ru / en

18 января 2016

Добыча нефти и экология: российские особенности и проблемы на примере Самотлорского месторождения

Все новости

В журнале «Геопрофи» №6/2015 опубликована статья «Добыча нефти и экология: российские особенности и проблемы на примере Самотлорского месторождения». Авторы статьи: руководитель отдела научных исследований и разработок ЗАО «ИЭПИ» Иван Тимофеев и ведущий специалист отдела инженерно-экологических изысканий ЗАО «ИЭПИ» Игорь Клепиков.

В последние десятилетия резко увеличилась площадь территорий, загрязненных углеводородами в результате добычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов. Наибольшие по площади и степени проявления изменения экосистем приурочены к крупным месторождениям, разработка которых ведется несколько десятков лет. В том случае, когда месторождения находятся в природных зонах, характеризующихся уязвимостью ландшафтов, степень трансформации экосистем еще более возрастает. Одним из таких месторождений является Самотлорское месторождение, разрабатываемое с 1969 года.

Выявлению загрязнений природной среды в ходе хозяйственной деятельности человека в наши дни уделяется большое внимание. Например, по данным Минприроды России в 2012 г. площади нарушенных земель по различным субъектам России распределены следующим образом: 129,6 тыс. га в Ямало-Ненецком автономном округе, 62 тыс. га в Свердловской области, 55,7 тыс. га в Ханты-Мансийском автономном округе, 49,3 тыс. га в Ярославской области (рис. 1).

Крупнейшим нефтепромысловым регионом, в пределах которого добывается более 45% от всей извлекаемой в России нефти, является Ханты-Мансийский автономный округ (ХМАО). На его территории имеется 55,7 тыс. га нефтезагрязненных земель. Установлено, что из них только 10% (5138 га) подверглись рекультивации, из которых всего лишь на 16% (819 га) полностью восстановлены ландшафты до первоначального (природного) состояния. Кроме того на территории рассматриваемого субъекта зафиксировано более 1800 шламовых амбаров (по состоянию на 2013 г.), из которых рекультивирована лишь 35% (667) — рис. 2.

Объектом исследований специалистов ЗАО «Институт экологического проектирования и изысканий» стало Самотлорское нефтяное месторождение, которое расположено в ХМАО, вблизи города Нижневартовска, в районе озера Самотлор.

Первая добывающая скважина была пробурена в 1969 году. Менее чем за восемь месяцев того же года добыча на месторождении составила 5 миллионов тонн нефти. В 1980 году, одиннадцать лет спустя, на месторождении был достигнут пик добычи – более 1 млрд баррелей (~134 млн тонн) нефти в год (рис. 3). В то время производство нефти в России наполовину зависело от добычи на месторождении. Через 30 лет добыча нефти на Самотлорском месторождении упала в 4-5 раза – до 200-250 мл. баррелей (25-30 млн тонн) в год.

За все годы эксплуатации месторождения на нём было пробурено более 16 тыс. скважин. Залежи углеводородов расположены на глубине 1,6-2,4 км (нижняя меловая система), начальный дебит скважин 47-200 т/сут., плотность нефти – 0,85 г/см3 содержание серы – 0,68-0,86 %. Доказанные и извлекаемые запасы оцениваются в 2,7 млрд. баррелей.

Основной причиной высокой аварийности является коррозия металла труб (94% от всего числа аварий на трубопроводах). По данным межрайгоркомитетов по охране окружающей среды ХМАО за 1991–1997 гг. вероятность возникновения аварийной ситуации в течение года составляет 0,14 на участке трубопровода, протяженностью 1 км, в то время как, вероятность возникновения аварийной ситуации в течение года на участке трубопровода, протяженностью 1 км, требующего замены, равна 0,87. Официальные данные по аварийности в системе нефтесбора на территории ХМАО за последние 14 лет показывают, что в среднем происходит от 1600 до 2000 аварий в год. Всплески аварийности отмечались в середине 1990-х гг. и в 2004 году. В 1990-х гг. основной причиной было старение технологического оборудования: в экстремальный 1996 год, когда объем разлившейся нефти составил более 33,5 тыс. тонн, степень износа основных фондов отрасли региона составляла 70%, а половина трубопроводов нуждалась в замене.

На Самотлорском месторождении из-за крайнего износа труб в 2011 году произошло 750 аварий на нефтепроводах. Это пятая часть всех разливов в ХМАО. С января по апрель 2012 года уже произошло 250. Одно из них случилось 14 апреля 2012 г., всего в 300 м от городского водозабора - в пойме реки Вах, которая является источником питьевой воды для Нижневартовска с населением 250 тыс. человек. В почву вылилось 1,5 тонны нефти, площадь загрязнения превысила 4 тысячи кв.м. В настоящее время на Самотлорском месторождении около 1700 га загрязненных земель.

Предельно допустимые значения концентрации нефти и нефтепродуктов в почвах в настоящее время не определены. В соответствии с региональным нормативом [1] в минеральных почвах тяжелого гранулометрического состава лесохозяйственного использования допускается содержание до 5000 мг/кг (0,5%) остаточных нефтепродуктов, в органогенных горизонтах почв — до 60 000 мг/кг (6%), а в почвах водоохранных зон допустимые нормативы не должны превышать 1000 мг/кг (0,1%). В соответствие с [1] остаточное содержание солей в органогенных почвах допускается до 1000 мг/кг (1 г/кг).

За период полевых исследований (2008-2009 гг.) на Самотлорском месторождении специалисты ЗАО «Институт экологического проектирования и изысканий» заложили 55 почвенных разрезов и отобрали 150 почвенных образцов. Для изучения латеральной зависимости распределения нефтепродуктов были построены два ландшафтно-геохимических профиля от источника загрязнения (аварийный разлив нефти и нефтепродуктов) к периферии загрязнения.

По результатам исследований было выявлено, что основными источниками загрязнения являются следующие:

— межпромысловые трубопроводы (при их порывах образуются участки с загрязнением нефтью и нефтепродуктами, а также высокоминерализированными сточными водами); 

— дренаж емкости кустовых площадок и плохо рекультивированный амбар;

— аварийные ситуации порывов нефтепроводов в районах ландшафтно-геохимического профиля, а также плохорекультивированная площадка на территории профиля.

В ходе исследований было установлено, что радиальная (вертикальная) миграция зависит от состава поступивших в почвы веществ, специфики строения почвенного профиля, наличия органогенных горизонтов и гранулометрического состава почв. В болотных ландшафтах максимальные содержания нефтепродуктов составляли 700000 мг/кг, что более чем в 10 раз превышает установленный регламент [1]. Повышенные концентрации нефтепродуктов приурочены к органогенным горизонтам, играющим роль сорбционного барьера - аккумулятора нефтезагрязнения.

Латеральная (горизонтальная) миграция в большей степени зависит от состава загрязнителя и от расстояния до источника загрязнения. Поскольку для исследованных нефтезагрязненных почв характерны тяжелые фракции нефти и нефтепродуктов (нефтепродукты с большим содержанием смолистых компонентов различной степени окисления), то латеральная миграция на участках выражена крайне слабо: основные ореолы загрязнения приурочены к аварийным разливам поллютантов.

Максимальная аварийность трубопроводов отмечается на олиготрофных болотах и связана с агрессивностью среды. Авария трубопровода со сточными водами привела к засолению болотных почв и формированию на их месте техногенных солончаков с содержанием легкорастворимых солей, достигающим 90 г/кг, что в 90 раз превышает регламент [1].

Наиболее высокий уровень нефтеемкости (величина, характеризующая способность почв вмещать в себя определенный объем нефти и нефтепродуктов) характерен для болотных торфяных почв (60-70%) автономных позиций. Для транзитных позиций нефтеемкость составляет 40-60%. В подчиненных позициях рельефа вследствие высокой влажности почв нефтеемкость болотных торфяных почв и болотных торфяно-глеевых почв составляет 20-40%.

Стоит отметить, в настоящее время в ХАМО практика рекультивации участков земель, подвергшихся нефтяному загрязнению, привела к тому, что приоритетом здесь стало не качество восстановленных земельных площадей, а их количество. По нашему мнению и как отмечалось другими авторами ранее [2], под рекультивацией должен пониматься комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. Задачи рекультивации – снизить содержание нефтепродуктов и находящихся с ними других токсичных веществ до безопасного уровня, восстановить продуктивность земель, утерянную в результате загрязнения. Экологическая эффективность рекультивации загрязненных нефтью земель, определяется не количеством гектаров, а степенью восстановления на них исходных биогеоценозов. Основной недостаток действующих требований – это их односторонность. Фактически они сводятся к нормированию остаточного уровня содержания нефти в почве и на поверхности рекультивированных участков и обусловленной этим фитотоксичности почвы. При этом не учитываются такие важные экологические показатели рекультивированных участков, как, например, микрорельеф поверхности, гидрологический режим, видовой состав и жизненное состояние растительного покрова и др., характеризующие степень восстановления нарушенного биогеоценоза.

 

Список литературы

1. Постановление Правительства Ханты_Мансийского автономного округа — Югры от 10 декабря 2004 г. № 466_п «Об утверждении регионального норматива «Допустимое остаточное содержание нефти и нефтепродуктов в почвах после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ на территории Ханты_Мансийского автономного округа — Югры».

2. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. — М.: МГУ, 1993. — 208 с.

Площади нарушенных земель в различных субъектах РФ по данным Минприроды России на 2012 г.

Данные по рекультивации нарушенных территорий в ХМАО

График объемов добычи нефти на Самотлорском месторождении в период 1969–2009 гг.