать в непосредственной близости, предварительно подготовив для этого соответствующую обвалованную площадку. При устройстве площадки исходят из понимания, что защитные дамбы из грунта можно применять только в течение непродолжительного периода времени в виду того, что будет происходить фильтрация нефти как через дамбу, так и основание площадки. В последнее время, в виду ужесточения требований к охране природы при нефтедобыче, недропользователи стали применять дополнительные природоохранные мероприятия. Примером может служить гидроизоляция амбара, предназначенного для сбора аварийно собранной нефтесодержащей жидкости (рис. 4).

Рис. 4.

Гидроизоляция амбара, предназначенного для сбора нефтесодержащей жидкости (фото взято из открытых источников).

В тех случаях, когда эти работы выполняют со значительным опозданием, глубина загрязнения в результате фильтрации нефти существенно возрастает, что вызывает увеличение объема загрязненного грунта, усложнение технологии и стоимости его дальнейшей переработки [6]. Наибольшие трудности возникают при загрязнении грунтовых массивов с высоким уровнем грунтовых вод. Такие грунты (как правило, на заболоченных участках) обладают низкой несущей способностью и оказываются непроходимыми для землеройной техники.

В дальнейшем для регенерации грунтов и предохранения или очистки грунтовых вод целесообразно применять способ промывки, заключающийся в закладке отсасывающих скважин в пределах контура загрязнения (амбара, котлована или траншеи) и “питающих” за пределами участка. Отсасывающие скважины откачивают загрязненную воду в какую-либо емкость, а питающие подают чистую воду, в результате чего происходят промывка грунта и очищение грунтовых вод.

Для сбора нефтесодержащих продуктов с поверхности воды следует построить два амбара или два котлована, соединив их через гидрозатвор. Собранная жидкость подается в один из них, и при ее переливе во второй на гидрозатворе будет происходить отделение чистой воды от нефтесодержащей. Схема сбора нефти, приведенная на рис. 5, очень проста и эффективна как на болотных участках, так и на суходолах и при этом экономически целесообразна. Собранная нефтесодержащая жидкость поступает в амбар, сконцентрированная на поверхности нефть откачивается и направляется в технологическую схему сбора нефти, очищенная вода возвращается в природную среду.

Рис. 5.

Схема искусственного сооружения для сбора разлитой нефти³.

После восстановления работы нефтепромыслового оборудования и сбора разлитых нефтепродуктов (все что можно было собрать сразу же после случившегося разлива) проводится полевое обследование загрязненного участка, оценка масштабов и степени загрязнения. На основании полученных результатов разрабатывается проект рекультивации данного участка. Обобщенная блок схема основных этапов устранения аварийного разлива нефтепродуктов приведена на рис. 6.

Рис. 6.

Блок схема проводимых природоохранных мероприятий при аварийном разливе нефтепродуктов³.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализировав технологии устранения аварийных разливов нефтесодержащих продуктов, приводящих к загрязнению природной среды, как на этапе возникновения аварии, так и на этапе проведения рекультивации, можно сделать вывод, что они еще далеки от совершенства. Основная проблема при этом заключается в том, что существующие технологии не в полном объеме учитывают, как природные (физико-географические) условия региона, так и геолого-геоморфологические и ландшафтные особенности непосредственно загрязненного участка. Загрязнения, затронувшие водные акватории/потоки, болота или суходолы, нельзя оценивать одинаково. Очевидно, что подход к выбору способов и приемов очистки нефтезагрязненных участков в каждом конкретном случае должен быть индивидуален. Особенно это актуально в сложных природных условиях Среднего Приобъя.

Подразумевая под рекультивацией загрязненных нефтью земель снижение ее содержания в почве, грунтах и воде до безопасных концентраций (как минимум) или восстановление первоначального плодородия ранее нарушенных земель (как максимум), следует четко понимать, что устранение аварийной ситуации и аварийный сбор нефти не являются рекультивацией, а лишь ей предшествуют.