169786 (Воздействие газовой промышленности на окружающую среду)

Оглавление

Оглавление

Введение

1. Газ в истории и развитии цивилизации

2. Разведка и разработка газовых месторождений

2.1 Методы поиска и разведки газовых месторождений

2.2 Бурение газовых скважин

2.3 Добыча газа

3. Транспортировка газа

4. Переработка газа

5. Сооружение морских трубопроводов. Оценка опасности участков газопроводов, проходящих через морские акватории

6. Экология

6.1 Принципы обеспечения экологической безопасности при сооружении и эксплуатации нефтегазовых объектов

6.2 Воздействие на окружающую среду

7. Изменение климата и геоэкологические риски газовой отрасли

ЛИТЕРАТУРА

Введение.

В настоящее время перед газовой отраслью Российской Федерации возникают новые задачи. Это связано с геополитической необходимостью, помимо существующих месторождений природного газа в Надым-Пур-Тазавском регионе (НПТР), разрабатывать в ближайшие годы новые газоносные регионы. В число таких регионов входят, прежде всего, Штокмановское газоконденсатное месторождение (ГКМ), месторождения полуострова Сахалин и северного Каспия и Прикаспия. Таким образом, география перспективных газоносных регионов охватывает территорию от Баренцева до Охотского и Каспийского морей. Соответственно, различные климатические условия этих регионов предполагают наличие характерных геоэкологических особенностей, которые необходимо учитывать при разработке концепции развития газовой отрасли. Более того, воздействие на окружающую среду объектов газовой промышленности проявляется, как на этапе сооружения, так и на стадии их эксплуатации.

Актуальность данной проблемы значительно усиливается с учетом, как правило, суровых природно-климатических условий в перспективных регионах газодобычи. Это заставляет проводить изучение геоэкологических рисков для различных объектов газовой промышленности. При этом под геоэкологическими рисками понимают как риски, обусловленные совокупным воздействием природных и техногенных факторов на состояние окружающей среды и здоровье человека в зонах воздействия объектов газовой промышленности, так и риски, обусловленные воздействием природных факторов на развитие самой газовой промышленности.

Принимая во внимание чрезвычайно разнообразные природные условия и многогранную структуру самой газовой промышленности, для оценки геоэкологических рисков на первый план задача создания универсального инструмента для оценки этих рисков. Это может быть достигнуто путем моделирования воздействия объектов газовой отрасли на экологическое состояние окружающей среды и здоровье человека в различных ситуациях. Также необходимо моделирование и воздействия геоэкологических факторов на функционирование различных подотраслей газовой промышленности в перспективных регионах.

Газовая отрасль Российской Федерации представляет собой очень сложную систему, которая включает геологоразведочные работы, добычу, транспортирование, хранение и переработку газа. Степень влияния этих подотраслей на окружающую среду различна, также как и различно обратное воздействие. Следовательно, необходимо на основе методов системного анализа провести дальнейшую декомпозицию отрасли на отдельные элементы (объекты) до уровня, позволяющего проводить соответствующее математическое моделирование.

Рассмотрим методологию такой декомпозиции и последующего синтеза системы для целей оценки геоэкологических рисков в газовой отрасли.

Для достижения поставленных целей необходимо решать задачу, связанную с комплексным рассмотрением всех направлений деятельности в газовой отрасли и оценкой их взаимообусловленности с окружающей средой, включая:

• Проведение геологоразведочных работ;

• Добычу природного газа;

• Транспорт природного газа;

• Подземное хранение природного газа;

• переработку природного газа.

Решение такой задачи должно основываться на методах системного анализа сложных объектов. С точки зрения методологии системного анализа газовая отрасль представляет собой сложный объект, который включает перечисленные направления деятельности как отдельные подсистемы, каждая из которых, в свою очередь, представляет собой сложный объект. С точки зрения оценки взаимодействия в системе «газовая промышленность - окружающая среда» в масштабе всей страны необходимо рассмотреть влияние всех перечисленных подсистем на окружающую среду и ее обратное воздействие.

1. Газ в истории и развитии цивилизации.

К началу третьего тысячелетия природный газ остается «кровью» мировой экономики и основой энергетики подавляющего большинства стран мира.

Основными направлениями технологического прогресса в сфере ТЭК являются:

• технологии, позволяющие разрабатывать новые виды углеводородных ресурсов: газовые гидраты, угольный метан;

• открытие новых месторождений, освоение которых ранее было невозможным;

• применение новых технологий поиска, разведки и эксплуатации залежей.

Для России ТЭК играет еще значимую роль, нежели для других стран мира, особенно на современном этапе развития. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая около ¼ производства ВВП, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.

На долю России, примерно приходится 30,7% объема мировых запасов газа. Оценки специалистов свидетельствуют о том, что для сохранения добычи на современном уровне необходимо освоить новые месторождения мощностью 60-70% от нынешнего объема запасов.

Трубопроводная транспортная система занимает исключительно важное место во всей инфраструктуре газовой промышленности. Основными проблемами здесь являются технологическое устаревание фондов, технологический регресс, а также необходимость вовлечения в промышленную эксплуатацию месторождений, расположенных в социально необустроенных и труднодоступных районах.

2. Разведка и разработка газовых месторождений.

2.1. Методы поиска и разведки газовых месторождений.

Целью поисково-разведочных работ являются выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей газа.

В ходе поисково-разведочных работ применяются геологические, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение скважин и их исследование.

Геологические методы. Проведение геологической съемки предшествует всем остальным видам поисковых работ. Для этого геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так называемые полевые работы. В ходе них они изучают пласты горных пород, выходящие на дневную поверхность, их состав и углы наклона. Далее роют шурфы глубиной до 3 м. А чтобы получить представление о более глубоко залегающих породах, бурят картировочные скважины глубиной до 600 м.

По возращению домой выполняются камеральные работы, т. е. обработка материалов. Итогом камеральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности.

Геофизические методы. К ним относятся сейсморазведка, электроразведка, гравиразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн (взрывом специальных разрядов, вибраторами, преобразователями взрывной энергии в механическую). Расшифровывая полученные графики колебания земной поверхности, специалисты определяют глубину залегания пород, отразивших волны, и угол их наклона.

Электрическая разведка заключается в различной электропроводности пород. Высокое электросопротивление является косвенным признаком наличия газа.

Гравиразведка базируется на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Задачей гравиразветки является определение мест с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. В зависимости от состава горных пород, наличие газа это магнитное поле искажается в различной степени.

Гидрохимические методы. К ним относят:

Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовых вод, отобранных с глубины от 2 до 50 м.

Применение люминесцетно-битуминологической съемки основано на том, что над залежами газа радиационный фон понижен.

Радиоактивная съемка выполняется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона.

Бурение и исследование скважин. Этот метод применяют с целью оконтуривания залежей, а также определение глубины залегания и мощности нефтегазоносных пластов.

Этапы поисково-разведочных работ выполняются в два этапа:

1. Поисковый этап включает в себя три стадии:

• Региональные геологогеофизические работы;

• Подготовка площадей к глубокому поисковому бурению;

• Поиски месторождений.

1. Разведочный этап- это подготовка месторождений к разработке.

Риски, обусловленные инженерно-экологическим обеспечением разведочных работ (нарушение почвогрунтов при строительстве дорог, сопровождаемое процессами эрозии, солифлюкации, термокарста и т. д.).

2.2. Бурение газовых скважин.

Бурение- это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз превышает диаметр.

Риски, обусловленные проведением самих буровых работ (использование буровых растворов, прокачки скважин, сбор газоконденсата в соответствующих амбарах).

2.3. Добыча газа.

Добыча газа включает в себя три этапа. Первый- движение газа по пласту к скважинам, благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях (низ) скважин. Он называется разработкой газовых месторождений. Второй этап- движение газа от забоев скважин до их устьев на поверхности. Третий этап- сбор продукции скважин и подготовка газа к транспортированию потребителям. На этом этапе нефть, а также сопровождающие ее попутный нефтяной газ и вода собираются, затем газ и вода отделяются от нефти, после чего вода закачивается обратно в пласт для поддержания пластового давления, а газ направляется потребителям. В ходе подготовки природного газа от него отделяются поры воды, коррозионно-активные (сероводород) и балластные (углекислый газ) компоненты, а также механические примеси.

С точки зрения оценки геоэкологических рисков подсистему «добыча газа» целесообразно дифференцировать на стадии обустройства и эксплуатации месторождений. Соответственно будет отличаться как воздействия объектов добычи на окружающую среду, так и обратное влияние (рис. 1).

Рис. 1. Декомпозиция полсистемы «добыча газа» для оценки геоэкологических рисков.

Добыча природного газа

Обустройство месторождений

Эксплуатация месторождений

Подземные дороги

Скважины

Хозяйственно-бытовые объекты

Промысловые и межпромысловые трубопроводы

Промышленные объекты

Скважины

Промышленные объекты

Следует отметить, что элементы подсистемы, связанные с бурением и сооружением скважин, промышленными и хозяйственно-бытовыми объектами характеризуются точечным взаимодействием с окружающей средой, а промысловые и межпромысловые трубопроводы, подземные дороги – соответственно, с линейным. В то же время взаимодействие с окружающей средой на уровне всего месторождения является рассредоточенным и для оценки его количественных параметров на этапе синтеза полсистемы необходимо использовать модели интерференции.

Для моделирования воздействия эмиссий загрязняющих веществ объектов добычи газа на состояние окружающей среды необходимо выделить риски на разных этапах работ:

1. Этап обустройства месторождений:

• Аварии при сооружении скважин;

• Техногенное воздействие строительной техники;

• Техногенное воздействие самих объектов;

1. Этап эксплуатации месторождений:

• Аварии на промышленных объектах, включая скважины;

• Разлив конденсата (для газоконденсатных месторождений);

• Утечка газа;

• Выбросы вредных веществ при сгорании природного газа на факелах;

• Продувки скважин.

Кроме того, существуют и другие виды геоэкологических рисков, которые необходимо учитывать в процессе добычи газа. Например, ухудшение качества подземных вод в прибрежных районах из-за возможной интрузии морских вод. Необходимо учитывать и региональные особенности взаимообусловленного воздействия геоэкологических рисков в подсистеме « добыча газа – окружающая среда». Они связаны так с географическим расположением объектов газодобычи (северные или южные регионы), так и с особенностями добычи газа на сухопутных, шельфовых и морских месторождениях природного газа. Это также должно быть предусмотрено при декомпозиции данной подсистемы.

3. Транспортировка газа.

Единая система газоснабжения России – это широко разветвленная сеть магистральных газопроводов, обеспечивающих потребителей газом с газовых месторождений Тюменской области, республикой Коми, Оренбургской и Астраханской областей. Протяженность газопроводов ЕГС составляет более 150 тыс. км. В нее входят 264 компрессорные станции, а общая мощность газоперекачивающих агрегатов – 43,8 млн. КВт. Кроме того, сегодня в группу Газпром входит 161 газораспределительная организация. Они обслуживают 403 тыс. км (75%) распределительных газопроводов страны и обеспечивают поставку 58% потребляемого газа (около 160 млрд. куб. м) в 70% населенных пунктов России.