Тема 3 Воздействие на водную среду (стр. 2 )

Основными источниками загрязнения водных объектов являются:

- буровые растворы и буровые сточные воды;

- сырая нефть;

- пластовые воды, образующиеся при обезвоживании и обессоливании нефти;

- промывочные сточные воды и буровой шлам, сбрасываемые в земляные амбары, котлованы и поверхностные водоемы;

- сточные воды, образующиеся при промывке резервуаров, скважин, оборудования, при ремонтных работах;

- пресная вода и сточные воды, содержащие добавки химреагентов и закачиваемые в продуктивные пласты;

- загрязненные атмосферные осадки, талые и паводковые воды;

- бытовые стоки и др.

Воздействие буровых растворов и буровых сточных вод.

Для бурения скважин применяются растворы на водной и углеводородной основах. Подавляющее большинство (более 95%) используемых при бурении растворов составляют растворы на водной основе, химически обработанные, с добавками нефти (нефтеэмульсионные). В связи с тем, что нефть является устойчивым загрязнителем окружающей среды, ее применение как основного компонента бурового раствора в последнее время ограничено.

Все химические добавки подразделяется на два класса:

- неорганические реагенты;

- органические соединения.

Буровые растворы, насыщенные химическими реагентами, являются для окружающей среды загрязняющими или токсичными продуктами длительного действия.

Для большинства веществ, входящих в состав буровых растворов, необходимая кратность разбавления свежей водой достигает 2000. Попадание их в водоемы, грунтовые воды даже в небольших количествах представляет серьезную экологическую опасность. Значительный ущерб буровыми растворами водным объектам наносится и при бурении, и при ремонтных работах на скважинах. Засыпка земляных амбаров с раствором и шламом после окончания бурения скважин не оправдана как природоохранное мероприятие в связи с тиксотропностью буровых растворов. Земляные амбары после их засыпки в течение нескольких лет не затвердевают, и этот участок земли длительно время является источником загрязнения почвы и водных ресурсов.

Особенно опасно загрязнение водоемов и подрусловых вод в районах Крайнего Севера, где микробиологическая деятельность подавляется действием низких температур. Эти районы наиболее подвержены нарушению естественной экологической обстановки в связи с торможением процессов окисления и испарения, замедлением восстановления природной среды.

Влияние производственных процессов геологоразведочных работ на малые водотоки наблюдается в зоне от 5 до 10 км.

Буровые сточные воды представляют собой устойчивые многокомпонентные суспензии, содержащие минеральные и органические примеси, нефть и нефтепродукты.

Физико-химический состав буровых сточных вод изменяется в широких пределах (табл. 6.3).

Таблица 6.3

Физико-химический состав буровых сточных вод

Наименование показателя	Единица измерения	Количество
pH	б/р	7-10
Плотность	г/см3	1.0-1.2
Механические примеси	мг/л	180-13000
Нефтепродукты	мг/л	10-5300
Сухой остаток	мг/л	2880-12030
Химическое потребление кислорода (ХПК)	мгО2 /л	100-9300
Биологическое потребление кислорода (БПК)	мгО2/л	7-520
Общая минерализация	мг/л	1300-22600

Буровые сточные воды сильно загрязнены диспергированной глиной, нефтью, смазочными маслами, поверхностно-активными веществами, выбуренной породой, солями и т. д. Непостоянство состава стоков создает трудности при их очистке. До последнего времени, кроме отстоя в амбарах, буровые сточные воды не подвергались никакой очистке. Большое количество сточных вод, содержащих токсичные реагенты, выбуренную породу, масла, нефть и т. д. фильтруется вблизи буровых в подземные воды через зону аэрации. На буровые сточные воды приходится наибольший объем отходов бурения.

В ходе бурения на территории буровых (особенно при кустовом бурении) в земляных амбарах скапливается значительное количество буровых сточных вод (до нескольких тыс. м3), при этом в сточных водах амбаров установлено высокое содержание нефтепродуктов (80 мг/л). Часто из-за плохого обвалования не обеспечивается должная герметичность котлованов-отстойников, в результате чего неочищенный раствор попадает на территорию кустовых площадок, в овраги и поверхностные водоемы. В паводковый период уровень в котловане повышается, и в результате переполнения и отсутствия прочной обваловки загрязненная нефтесодержащая сточная вода растекается по территории и по уклону местности попадает в водоемы.

Наиболее высокое загрязнение водных объектов происходит при бурении разведочных скважин. Если при бурении эксплуатационных, поглощающих и других скважин имеется возможность использования металлических емкостей, имеющихся нефте - и водоводов, то при разведочном бурении для утилизации сточных вод (содержащих нефтепродукты, ПАВ и буровой шлам) приходится пользоваться неэкранированными земляными амбарами и котлованами. Присутствие химреагентов в утилизируемой сточной воде еще более увеличивает опасность загрязнения поверхностных водоемов и подземных вод.

На многих территориях европейского Севера, где проводилось поисково-разведочное бурение, брошенные буровые амбары напоминают о проводимых работах. Котлованы являются вторичными источниками загрязнения. Загрязняющие вещества в виде природных углеводородов, добавок к буровому раствору, химреагентов оседают и скапливаются на дне и стенках амбаров и затем путем инфильтрации и перетока через промоины обваловки попадают в подземные и поверхностные воды.

Воздействие бурового шлама. Буровой шлам, как и буровые растворы и буровые сточные воды, представляет опасность для водной среды. Нефть, вводимая в раствор до 40-45% от его объема, под действием эмульгаторов равномерно распределяется в объеме глинистого раствора и сохраняется в нем в виде глобул, затем адсорбируется на стенках скважин и частицах бурового шлама. Вместе со шламом сбрасывается до 2-4 м3 и более нефти на 1000 м проходки. Буровой шлам вместе с выбуренной породой и нефтью включает в себя все химические соединения, используемые для приготовления буровых растворов. Количество глины в шламе составляет от 30 до 90 %, утяжели%. При попадании выбуренного шлама в водоемы повышается мутность воды, что ухудшает водную среду обитания. Предельные концентрации бурового шлама в водной среде изменяются от 0.8 до 1.25 г/дм3, а безвредные концентрации для рыбохозяйственных объектов составляют 0.4-0.45. Токсичные вещества, адсорбированные на частицах бурового шлама, обмываются в водной среде, накапливаясь и растворяясь в ней.

Воздействие минерализованных пластовых вод. В пластовых водах растворены различные соли (хлориды, бикарбонаты натрия, кальция, магния, реже карбонаты и сульфаты). Содержание в этих водах минеральных веществ колеблется в широких пределах. Растворенные в пластовой воде хлористые соли при повышенной температуре гидролизуются с выделением соляной кислоты.

Пластовые высокоминерализованные воды негативно воздействуют как на водную среду (повышают минерализацию поверхностных и подземных вод, что негативно сказывается на обитателях водоемов и водотоков и качестве воды), так и на сооружения (разбавленные соли легко реагируют с железом, вызывая коррозию, особенно опасное развитие этот процесс получает при переработке сернистых нефтей, так как при этом сероводород и соляная кислота действуют на металл совместно). Чувствительность гидробионтов к солевым примесям сильно зависит от температуры воды, заметно возрастая с повышением последней (табл. 6.4).

Таблица 6.4

Концентрация солей, безвредных для наиболее чувствительных гидробионтов

Формула соли	Концентрация при различных температурах, мг/дм3
	3°С	18-20°С
NaCl	1250	500
KCl	95	10
СаCl2 6Н2 О	2750	500
MgCl 6H2О	2500	700

Воздействие сточных вод нефтепромыслов. Сточные воды нефтепромыслов подразделяются на:

- пластовые;

- подтоварные;

- промывочные воды резервуаров;

- атмосферные;

- производственные сточные;

- хозяйственно-бытовые стоки;

- осадки, образующиеся в резервуарах и очистных сооружениях.

В состав пластовых входят воды, добываемые совместно с нефтью, отделяемые от нее на центральных пунктах сбора и подготовки нефти, где сбрасывается основной объем пластовых вод. В общем объеме сточных вод пластовые воды составляют 82-84 %, по мере увеличения срока эксплуатации месторождения их объем непрерывно растет. Пластовые воды высокоминерализованы, при закачке пресных вод в нефтяные пласты минерализация их снижается. Помимо минеральных солей пластовые воды содержат нефть, песок, глинистые частицы, в некоторых случаях значительные количества двухвалентного железа, сероводорода или углекислого газа. В процессе обезвоживания и обессоливания нефти в пластовую воду из водонефтяной эмульсии переходит значительная часть используемых деэмульгаторов.

Подтоварные воды - стоки, образующиеся при обводнении нефтепродуктов и нефти за счет влаги, поступающей в резервуар из воздуха через дыхательный клапан. Эти стоки сбрасываются при дренаже резервуаров.

Промывочные воды образуются при зачистке и промывке резервуаров.

Атмосферные воды скапливаются в пределах обвалованных территорий производственных площадок, резервуарных парков в период дождей и таяния снега. В зависимости от природно-климатических условий месторождений составляют до 1.5% от объема сточных вод. Производственные сточные воды поступают от насосных станций, лабораторий, котельных, гаражей и т. д. в виде утечки загрязненной воды и нефтепродуктов из технологического оборудования. Осадки в резервуарных и очистных сооружениях образуются в результате отложения тяжелых фракций нефти, смол и всевозможных примесей, насыщенных нефтью и нефтепродуктами, а также твердых минеральных примесей. Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются от объектов хозяйственного назначения: столовых, душевых, прачечных. Усредненный состав загрязнений сточных вод нефтепромыслов от основных объектов их формирования представлен в табл. 6.5 Поскольку сточные воды нефтепромыслов содержат в своем составе практически все основные загрязнители, перечисленные выше, то их воздействие на водную среду будет отличаться комплексностью, суммарным влиянием.