Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе

В.В. ТЕТЕЛЬМИН

В.А. ЯЗЕВ





                ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ
                СРЕДЫ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ







                  СЕРИЯ «Нефтегазовая инженерия»







Издательский Дом
ИНТЕЛЛЕКТ

ДОёГОПруД№1Й
2013

УДК 547.665.9
Т 37
БК 35.514
Рецензенты:
                          Заведующий кафедрой
«Охраны недр и рационального природопользования» Московского государственного открытого университета профессор А.Г. Милютин;
                          Заведующий кафедрой
«Экологической безопасности и управления» Международного независимого эколого-политологического университета профессор С.А. Фомин

    Тетельмин В.В., Язев В.А.

Т 37 Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. Учебное пособие / Тетельмин В.В., Язев В.А. — 3 изд. — Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2013. — 352 с.: ил. (Серия «Нефтегазовая инженерия»).

    ISBN 978-5-91559-164-5
       Характеристики основных геосфер Земли рассмотрены в взаимосвязи с проблемой современного антропогенного влияния на них нефтегазовых объектов. Освещена система правового регулирования экологических отношений в России. Приведены принципиальные схемы обустройства нефтегазовых объектов. Изложены вопросы техники и технологии защиты водной и воздушной сред, почвы и недр от загрязняющих веществ на предприятиях нефтегазового комплекса.
       Для студентов и преподавателей, специалистов отрасли и экологов.




БК 35.514
УДК 547.665.9






ISBN 978-5-91559-164-5

         © 2009, Тетельмин В.В., Язев В.А.
                                      © 2013, ООО Издательский Дом «Интеллект», оригинал-макет

                150-летию мировой нефтедобычи посвящается



ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ.................................................7

Глава 1. ОКРУЖАЮЩАЯ ПРИРОДНАЯ СРЕДА......................9
       1.1. Окружающая природная среда и общество........9
       1.2. Основные понятия и определения защиты окружающей среды.................................14
       1.3. Геосферы Земли как окружающая среда.........21
       1.4. Эволюция природопользования.................33
       1.5. Общий глобальный цикл углерода..............37
       1.6. Проблема глобального потепления.............40
       1.7. Геодинамическая нестабильность земной коры .44
       1.8. Физико-химические свойства нефти............50

Глава 2. ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В СФЕРЕ ОХРАНЫ (ЗАЩИТЫ) ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ.....................57
       2.1. Экологическая политика государства........57
       2.2. Ведение государственных кадастров в сфере природопользования...........................61
       2.3. Учет и регистрация вредных воздействий на ОПС...........................................63
       2.4. Государственный экологический мониторинг ...63
       2.5. Планирование природоохранной деятельности.64
       2.6. Лицензирование в сфере охраны ОПС ..........64
       2.7. Сертификация в сфере охраны ОПС ............65
       2.8. Экологический контроль......................65
       2.9. Экологический аудит.........................66
       2.10. Экологические платежи .....................66
       2.11. Экологическое страхование .................67

Оглавление

Глава 3. ВИДЫ И ФОРМЫ НАРУШЕНИЙ И ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ......................................69
       3.1. Виды загрязнений окружающей среды.........69
       3.2. Углеводороды как загрязнители окружающей среды.........................................72
       3.3. Прочие химические вещества-загрязнители..73
       3.4. Тепловое загрязнение.....................76
       3.5. Шумовое загрязнение .....................77
       3.6. Электромагнитное загрязнение.............78
       3.7. Радиационное загрязнение.................79
       3.8. Классы опасности вредных веществ.........80

Глава 4. ПРАВОВАЯ ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.................................84
       4.1. Правовая охрана атмосферного воздуха от химических загрязнений....................84
       4.2. Правовая охрана вод от химического загрязнения .................................85
       4.3. Правовая охрана почвы от химического загрязнения .................................87
       4.4. Правовая охрана ОПС от загрязнений производственными отходами...................87
       4.5. Нормирование в сфере охраны ОПС .........89
       4.6. Процедура оценки воздействия на ОПС......91
       4.7. Экологическая экспертиза объектов нефтегазового комплекса.......................92
       4.8. Право на благоприятную окружающую среду
           и экологическую безопасность..............93

Глава 5. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОБУСТРОЙСТВА НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ................................95
       5.1. Схема обустройства месторождений нефти...95
       5.2. Состав сооружений магистральных нефтепроводов ..............................103
       5.3. Состав сооружений магистральных газопроводов................................106
       5.4. Классификация и состав перекачивающих станций.....................................109
       5.5. Объекты хранения и распределения углеводородов...............................113

Оглавление

5

       5.6. Объекты переработки нефти и газа............125
       5.7. Сооружения для морской добычи углеводородов................................139

Глава в. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ................................... 146
       6.1. Экологические проблемы нефтегазовой отрасли......................................146
       6.2. Экологические риски и безопасность нефтегазовых объектов........................153
       6.3. Технологические аспекты воздействия процессов бурения на окружающую среду..................157
       6.4. Воздействие объектов нефтегазового комплекса на атмосферу.................................165
       6.5. Воздействие объектов нефтегазового комплекса на водную среду..................................176
       6.6. Воздействие нефтегазовых объектов на почву растительный и животный мир......................183
       6.7. Воздействие объектов нефтегазодобычи на геологическую среду........................192

Глава 7. ОСЛОЖНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОВЫХ СИСТЕМ.....................................211
       7.1. Осложнения и аварии в процессе бурения кважин ..........................................211
       7.2. Гидравлический разрыв пласта при бурении ...222
       7.3. Потери нефти и нефтепродуктов из резервуаров ..............................228
       7.4. Гидравлический удар в нефтепроводах.........231
       7.5. Утечки нефти и газа через отверстия в трубе.234
       7.6. Случаи крупных аварий при обращении углеводородами ..................................241

Глава 8. ЭКОЗАЩИТНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТАХ....................247
       8.1. Экозащитные мероприятия при строительстве скважин......................................247
       8.2. Выбор плотности и типа бурового раствора ...252
       8.3. Методы и техника утилизации отходов бурения.... 255
       8.4. Трубы и арматура для магистральных трубопроводов....................................260

Оглавление

       8.5. Напряжения в трубопроводах и толщина стенок труб ......................................267
       8.6. Изоляция труб и испытания магистральных трубопроводов..............................272
       8.7. Виды коррозии и электрохимическая защита трубопроводов..............................276
       8.8. Санитарно-защитные зоны предприятий....281

Глава 9. ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ УЩЕРБА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ..........283
       9.1. Экологическое сопровождение объектов разработки месторождений на стадии проектирования..............................283
       9.2. Экологическое сопровождение эксплуатации объекта нефтегазового комплекса ............284
       9.3. Основные мероприятия по охране окружающей среды.......................................286
       9.4. Мероприятия при ликвидации объектов инфраструктуры промысла ....................292
       9.5. Мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий..........................293

Глава 10. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЗАЩИТЫ ВОДНОЙ И ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИИ ..................297
       10.1. Физические принципы очистки выбросов и сбросов от загрязнений....................297
       10.2. Основные процессы извлечения газообразных примесей....................................304
       10.3. Конструктивные особенности и характеристики пылеуловителей..............................306
       10.4. Экозащитная техника и технология очистки сточных вод.................................316
       10.5. Средства борьбы с нефтяными загрязнениями на море ...................................324
       10.6. Сорбционная технология борьбы с нефтяными загрязнениями..............................327
       10.7. Экологическая политика предприятия....331

ГЛОССАРИЙ..........................................333

ЛИТЕРАТУРА.........................................349

                  Земля не принадлежит нам, это мы принадлежим Земле. Что бы мы не делали с Землей, мы делаем это с собой.

ВВЕДЕНИЕ
Проблемы защиты окружающей среды особенно остро проявляются в отраслях промышленности, связанных с недропользованием. Экологизацию технологических процессов на нефтегазовых объектах могут осуществлять те специалисты, которые умеют рационально подходить к использованию природных ресурсов.
   Среди проблем защиты окружающей среды наиболее актуальной является охрана воздушного и водного бассейнов, так как загрязненные воздух и вода обусловливают загрязнение всей биосферы Земли, включая почву и геологическую среду. Экология является синтетической наукой, поэтому проблемы защиты биосферы от негативного воздействия предприятий нефтегазового комплекса требуют привлечения обширных знаний в области физики, химии, математики, машиностроения, медицины и других наук.
   Наиболее эффективным методом защиты природы от загрязнения вредными веществами является использование безотходных ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов с замкнутыми производственными циклами. Однако, на современном этапе очистка выбросов и сбросов остается основным мероприятием по защите водного и воздушного бассейнов от загрязнения.
   Основной задачей государственной экологической политики и экологической политики предприятий нефтегазового комплекса является преодоление негативных воздействий на окружающую природную среду со стороны действующих пред

Введение

приятий и улучшение ситуации в экологически неблагополучных регионах. Во избежание многих экологических проблем специалисты-нефтяники должны знать о тех сложных превращениях, которые происходят в процессе добычи, переработки, хранении и транспортировки углеводородов.
   Для полного понимания этих проблем необходимо рассмотреть весь комплекс вопросов, связанных с загрязнением воздуха, воды, почвы и земных недр. Сюда входят нормирование качества окружающей среды, виды загрязнений, основы процессов очистки и утилизации выбросов и сбросов. Эти вопросы и являются предметом настоящей книги.

Глава 1


            ОКРУЖАЮЩАЯ ПРИРОДНАЯ СРЕДА


        1.1. Окружающая природная среда и общество

Природа и общество имеют общую материальную основу, являясь компонентами единого целого. Общество составляют люди, социальные процессы и предметы, извлеченные из природной среды и созданные трудом человека. Общество представляет собой высшую форму движения материи. Общество как производная природы может существовать и развиваться только в окружении природы при условии взаимодействия с ней.
  Окружающая природная средапредставляет собой все, что не включается в понятие «общество». Природа— это материя, которая окружает общество. Природа создает для человека и общества необходимый биологический режим жизни. Человек воздействует на природу, используя среду обитания в качестве средства и места жизни. В процессе производства часть природной среды (вещество) изымается, меняет свою форму и превращается в материальные ценности. Одновременно в самой природе происходят негативные изменения, человек вносит диссонанс в динамику природных явлений, природная среда заполняется отходами производства.
  Понятие «охрана окружающей природной среды» связано с современным периодом, когда стали осуществляться меры по предотвращению ее загрязнения. Это реакция общества на возрастающие масштабы ухудшения состояния природы. Источниками загрязнения являются отходы промышленности, энергетики, транспорта, газы, сточные воды, нефть и нефтепродукты, бытовые отходы. Загрязнение Мирового океана нефтью, вырубка лесов и обмеление рек, уничтожение почвенного и растительного покрова— это следствие добычи полезных ископаемых. Химическое загрязнение не имеет границ: следы человеческой деятельности в виде остатков ДЦТ обнаруживаются во льдах необитаемой Антарктиды. Ближний космос засорен остатками космических аппаратов.

Глава 1. Окружающая природная среда

   В федеральном законе «Об охране окружающей природной среды» окружающая природная среда(ОПС) рассматривается как совокупность природных объектов и условий, в которых осуществляется жизнь и деятельность человека, включающая литосферу, гидросферу, атмосферу, биосферу и околоземное космическое пространство. В этом законе перечислены компоненты ОПС. Закон гласит, что охране от загрязнения , порчи, повреждения, истощения, разрушения подлежат естественные экологические системы, земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосфера и озоновый слой атмосферы, леса и иная растительность, животный мир, природные ландшафты, микроорганизмы, генетический фонд. Особой охране подлежат государственные природные заповедники, редкие виды растений и животных.
   Окружающая среда состоит из природных объектов'. воздух, недра, почва, река, участок леса, животное и др. Эту правовую категорию следует отличать от понятия «природный ресурс».
   Природный ресурс— это совокупность запасов природных веществ и энергии, которые используются обществом для удовлетворения своих потребностей. Например, река — это природный объект, а запас гидравлической энергии реки — это природный ресурс. Лес — это природный объект, а древесина на корню—это природный ресурс. Продуктивный пласт—это объект, а извлекаемая из пласта нефть — это ресурс.
   Юридическое понятие «недра» определяется как часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя и дна водоемов, простирающаяся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения.
   Водный объект— это сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа или в недрах, имеющее границы, объем и черты водного режима.
   Животный мир— это совокупность всех видов живых организмов, находящихся в состоянии естественной свободы.
   Природная средаесгь совокупность всей живой и неживой природы. Природа в современном естествознании представляется динамичной, развивающейся через кризисные состояния, катастрофы празветвления(точкибифуркаций). Совре