Организация службы контроля по охране окружающей среды на новых нефтегазовых месторождениях

РЫБАЛКО А.Е., КОРНЕЕВ О.Ю., ФЕДОРОВА Н.К., ИВАНОВ Г.И.
СЕВМОРГЕО

Проблема освоения нефтегазовых месторождений западно-арктического шельфа из теоретической в настоящее время все больше превращается в практическую. В самое ближайшее время добыча нефтегазового конденсата начнет впервые производиться  на месторождении 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 в результате проведенных геологоразведочных работ, которые завершились около 10 лет назад, практически сохранилась в неизмененном состоянии.

В тоже время географическое и геологическое положение новых нефтегазовых месторождений на западно-арктическом шельфе является весьма сложным с точки зрения их экологической безопасности. Арктическая среда является весьма восприимчивой к различным проявлениям антропогенеза. К таким осложняющим эксплуатацию месторождений факторам относятся суровые климатические условия, в том числе многомесячный ледовый покров и наличие айсбергов в летнее время. 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 могут проявляться в виде землетрясений, а также в вертикальных малоградиентных подвижках по зонам тектонических напряжений. Эти процессы могут оказать свое разрушительное влияние на устойчивость и целостность буровых платформ, подводных нефтегазопроводов, 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 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 и 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 принципы оценки негативного воздействия нефтегазовых месторождений на природную, в том числе геологическую, среду. К ним 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 природной среды. Не вдаваясь в терминологическую 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 не возможно охватить наблюдениями весь набор природных и антропогенных факторов, сопутствующих определенному виду хозяйственной деятельности. Выбор измеряемых параметров должен диктоваться их значимостью для состояния природной среды и возможностью использования 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, где может происходить интеграция продуктов загрязнения от нефтегазовых месторождений и других антропогенных источников.

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 - «дно-вода», а вторая - это современные геодинамические процессы, устойчивость инженерных сооружений под их влиянием и прогноз развития неблагоприятных или опасных для производственной деятельности явлений. Эта часть наблюдений входит в компетенцию геологической службы МПР РФ, хотя ее реализация 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 (Сd, 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, As ), 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. 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.

Дискуссионным вопросом является точность определений и методика самого пробоотбора. В настоящее время не существует стандарта таких видов работ, а существующие ГОСТы гидрометеослужбы устарели в части появившихся в последнее время пробоотборников. В настоящее время большинство исследователей, как в России, так и за рубежом придерживаются мнения, что отбирать пробы донных осадков надо как из самого поверхностного слоя, так и из приповерхностного разреза мощностью 5-10 см с шагом не менее 1 см. Последнее делается для характеристики большего возрастного интервала.

Для целей мониторинга очень важно получение массива данных непосредственно в полевых условиях, что позволяет правильно скоординировать ход работ и уже в экспедиционных условиях дать предварительную оценку состояния природной среды и ее изменения по сравнению с предыдущими годами. Для этой цели следует использовать различного рода анализаторы, основанные на применении потенциометрических электродов. Точность их измерения хоть и уступает классическим сертифицированным лабораторным методам, но измерение быстроменяющихся показателей непосредственно после подъема проб позволяет получать более репрезентативные данные, чем после длительной транспортировки образцов в стационарные лаборатории. При этом в даже герметически упакованных пробах меняются их физико-химические показатели под воздействием биохимических и других процессов.

Частота наблюдений должна обеспечивать их непрерывность. Так как федеральный мониторинг выполняет контрольные функции, то, по нашему, мнению, на современном этапе хозяйственного освоения шельфа достаточно проводить мониторинг с годовым циклом наблюдений. Однако, по мере начала добычных работ, возможно, частота циклов должна быть доведена до 3-4 в год, особенно вблизи самих месторождений. Впрочем, это вопрос дискуссионный, требует дальнейшего обсуждения, в том числе и с западными партнерами.

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 разломившимися 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. 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, рассматриваемый 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.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"

Еще статьи на тему "месторождений":

Предварительные результаты и уроки переоценки запасов месторождений нераспределенного фонда недр западно-арктического шельфа России

Практика и перспективы оценки воздействия на авифауну эксплуатации морских месторождений

Перспективы применения волоконно-оптической технологии для исследования нефтегазовых месторождений

Концепция обеспечения геодинамической безопасности освоения шельфовых нефтегазовых месторождений

Шаги к освоению нефтегазовых месторождений

Разработка нефтегазовых месторождений на крайнем севере

Опыт международного экологического права и освоение арктических месторождений