параллакс фон

Принципы оценки степени загрязнения геологической среды на осваиваемых нефтяных и газовых месторождениях

Журнал ГЕОХИМИЯ РАН
Комплексные исследования желоба Святой Анны: тяжелые металлы в воде.
03.04.2002
Методология и результаты экогеохимических исследований Баренцева моря
Методология и результаты экогеохимических исследований Баренцева моря
02.10.2002
Нефть и Газ Арктического Шельфа
2004 г., секция 5, стр. 229 - 233

Проблема освоения нефтегазовых месторождений западно-арктического шельфа из теоретической в настоящее время все больше превращается в практическую. В самое ближайшее время первым из таких месторождений, вовлеченных в сферу практиче-ской добычи нефтегазового конденсата, будет месторождение Приразломное. Много-численные экологические исследования в Печорском море, предпринятые как органи-зациями МПР и РосГидромета, так и академическими организациями, и в первую оче-редь ММБИ, свидетельствуют о том, что природная среда в этих районах практически ненарушена в результате проведенных геологоразведочных работ, которые к тому же завершились более чем 10 лет назад.


А.Е. Рыбалко, О.Ю. Корнеев, Н.К. Федорова, Г.И. Иванов

УДК 550

П роблема освоения нефтегазовых месторождений западно-арктического шельфа из теоретической в настоящее время все больше превращается в практическую. В самое ближайшее время первым из таких месторождений, вовлеченных в сферу практической добычи нефтегазового конденсата, будет месторождение Приразломное. Многочисленные экологические исследования в Печорском море, предпринятые как организациями МПР и РосГидромета, так и академическими организациями, и в первую очередь ММБИ, свидетельствуют о том, что природная среда в этих районах практически ненарушена в результате проведенных геологоразведочных работ, которые к тому же завершились более чем 10 лет назад.

В тоже время географическое и геологическое положение новых нефтегазовых месторождений на западноарктическом шельфе является весьма сложным с точки минимальных нарушений природной среды, не говоря уже о том, что, вообще, арктическая среда является весьма восприимчивой к различным проявлениям антропогенеза. К таким осложняющим факторам относятся суровые климатические условия, в том числе многомесячный ледовый покров и наличие айсбергов в летнее время, что является уникальным с точки зрения мировой нефтегазовой отрасли. Геологическая структура в районе большинства месторождений характеризуется наличием большого количества тектонических нарушений, которые играют двоякую роль. С одной стороны они свидетельствуют о продолжающихся вплоть до настоящего времени современных геодинамических процессах, с другой стороны нарушают сплошность покрывающего осадочного покрова, приводя как к инфильтрации природных нефтеуглеводородов, так и создавая возможность прорыва их в процессе эксплуатации скважин. Говоря о современной геодинамике зон с нефтегазовыми проявлениями, мы имеем в виду, прежде всего, новейшие тектонические движения, которые проявляются в виде землетрясений, а также вертикальных малоградиентных подвижках по зонам тектонических напряжений. Эти процессы могут оказаться свое разрушительное влияние на устойчивость и целостность буровых платформ, подводных нефте-газопроводов, также других инженерных сооружений, важнейшими из которых являются транспортные терминалы с мощными хранилищами разнообразных, в том числе опасных для окружающей среды, грузов и развитой системой различных магистралей.

В свете высказанных, достаточно известных, соображений, принципиально важным является организация действенной службы контроля по охране окружающей среды на новых нефтегазовых месторождениях, задачей которой является не только предотвращение самих кризисных ситуаций, но и прогнозирование последствий этих ситуаций, негативное воздействие которых далеко не ограничивается пределами лицензионных участков, а проявляется гораздо шире и наносит вред, прежде всего приЛежащим литоралям, а также, в соответствии с законами природной седиментации, зонам активной аккумуляции глинистых осадков. При этом следует иметь в виду, что сами нефтеуглеводороды, являясь активными сорбентами, могут приводить к появлению концентраций различных токсикантов, которые не связаны непосредственно с процессами эксплуатации скважин, а радиус распространения загрязнения может достигать многих десятков километров. Поэтому на начальной стадии хозяйственного освоения месторождений нефти и газа крайне важно определить сами принципы оценки негативного воздействия их на природную, в том числе геологическую, среду, к числу которых относятся: сети наблюдений и их принадлежность, номенклатура наблюдений, их точность и периодичность. Эти вопросы мы и хотим рассмотреть в данном докладе, опираясь как на опыт проведения федерального мониторинга в Баренцевом море, начиная с 1999 года, так и материалы других российских и норвежских исследователей, имеющих практический опыт в этой сфере.

В настоящее время можно считать решенным вопрос, что наиболее действенной формой организации систематических наблюдений за состоянием природной среды в зонах хозяйственного освоения шельфа является мониторинг. Не вдаваясь в термино-логическую суть этого определения, укажем, что он подразумевает проведение периодических наблюдений и измерений различных параметров природной среды по строго определенной методике с выбором детерминированных параметров. Последнее важно, так как никакой вид наблюдений за природной средой в настоящее время не может охватить всего набора природных и антропогенных факторов, сопутствующих определенному виду хозяйственной деятельности и выбор измеряемых параметров должен диктоваться их значимостью для состояния природной среды и возможностью использования их в качестве индикаторов загрязнения или нарушения ее состояния.

Лицензионными соглашениями в соответствии с законодательством предусмотрено, что природопользователь проводит в пределах выделенного ему лицензионного участка самостоятельный комплекс экологических наблюдений, результаты которого далее передаются в федеральный центр. При эксплуатации нефтегазовых месторождений к факторам риска геологоразведочных работ (нарушение покрова донных осадков и сообществ бентосных организмов при внедрении буровых снарядов в морское дно; повышение мутности вод в окрестностях буровых платформ из-за воздействия нетоксичных буровых растворов; попадание в воду нефтеуглеводородов как при эксплуатации платформ, так и при аварийных выбросах нефти при вскрытии продуктивных залежей) добавляются: акустический эффект постоянно действующих буровых платформ, химическое загрязнение водной толщи и донных осадков, взмучивание осадков при движении судов, изменение рельефа и типа донных осадков при гидротехническом строительстве [***]. Последние факторы проявляются сугубо в пределах контура добычи полезного ископаемого и, поэтому их целесообразно, включать только в состав мониторинга, проводимого недропользователями. Появление же в воде углеводородов приводит к химическому загрязнению не только водной массы, но и донных осадков, причем контур этого загрязнения, как мы уже указывали выше, отнюдь не ограничивается пределами лицензионного участка. Кроме того, химическое загрязнение может непосредственно сказываться на состоянии биотических факторов, прежде всего бентоса, а через него и рыб, ареал изменений которого может охватывать обширные акватории, учитывая миграционные возможности биологических объектов. Вследствие этого, химическое загрязнение должно определяться не только недропользователем (что практически невозможно в пределах всей нефтегазовой провинции), но и федеральной службой мониторинга, которая к тому же должна нести контрольные функции по отношению к данным, представляемым недропользователем. Таким образом, в базах данных федеральных служб мониторинга, которые ведут подразделения Росгидромета и МПР РФ (мониторинг состояния недр), ежегодно должны собираться сведения как непосредственно по лицензионным участкам, так и по территории всей нефтегазовой провинции, включая потенциально опасные зоны транспортировки нефтепродуктов. При этом в зону ответственности федеральных служб попадают не только конкретные источники нарушения природной среды, но и не менее опасные зоны возможного накопления поллютантов, совпадающие с природными седиментационными зонами интенсивного накопления глинистых осадков, в которых происходит интеграция как поллютантов от нефтегазовых месторождений, так и от других антропогенных источников. При этом все эти данные должны концентрироваться в информационно-аналитических базах федерального уровня, что кроме всего прочего, должно обеспечить доступность их для различных пользователей, что не происходит, даже на примере геологических данных, с информационными базами недропользователей из-за различного трактования термина «коммерческая тайна». Только в этом случае появляется реальная база для объективной оценки состояния природной среды и ее динамики под конкретным воздействием нефтегазовых объектов. Понятно, что все сказанное – дело будущего, но они уже сегодня должны воплощаться в деятельности заинтересованных органов, ведущим из которых является по статусу Министерство природных ресурсов РФ.

При определении номенклатуры наблюдений и измерений важно четко разделить две проблемы, одна из которых связана с собственно загрязнением природной среды и охватывает как водную толщу, так и самые поверхностные слои донных осадков, включая одну из важнейших природных геохимических барьерных зон – «дновода», а вторая – это современные геодинамические процессы, устойчивость инженерных сооружений под их влиянием и прогноз развития неблагоприятных или опасных для производственной деятельности явлений. Эти вопросы целиком входят в компетенцию геологической службы МПР РФ, а реализация этой составной части мониторинга состояния недр шельфа находится в зачаточной стадии, как в методическом, так и приборном отношении.

При определении экзогенного загрязнения в рамках мониторинга состояния недр в стандартном комплексе наблюдений должны присутствовать следующие виды определений:

  1. экспресс-аналитические измерения на борту судна: придонные и иловые воды – Eh, pH, электропроводность, мутность (только для придонных вод); донные отложения – Eh;
  2. определение в придонных водах тяжелых металлов (Cd, Zn, Cu, Pb, Hg, As), нефтепродуктов (валовых), фенолов.
  3. определение в иловых водах тяжелых металлов (Cd, Zn, Cu, Pb),
  4. определение в донных осадках тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn, Hg ), нефтепродуктов (валовых), ПАУ (валовых).

В отдельных случаях (в момент аварийных разливов нефтепродуктов и т.д.) или в специально оговоренных случаях целесообразно определять фракционный состав нефтепродуктов или ПАУ для определения источников нефтеуглеводородов (НУ). Как показали данные мониторинга состояния недр Баренцева моря в пределах предполагаемых месторождений часто фиксировались аномальные концентрации тяжелых металлов в придонных водах. В последующие годы аномалии также фиксировались, но обычно они меняли место. Это было связано нами с проявлением под относительно маломощным осадочным чехлом выходов ювенильных НУ (рис.1). По данным аэрофотосъемочных работ в Печорском море устанавливались следы излияния нефтепродуктов, которые имели глубинное происхождение. Поэтому проблема различия природных и добытых НУ стоит и достаточно остра для правильной интерпретации валовых содержаний нефтепродуктов и оценки на этом основании техногенной составляющей.

Проблема мониторинга эндогенных процессов при добыче связана с тем, что в настоящее время все большей ревизии подвергаются взгляды о пассивной сейсмичности платформ, в частности севера Архангельской области, где сосредоточены крупные запасы нефтеуглеводородов, непосредственно прослеживающиеся в пределы шельфа. Большинство выявленных структур, перспективных на нефть и газ, как уже отмечалось, связано с разломными структурами. Северо-западная часть Баренцева моря расположена в зоне сочленения Баренцевоморской плиты и Балтийского щита, которая сейсмична практически на всем ее протяжении. Землетрясения имеют магнитуды 3-4, а отдельные достигают 4,4 – 4,6. 4 сейсмических события силой 3,5-3,8 баллов зарегистрированы в районе разлома Карпинского только в нашем веке. По современным представлениям здесь можно ожидать толчков интенсивностью до 7 баллов. В восточной части Баренцева моря инструментально установлены три эпицентра землетрясений с магнитудами 4.3, 4.4 и 4.6, а согласно прогнозным сейсмическим картам здесь также можно ожидать толчков до 6-7 баллов [2]. Косвенные данные также свидетельствуют в пользу развития современных геодинамических процессов на Западно-Арктическом шельфе. Проблема, связанная с рассматриваемыми современными движениями, заключается в том, что малоамплиатудные движения, в целом практически безопасные для существования современных экосистем, могут иметь весьма существенные последствия при строительстве гидротехнических сооружений, к которым относятся как сами буровые платформы со скважинами, так и трубопроводы. Даже относительно слабое воздействие антропогенной нагрузки совместно со слабыми же проявлениями геодинамики могут вызвать в геологической среде неадекватный облик, рассматриваемого в теории катастроф как нарушение неустойчивого равновесия слабым сигналом. При этом возможно развитие техногенных катастроф, связанное с разрушением действующей инфраструктуры нефтегазового комплекса. Поэтому прогнозирование таких движений является важной проблемой при планировании и осуществлении мероприятий, связанных с экологической безопасностью инженерных сооружений.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *