Принципы обеспечения экологической безопасности при сооружении и эксплуатации нефтегазовых объектов

Сложная техническая система трубопроводного транспорта харак­теризуется повышенной ответственностью, особенностями антропо­генного воздействия на природную среду. Это связано с технологией транспортировки природного газа, нефти, нефтепродуктов и конст­руктивными решениями линейной части и наземных сооружений трубопроводов.

Прежде всего магистральные трубопроводы имеют огромную про­тяженность, они пересекают практически все природно-климатиче­ские регионы.

На всей территории России рассредоточены искусственно создан­ные трубопроводные сооружения, которые находятся в сложном взаи­модействии с окружающей средой. Как правило, взаимовлияние трубопроводных комплексов и природной среды носит негативный характер. Отсюда и основная задача: с одной стороны, свести к ми­нимуму техногенные воздействия в период строительства и эксплуа-

Глава 6. Экологическая безопасность нефтегазового бизнеса 243

тации трубопроводов, с другой, ослабить отрицательное влияние при­родных компонентов на надежность и безопасность трубопроводных объектов.

Поэтому при изыскании трасс, проектировании трубопроводных систем особое внимание следует уделять вопросам геоэкологии, в том числе с привлечением данных дистанционного зондирования Земли; аэрокосмического спектрозонального изображения местности.

Магистральный трубопровод можно рассматривать как встроен­ный в природную среду чужеродный (искусственный) элемент, с чем связана более высокая степень его уязвимости для агрессивных воз­действий природной среды по сравнению с другими техническими объектами. В общем случае система «магистральный трубопровод — природная среда» характеризуется сложным набором прямых и об­ратных связей, проявляющихся во взаиморазрушающих процессах, значительно снижающих надежность магистралей.

Важно найти пути наименьшего взаимного влияния: техногенного — на окружающую природу со стороны сооружения и природных ка­таклизмов на трубопровод (геодинамика, тектонические разломы, оползни, сели, разжижение грунта и др.).

Современные магистральные газопроводы диаметром до 1400 мм с рабочим давлением до 10 МПа представляют собой по существу взрывопожароопасный сосуд протяженностью в тысячи километров, разрушение которого связано с крупномасштабными экологически­ми потерями, в первую очередь, из-за механических и термических повреждений природного ландшафта. Иные экологические последст­вия имеет аварийная ситуация на нефте- и нефтепродуктопроводах. В этом случае доминирующую роль играет фактор глобального загряз­нения водоемов и почв. Экологическое загрязнение в рамках поня­тия, определенного ЮНЕСКО, включает в себя не только прямое, не­посредственное введение сторонних веществ или энергии в окружаю­щую среду, но и косвенное нарушение экологической целостности природного ландшафта, которое приводит к быстро или медленно проявляющемуся отрицательному последствию как в отношении че­ловека, так и различных популяций флоры и фауны.

Статистический анализ отказов, происходящих на строящихся и дей­ствующих магистральных нефте- и газопроводах, показал следующее: из всей совокупности отказов на газопроводах при испытаниях и экс­плуатации произошло около 10%, а на нефтепроводах около 18% отка­зов со значительным экологическим ущербом. При этом наибольшей экологической опасностью обладают трубопроводы большого диаметра 1000—1400 мм. Среднегодовые потери продукта, обусловившие

244 Часть 1. Основы нефтегазового дела

загрязнение окружающей среды, составили по нефтепроводам — 750 т, по газопроводам — 43,2 млн куб. м.

Характерной особенностью техногенного воздействия газопрово­да на окружающую среду является наличие термического влияния, связанного с возгоранием газа, а также значительное нарушение це­лостности почвенно-растительного покрова. Радиус термического воз­действия, определяющий зону полного поражения окружающего рас­тительного покрова в очаге отказа, составляет от 30 до 600 м, а котло­ван, образующийся в момент аварии газопровода, достигает максимальных размеров до 106 х 56 х 12 м.

По своему характеру техногенное воздействие на все компоненты природы является комплексным, поскольку оно затрагивает биохи­мические процессы, происходящие в атмосфере, земле и водоемах. Так, загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием попутного газа на факелах, продуктов деятельности компрессорных станций, выбро­сом нефте- и газопродуктов в результате аварий и по другим причи­нам. Отмечается нефтяное загрязнение, возникающее из-за много­численных аварийных прорывов напорных и сборных коллекторов.

Негативное воздействие трубопроводов на природную среду на этапах строительства и эксплуатации характеризуется ответной ре­акцией со стороны окружающей среды, выражающейся, как прави­ло, в трех формах:

1) адаптационной (локальным, статистическим смещением равно­
весия);

2) восстановительной (или самовосстановительной), характеризую­
щейся полным возвратом экосистемы «объект — природа» в ис­
ходное состояние;

3) частично восстановительной (или невосстанавливаемой), харак­
теризующейся необратимым сдвигом экосистемы от исходного
(равновесного) состояния.

Таким образом, любое промышленное воздействие обусловливает определенный комплекс локальных потерь, имеющих соответствую­щую ответную реакцию в природе (рис. 6.3.1).

Тот или иной трубопровод в зависимости от транспортируемого про­дукта, способа прокладки, специфики окружающих условий оказывает различное воздействие на природу. Однако можно выделить общие черты такого воздействия, характерные для газопроводов и для нефте-инефтепродуктопроводов. Газопроводы (в отличие от нефтепродукто-проводов) обладают значительно большей потенциальной энергией механического воздействия на окружающую среду. Поэтому аварийные ситуации, характеризующиеся значительным разрушением участка

Глава 6. Экологическая безопасность нефтегазового бизнеса

245

Рис. 6.3.1. Характер воздействия сооружаемых трубопроводов на окружающую среду

246 Часть 1. Основы нефтегазового дела

газопровода, как правило, определяют и специфику такого воздействия (уничтожение растительного покрова, нарушение целостности плодородного слоя почвы, изменение естественного рельефа и природного ландшафта). Поскольку разрушение газопроводов в боль­шинстве случаев сопровождается возгоранием газа, механическое воздействие усугубляется тепловой радиацией.

Разрушающий эффект нефтепроводов значительно меньше, чем газопроводов, однако авария на действующем нефтепроводе сопро­вождается выходом большого количества продуктов, в результате чего потенциальная опасность для окружающей среды у нефтепроводов выше, чем у газопроводов. Физико-химическое воздействие продук­та на почву и воду часто приводит к трудновосстановительному (или практически невосстанавливаемому) режиму естественного самоочи­щения.

Особенность аварийных ситуаций в экологическом смысле заклю­чается в том, что методы охраны природы не носят в данном случае предупредительного характера. Это, по-видимому, будет иметь место до тех пор, пока параметр потока отказов магистральных трубопро­водов не будет управляемым, достоверно прогнозируемым по време­ни и по месту развития отказа.

В безаварийном состоянии воздействия газо- и нефтепродуктопро-водов на природу в целом экологически равновесны. В том случае, когда процессы сооружения трубопроводов находятся в пределах эко­логического регламента, уровень воздействия трубопроводного строи­тельства на окружающую среду, как правило, находится в пределах адаптационных возможностей конкретного территориального (ре­гионального) комплекса. Сооружение трубопроводов за пределами экологического регламента характеризуется неуравновешенностью экосистемы «трубопровод — природа». При этом нарушенное равно­весие восстанавливается и тем быстрее, чем выше резервы естествен­ного самовосстановления, а также эффективнее методы искусствен­ного восстановления биогеоценозов. При наличии значительных и долговременных воздействий на окружающую среду со стороны строящихся и действующих трубопроводов допустимые нормы могут быть превышены и допущены значительные диспропорции, обуслов­ливающие локальное нарушение экологического равновесия. Напри­мер, при проведении гидроиспытаний трубопроводов обычно исполь­зуют запасы естественных водных объектов. По окончании испыта­ний эти запасы возвращают объекту почти в том же количестве, но уже более низкого качества (особенно при использовании красящих веществ для индикации местных утечек). Использование естествен-

Глава 6. Экологическая безопасность нефтегазового бизнеса 247

ных водоемов для нужд гидроиспытаний трубопроводов должно строго регламентироваться проектом с учетом реальных возможностей природных систем самоочищения.

Большое значение с точки зрения охраны природы имеет форми­рование антропогенного ландшафта в процессе строительства трубо­провода. Это имеет прямое отношение к функциональному развитию биогеоценозов конкретного (для данного района строительства) вида, естественной миграции животных, эволюционному развитию гидро­геологических, климатологических и других естественных процессов. В экологическом аспекте трасса магистрального трубопровода явля­ется условно выраженной полосой отчуждения. Причем чем выше экологический уровень строительства, тем меньше степень принуди­тельного воздействия объекта на окружающую среду. Аналогичный тезис может быть выдвинут и по отношению к эксплуатации.

Обеспечение экологической безопасности системы трубопроводно­го транспорта базируется на экологическом мониторинге и контроле.

Экологический контроль является неотъемлемым звеном в систе­ме обеспечения экологической безопасности трубопроводов. Общая цель экологического контроля, или контроля качества окружающей среды, может быть определена как обеспечение соблюдения дейст­вующих природоохранных и ресурсосберегающих правил, требова­ний и норм на всех этапах производства, строительства или иной дея­тельности человека, связанной с активным или косвенным измене­нием состояния окружающей среды (или ее компонентов, включая самого человека). Экологический контроль должен быть многосторон­ним, т. е. не исключать ни одной сферы деятельности человека, так или иначе влияющей на изменение состояния окружающей среды.

В табл. 6.3.1 приведена классификация структуры экологического контроля по видам и направлениям.

В целом все виды экологического контроля можно рассматривать с двух точек зрения. В одном случае, объектом контроля являются вредные техногенные (или естественные) воздействия на природную среду. При этом необходимо определять количественные характери­стики механических, тепловых, химических и других воздействий. Полученные результаты сравнивают с нормативными — предельно Допустимыми для данных природно-климатических условий.

В другом случае, объектом экологического контроля является соб­ственно природная среда, подверженная или не подверженная (фо­новый контроль) вредным воздействиям. При этом, как правило, опре­деляют качество отдельных компонентов или комплексов природ­ной среды, используя аналитические методы и измерения массы

248

Часть 1. Основы нефтегазового дела

(объема) с целью выявления состава и концентрации тех или иных ве­ществ, обычно вредных. Полученные результаты сравнивают с нор­мативами.

Глава 6. Экологическая безопасность нефтегазового бизнеса 249

Во всех случаях конечная задача экологического контроля — опре­деление качественного состава и количественных характеристик воз­действий, веществ и их концентраций в заданной мере (объем, масса, площадь) для сравнения полученных значений с заданной мерой и оценка результатов с позиций полезности или вредности для окружаю­щей природной среды нефтегазовых объектов.

6 4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПРИРОДНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Общие положения

Экологические требования к проектированию объектов сбора, под­готовки и транспорта нефти и газа обоснованы действующим законо­дательством России.

Реализация и финансирование природоохранных мероприятий, предусмотренных действующими нормативными документами, в обя­зательном порядке учитываются в проектах строительства объектов системы транспорта нефти и газа.

В отличие от линейной части трубопровода, воздействие источников загрязнения окружающей среды при строительстве нефтегазовых объектов сконцентрировано на относительно небольшой территории. Интенсивность и продолжительность воздействия определяется объе­мом строительно-монтажных работ.

Источниками комплексного воздействия на окружающую среду яв­ляются строительство и эксплуатация:

• технологических и вспомогательных нефтегазовых объектов;

• постоянных подъездных дорог к объектам;

• временных дорог;

• временного жилпоселка строителей;

• временной производственной базы и складского хозяйства;

• временного водоснабжения и канализации, теплоснабжения,
электроснабжения и т. д.

Для сведения к минимуму вредного воздействия на окружающую природную среду в период строительства и эксплуатации нефтегазо­вых объектов предусматриваются следующие мероприятия:

• рациональное размещение зданий, сооружений и открытых пло­
щадок с оборудованием при проектировании, обеспечивающее
минимальный отвод земель в постоянное пользование;

250 Часть 1. Основы нефтегазового дела

• организация временных производственных баз, стоянок автомо­
билей, строительной техники, поселка строителей и других вре­
менных объектов строительства в соответствии с требованиями
охраны окружающей природной среды;

• жесткий контроль за работой автотранспорта и строительной
техники в период строительства с целью снижения выбросов
в атмосферу загрязняющих веществ с выхлопными газами;

• использование новейших технических решений и современно­
го оборудования для оснащения вновь проектируемых нефтега­
зовых объектов, позволяющих максимально снизить отрицатель­
ное воздействие на окружающую среду.

В период строительства и эксплуатации организуется природо­охранный мониторинг, проведение которого позволяет:

• определить объем строительных нарушений окружающей
среды;

• оценить эффективность проведенных в период строительства
природоохранных мероприятий;

• проанализировать состояние природных систем, а также тенден­
цию изменений нарушенных участков на перспективу.

Предусматриваются следующие основные требования к системе экологического мониторинга:

• система мониторинга функционирует, начиная с момента нача­
ла проектирования до окончания эксплуатации;

• необходим выбор наиболее эффективных методов мониторин­
га, дающих наибольшие результаты при наименьших затратах;

• результаты мониторинга поступают к потребителям информации,

способным принимать решения о производстве работ по улучше­нию экологического состояния окружающей среды.