Обоснование методов защиты верхней части геологической среды на основе локального мониторинга при эксплуатации нефтяных месторождений на Крайнем Севере: на примере Ардалинского нефтегазодобывающего комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат геолого-минералогических наук Макарский, Николай Антонович

• Макарский, Николай Антонович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Макарский, Николай Антонович

Введение.

1. Характеристика природных условий разработки Ардалинской группы месторождений нефти

1.1. Краткая физико-географическая характеристика.

1.2. Основные сведения о глубинном геологическом строении и ресурсах нефтегазовых месторождений региона.

1.3. Четвертичные отложения.

1.4 Геокриологические условия.

2. Анализ источников и характера техногенного воздействия на верхнюю часть геологической среды при обустройстве и эксплуатации Ардалинского нефтегазодобывающего комплекса

2.1. Основные сведения об Ардалинском НГДК.

2.2. Характеристика форм техногенного воздействия объекта на компоненты верхней части геологической среды.

2.3. Анализ возможных последствий техногенного воздействия на верхнюю часть геологической среды.

2.4. Обзор состояния мониторинга верхней части геологической среды при разработке нефтяных месторождений северных территорий.

3. Принципы организации и результаты локального мониторинга верхней части геологической среды на нефтяном месторождении в условиях Заполярной тундры

3.1. Основные принципы организации локального экологического мониторинга.

3.2. Мониторинг термического режима многолетнемёрзлых пород.

3.3. Мониторинг близлежащих подземных вод и поверхностных водных объектов.

3.4 Мониторинг почвенного слоя и поверхности ММГТ.

3.5. Мониторинг хозяйственно - бытовых сточных вод.

3.6. Мониторинг приземного слоя атмосферного воздуха.

3.7. Мониторинг флоры и фауны.

4. Разработка методов и способов защиты верхней части геологической среды при освоении нефтяных месторождений на Крайнем Севере

4.1. Методы защиты верхних слоёв многолетнемёрзлых пород.

4.2. Методы защиты подземных водоносных горизонтов.

4.3. Способы захоронения отходов производства.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование методов защиты верхней части геологической среды на основе локального мониторинга при эксплуатации нефтяных месторождений на Крайнем Севере: на примере Ардалинского нефтегазодобывающего комплекса»

Разработка месторождений нефти и газа на Европейском Севере России является важным элементом успешного развития отечественной экономики XXI века. В недрах этой территории содержится около 1.4 млрд. т извлекаемых запасов нефти и более 3.5 трлн. м3 природного газа. Этот потенциал способен поддержать топливными энергоресурсами развитие экономики России в течение значительного периода.

Вместе с тем, зона европейской части Севера России представляет собой территорию со слаборазвитой инфраструктурой. Для эффективной добычи углеводородов в приарктических районах и транспортировки их в центральную часть России потребуется обустроить десятки месторождений, пробурить сотни скважин различного назначения, построить тысячи километров трубопроводных систем. Строительство всех этих сооружений будет сопровождаться значительным техногенным воздействием на компоненты природной среды, и сопряжено с определенными рисками, обусловленными природно-климатическими особенностями арктической зоны европейской части России — Крайнего Севера. Эта территория отличается, прежде всего, низкими среднегодовыми температурами (до -6°С), продолжительным осенне-зимним периодом (около 250 дней в году), коротким летним периодом (около 90 дней в году). Помимо этого, на всей территории Крайнего Севера повсеместно распространены многолетнемёрзлые породы (ММП) различной мощности (от 0 до 300-350 м). Наличие сезонного оттаивания верхней части ММП, в сочетании с их промерзанием в зимний период, может быть причиной пучения грунтов и, как следствие - деформации расположенных на них сооружений, с вероятным их разрушением, сопровождающимся авариями и чрезвычайными ситуациями, влекущими разливы нефти, продуктов её переработки, опасных веществ, применяемых при добыче нефти и её транспортировке. В совокупности с особенностями территории и низким восстановительным потенциалом природной среды, подобные ситуации могут оказывать крайне негативное влияние на природные экосистемы, замедлять восполнение кормовой базы для животного мира, наносить урон традиционным промыслам коренных жителей, населяющих данную территорию. Помимо этого, ликвидация последствий аварийных ситуаций может отвлечь значительные финансовые средства на проведение работ по восстановлению целостности сооружений и приведению окружающей среды в исходное состояние и снизить рентабельность проводимых работ.

В связи с этим, крайне важным при решении вопросов обустройства расположенных на Крайнем Севере России нефтяных месторождений является разработка и использование природоохранных технологий, обеспечивающих нейтрализацию негативных последствий проводимых работ, и позволяющих осуществлять добычу и транспортировку углеводородов с сохранением всех аспектов природной среды.

Неотъемлемой частью комплекса технологий является использование локального экологического мониторинга, позволяющего объективно оценивать величину техногенного воздействия, оказываемого на чувствительные компоненты природной среды, и ответную их реакцию. Прежде всего, речь идет о верхней части геологической среды (ГС), представленной толщей многолетнемерзлых пород, приуроченными к ней водоносными горизонтами, покрывающим толщу ММП почвенным слоем. Поверхностные водные объекты (водоемы и водотоки, озерно-болотные комплексы), приземный слой атмосферы, растительный покров и фауна, являясь компонентами природной среды, служат индикаторами загрязнения компонент верхней части геологической среды. При обустройстве и эксплуатации месторождений углеводородного сырья указанные компоненты природной среды затрагиваются изменениями в первую очередь. Локальный экологический мониторинг, в ходе которого осуществляется контроль ограниченного числа взаимозависимых природных сред, являющихся ключевыми для данной территории, позволяет оперативно, и объективно оценить состояние компонент верхней части геологической среды, влияющих на безопасность производственных сооружений и, при необходимости, принимать оперативные меры для исключения предпосылок возникновения нештатных ситуаций.

Крайне важным аспектом при обустройстве и эксплуатации нефтяных месторождений является управление образующимися отходами производства. В процессе обустройства месторождений образуются как отходы строительных работ (металлолом, остатки изолирующих материалов), так и отходы буровых работ. Основную часть производственных отходов на этапе обустройства месторождения составляют отходы бурения - буровой шлам. Поэтому для исключения развития негативных процессов должны использоваться методы их временного накопления и способы утилизации, позволяющие исключить негативное воздействие на компоненты верхней части ГС.

Значительное негативное воздействие при разработке нефтяных месторождений в чувствительных арктических регионах оказывает антропогенная деятельность. Чрезмерная эксплуатация водоносных горизонтов с целью хозяйственно- питьевого водоснабжения может привести к их истощению и нарушению гидродинамического режима. Отведение на рельеф местности не прошедших очистку сточных вод будет служить источником загрязнения верхней части многолетнемерзлых пород и поверхностных водных объектов ингредиентами и микробиологическими компонентами. Отсутствие контроля за уровнем техногенного и антропогенного прессинга на компоненты верхней части геологической среды может повлечь необратимые изменения в их состоянии.

Актуальность исследований определяется необходимостью обоснования методов защиты верхней части геологической среды (слоя пород от поверхности до глубины 300-350 м, приуроченных к нему неглубоких водоносных горизонтов, почвенного слоя) от последствий техногенной нагрузки в условиях развития многолетней мерзлоты на основании результатов локального мониторинга ее компонент, испытывающих воздействие объектов нефтедобывающей инфраструктуры. Диссертационная работа посвящена исследованию характера антропогенного воздействия на верхнюю часть геологической среды, а также оценке применяемых методов мониторинга её состояния на примере освоения Ардалинского комплекса нефтяных месторождений северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (ТПНГП), расположенного на территории Ненецкого автономного округа (НАО). Результаты проводимого мониторинга компонент верхней части геологической среды в достаточной степени позволят обосновать комплекс мероприятий, направленных на снижение риска возникновения аварийных ситуаций с отрицательными экологическими последствиями при интенсификации добычи нефти на Крайнем Севере России, а также в районах с аналогичными природно-климатическими условиями.

Цель и задачи работы. Целью работы является обоснование методов защиты верхней части геологической среды при эксплуатации нефтяных месторождений в условиях многолетней мерзлоты на основании результатов локального мониторинга.

В соответствии с поставленной целью, в работе решаются следующие задачи:

1. Исследование состава, свойств и температурного режима приповерхностных слоев мёрзлых пород, как основной компоненты, определяющей устойчивость верхней части геологической среды.

2. Анализ источников, характера техногенного воздействия на верхнюю часть геологической среды и оценка результатов применения комплекса локального экологического мониторинга при обустройстве и эксплуатации месторождений нефти в условиях многолетней мерзлоты.

3. Разработка методик и способов защиты верхней части геологической среды от техногенного воздействия, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию различных по назначению объектов нефтегазодобывающего комплекса.

4. Обоснование способа захоронения отходов бурения, исключающего негативное влияние на многолетнемерзлые породы.

Объектом исследований является верхняя часть геологической среды в районе Ардалинского нефтегазодобывающего комплекса (АНГДК), расположенного на территории НАО, в зоне распространения ММП.

Предмет исследований включает термический режим мёрзлых пород вблизи нефтедобывающих сооружений и нагнетательных скважин, уровень и температуру подземных вод вишерского водоносного горизонта, а также отходы бурения на полигоне их захоронения.

Фактический материал и личный вклад. Работа выполнена с использованием результатов наблюдений и аналитических исследований, полученных при личном участии автора в процессе многолетних (более 15 лет) работ по мониторингу термического состояния ММП на АНГДК, температурного режима захороненных на полигоне отходов бурения. Автором обобщены результаты наблюдений за эксплуатацией вишерского водоносного горизонта, являющегося источником хозяйственно-питьевого водоснабжения нефтепромысла, наблюдений за состоянием природной среды в районе производственных объектов АНГДК. Автор непосредственно участвовал во внедрении и развитии комплекса локального экологического мониторинга верхней части геологической среды на объектах Ардалинского НГДК. Соискателем разработана технология размещения наблюдательных термометрических и неглубоких гидрогеологических скважин при обустройстве нефтегазодобывающего комплекса и полигона захоронения отходов бурения, предложен способ захоронения отходов бурения в условиях распространения ММП. Автор непосредственно участвовал в накоплении и систематизации результатов локального экологического мониторинга верхней части геологической среды, им создана база данных наблюдений за состоянием ее компонент на объектах АНГДК.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые для северной части ТПНГП всесторонне исследованы и систематизированы температурные процессы, происходящие в верхней части ММП, на которых расположены различные по назначению объекты нефтегазодобывающего комплекса. Выявленные закономерности изменения температурного режима пород позволили установить, что толщина отсыпки грунтовых площадок должна быть не менее мощности сезонно-активного слоя (2,0-2,5 м), глубина погружения свайных оснований - равной толщине яруса годового теплооборота (ЯГТО), т.е. 9-10 м, оптимизировать размещение водонагнетательных скважин для снижения теплового воздействия на толщу ММП.

2. Впервые для района европейской части Крайнего Севера на основании результатов многолетних мониторинговых наблюдений проведен анализ состояния компонент верхней части геологической среды, находящейся под техногенным влиянием нефтедобывающего комплекса в условиях Заполярной тундры. Для ведения локального экологического мониторинга приповерхностной части ГС на площадных объектах нефтегазодобывающего комплекса впервые использована сеть специальных термометрических и гидрогеологических мониторинговых скважин для наблюдений за верхней толщей ММП, водоносными горизонтами и система ведения наблюдений за состоянием поверхностных вод, приземной части атмосферы, почвенно-растительного слоя и фауной, как индикаторов состояния верхней части ГС.

3. Разработан и реализован в условиях европейского Заполярья комплекс новых методов защиты верхней части геологической среды, позволяющий с минимальным экологическим воздействием на нее эксплуатировать нефтедобывающий промысел в условиях вечной мерзлоты.

Защищаемые научные положения.

1. В условиях Крайнего Севера наличие ММП является одним из основных факторов, определяющих устойчивость верхней части ГС к техногенному воздействию. Рекомендуемый комплекс локального экологического мониторинга обеспечивает получение объективных характеристик теплообмена в мёрзлых и сезонно-промерзающих породах, а также режима подземных вод таликовых зон ММП, сбалансированное состояние которых определяет стабильность верхней части геологической среды.

2. Предложенные мероприятия и технологические решения, направленные на сохранение приповерхностных слоев ММП в исходном состоянии, обеспечивают эксплуатацию производственных сооружений, являющихся источниками теплового воздействия, без необратимых последствий для верхней части геологической среды.

3. Разработанный и реализованный способ размещения отходов бурения скважин в гидроизолированных с наблюдательными температурными скважинами шламонакопителях, расположенных в толще ММП, позволяет осуществлять надежное захоронение этих отходов круглогодично в мерзлом состоянии, не оказывая негативного влияния на геологическую среду.

Практическая ценность работы.

1. Результаты локального экологического мониторинга за техногенным воздействием нефтедобывающего комплекса на компоненты геологической среды и ответной ее реакцией объективно отражают состояние верхней части геологического разреза, сложенного мёрзлыми породами.

2. Предлагаемые технологические решения, направленные на сохранение приповерхностных слоев ММП в исходном состоянии, обеспечивают эксплуатацию производственных сооружений, являющиеся источниками теплового воздействия, без необратимых последствий для верхней части геологической среды.

3. Реализованный способ захоронения отходов бурения в толще ММП исключает их негативное воздействие на верхнюю часть геологической среды, позволяет снизить затраты на утилизацию отходов и повысить рентабельность освоения нефтяных месторождений, а также снизить риск возникновения аварийных ситуаций, приводящих к загрязнению компонент верхней части ГС.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на Региональной международной конференции ВНИГРИ (г. Санкт-Петербург, 2001), на Всероссийской конференции научного общества им. академика И.М. Губкина (г. Туапсе, 2005), на Международной научно-практической конференции «ЭкоПечора» (г. Нарьян-Мар, 2008), на Н-ой Всероссийской конференции «Экология и производство. Перспективы развития экологических механизмов охраны окружающей среды» (г. Санкт-Петербург, 2008), на региональных научно-технических конференциях в Архангельском государственном техническом университете (2007-2009), на IV Всероссийской конференции «Экология и промышленная безопасность» (г. Санкт-Петербург, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 монография и 3 работы - в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 159 страниц машинописного текста, 28 рисунков, 37 таблиц, библиографию из 135 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Макарский, Николай Антонович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с тем, что в ходе обустройства и эксплуатации месторождений углеводородного сырья оказывается негативное воздействие на компоненты верхней части геологической среды, решение вопросов по снижению такого воздействия и устранение условий, делающих этот характер необратимым, имеет приоритетное значение.

Наиболее актуальный характер эти задачи приобретают при разработке месторождений углеводородного сырья на Крайнем Севере России. Здесь ситуация осложняется объективными особенностями, характерными для приполярных районов, и обусловленными наличием природно-климатических и геологических условий, относящих данную территорию к категории экологически чувствительных. Отличительной особенностью приполярных территорий является наличие в верхней части геологического разреза, толщи многолетнемерзлых пород, определяющих устойчивость верхней части ГС к техногенному воздействию. На её поверхности располагаются производственные объекты по добыче и транспортировке нефти. Залегающие в толще ММП подземные водоносные горизонты могут использоваться для решения вопросов производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Сохранение стабильного состояния взаимосвязанных компонент верхней части геологической среды при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений исключает условия для возникновения и развития необратимых негативных последствий, которые, в свою очередь, могут инициировать нарушение целостности производственных сооружений и возникновение аварийных ситуаций.

С другой стороны, необходимость минимизации или исключения негативных последствий на верхнюю часть геологической среды обусловливается тем, что она является местом обитания животного мира и основой для жизнедеятельности коренных народов, проживающих на данной территории, и их занятия традиционными видами хозяйствования.

В том, что реализация условий сохранения устойчивого состояния верхней части геологической среды является наиболее рациональным, приемлемым и действенным способом нефтедобычи в экологически чувствительных условиях свидетельствует опыт обустройства и эксплуатации нефтяных месторождений Ардалинского нефтегазодобывающего комплекса, расположенного на территории Ненецкого автономного округа. Опыт безаварийной эксплуатации нефтегазодобывающего производства в условиях Крайнего Севера, на территориях с повсеместным распространением ММП, а также данные многолетних наблюдений в ходе реализации программы локального экологического мониторинга предоставляет возможность обобщить полученные результаты и унифицировать методику обустройства нефтяных месторождений. Вместе с тем, это позволяет разработать способы и методы защиты геологической среды, обосновать комплекс локального экологического мониторинга компонент геологической среды, предложить методы решения вопросов хозяйственно - питьевого водоснабжения нефтепромыслов и захоронения отходов бурения на месте производства работ. Практическая апробация опыта экологически безопасной разработки месторождений нефтегазодобывающего комплекса в чувствительных условиях делает решение всех этих вопросов применимым при обустройстве и эксплуатации нефтяных месторождений в аналогичных природно-климатических условиях.

Результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. На примере эксплуатации объектов Ардалинского НГДК проведен анализ мерзлотных процессов, протекающих в толще ММП при эксплуатации производственных сооружений, связанных с добычей нефти и утилизацией пластовой воды. Результаты анализа данных, полученных на основании наблюдений за температурой многолетнемерзлых пород, проводимых круглогодично на протяжении 16 лет, свидетельствуют о том, что развития процессов растепления многолетнемерзлых пород под слоем насыпных площадок не происходит. Отсутствие негативных изменений в состянии толщи ММП, как важней компоненты верхней части ГС, определяющей ее устойчивость, обеспечивает безопасную эксплуатацию технически сложных нефтедобывающих сооружений и создает условия для нормальной жизнедеятельности обслуживающего вахтового персонала в течение длительного времени. Более того, в результате термоизолирующего действия отсыпки происходит новообразование мерзлоты, и поднятие кровли ММП практически до поверхности отсыпных площадок, что служит доказательством выполнения 1-го принципа строительства в условиях развития ММП - сохранение многолетнемерзлых пород в исходном состоянии. Это даёт возможность использовать полученные данные при проектировании нефтедобывающей инфраструктуры и определении толщины отсыпки грунтовых площадок (она должна быть не менее мощности СТС, т.е. 2,0-2,5 м).

2. Как показывают результаты круглогодичных замеров температуры ММП в наблюдательных скважинах на сателлитных месторождениях, объекты нефтедобычи - скважинные сооружения и производственные модули - размещенные на свайных основаниях над поверхностью мёрзлых пород не оказывают отрицательного воздействия на состояние ММП. Металлические свайные поля, погруженные непосредственно в толщу многолетнемерзлых пород не являются проводниками тепла и не изменяют температурного режима подстилающих ММП. Расположение объектов на свайных основаниях изолирует поверхность ММП от теплового воздействия сооружений и облегчает визуальный контроль в период их эксплуатации.

Помимо этого, наблюдения за температурой ММП позволяют определить толщину яруса годовых температурных оборотов, составляющую для условий Ненецкого автономного округа величину 9.5-10 м. Как показывают производимые каждые 2 года высокоточные геодезические высотные измерения свайных оснований, какие-либо деформации производственных сооружений отсутствуют. На основании этого, автором рекомендовано производить погружение стальных свай на глубину, равную толщине слоя ЯГТО. Это исключает возникновение и развитие процессов мерзлотного пучения и выпирания свай, которые, в конечном счете, могут привести к деформации сооружений и возникновению аварийных ситуаций.

3. Наряду с отсутствием негативного воздействия на состояние температуры ММП при эксплуатации нефтедобывающих сооружений, расположенных на поверхности насыпных грунтовых площадок, при выполнении определенных технологических процессов негативное воздействие на толщу ММП все же оказывается. Речь идет о процессах утилизации попутной пластовой воды, отделяемой от нефти в ходе её подготовки, и закачиваемой обратно в нефтяной пласт. Имеющие высокую температуру (до +68 °С) значительные массы закачиваемой пластовой воды оказывают растепляющее воздействие на толщу ММП, возрастающее с глубиной. В разрезе зона оттайки ММП представляет собой конусообразную воронку, обращенную узкой частью вверх, с радиусом «раструба» в нижней части 9.0 м и высотой воронки 27 м.

Исходя из вышеизложенного, автором предложены принципы размещения, строительства и эксплуатации водонагнетательных скважин, реализация которых позволит свести к минимуму тепловое воздействие на толщу ММП при закачке пластовой воды. Эти принципы заключаются в следующем: а), устья нагнетательных скважин необходимо располагать в различных частях месторождений (на различных одиночных площадках), что позволит придать растепляющему влиянию точечный характер. В случае размещения нагнетательных скважин на кустовых площадке расстояние между устьями скважин должно быть не менее двух радиусов оттайки с учетом планируемых объемов закачки. б), объемы закачиваемой воды необходимо распределять между различными скважинными для* исключения постоянного по времени и уровню теплового воздействия и придания ему дискретного характера. в), для перекрытия толщи ММП в конструкции водонагнетательных скважин необходимо использовать обсадную колонну диаметром 28" (700 мм), обсаживающую ствол скважины до подошвы слоя ММП. Параллельное перекрытие толщи ММП обсадными колоннами диаметром 16" (400 мм) и 28" (700 мм) и использование для их крепления цемента арктических марок с теплоизолирующими свойствами позволит создать теплоизолирующую оболочку вокруг нагнетательной скважины и исключит условия для распространения оттайки.

4. Обоснован комплекс локального экологического мониторинга, обеспечивающий получение достоверных характеристик теплообмена в мёрзлых и сезонно-промерзающих грунтах. Комплекс включает наблюдения за ограниченным числом комплонент верхней части геологической среды -толщи ММП, приуроченных к ней неглубоких водоносных горизонтов, почвенного слоя, а также индикаторов состояния верхней части ГС -поверхностных водных объектов, приземной части атмосферы, растительного покрова и фауны. Для контроля состяния ММП, как важнейшей компоненты верхней части геологической среды, предлжено использовать сеть температурных мониториновых скважин. Под нефтедобывающими сооружениями различного назначения, расположенными на насыпных грунтовых площадках и тундровой поверхности, рекомендуется размещать рабочие и фоновые термометрические скважины глубиной 18-20 м, в 2 раза превышающей мощность слоя ЯГТО. Датчики в грунтовой отсыпке рекомендуется размещать через 0.5 м и далее - через 1.0 м до забоя скважины. Термометрические скважины вблизи водонагнетательных скважин целесообразно закладывать на максимально возможную глубину (30-40 м), с аналогичным размещением датчиков на гирлянде. Замеры показаний датчиков целесообразно производить в первые 5 лет - ежемесячно, с последующим переходом на ежеквартальные замеры в случае стабилизации значений темераттуры ММП.

Выполнение комплекса локального экологического мониторинга даёт необходимый объем информации, позволяющей объективно оценить уровень техногенного воздействия и текущее состояние компонент верхней части геологической среды, а также принять своевременные меры для исключения негативных процессов, способных привести к необратимым изменениям верхней части ГС и нарушить целостность нефтедобывающей инфраструктуры.

5. Предложен оптимальный режим эксплуатации ресурсов водоносных горизонтов, приуроченных к таликовым зонам в толще ММП, позволяющий использовать подземные воды для хозяйственно-питьевых нужд нефтедобывающего комплекса. Для объективной оценки состояния горизонтов предложен комплекс мониторинговых наблюдений, заключающихся в определении объема водопотребления, абсолютных отметок статистического уровня подземных вод и их температуры. Рекомендовано установить уровень водопотребления, суммарно равный годовому объёму дополнительного питания водоносных горизонтов за счёт фильтрации из поверхностных водоисточников. Это позволит эксплуатировать водоносные горизонты в течение всего периода разработки месторождений, и обеспечивает быстрое восстановление этой компоненты верхней части геологической среды до исходного состояния после снятия антропогенной нагрузки.

6. Разработан и реализован способ захоронения отходов бурения в специально оборудованных накопителях, заключающийся в размещении отходов бурения в гидроизолированных накопителях, обустроенных в толще

ММП, последующем захоронении отходов и обустройстве накопителей сетью неглубоких температурных и гидрогеологических мониторинговых скважин. Предложены оптимальные размеры отдельных трапециевидных накопителей (15x75м на дневной поверхности и глубиной 4 м) объемом 2.7л

3.0 тыс. м , позволяющих разместить буровые отходы, образующиеся от строительства 2-х скважин, а также технология строительства отдельного накопителя в толще ММП и его гидроизоляция бесшовной полиэтиленовой пленкой, уложенной одним куском. Рекомендована схема обустройства полигона захоронения отходов, состоящего из группы отдельных накопителей, мониторинговыми термометрическими и гидрогеологическими скважинами. Рабочую наблюдательную термометрическую скважину необходимо обустраивать на глубину, превышающую глубину залегания подошвы захороненного бурового шлама и концевые датчики ее гирлянды (2-3 шт.) размещать в толще вмещающих многолетнемёрзлых пород, подстилающих толщу захороненных буровых отходов. На верхней части гирлянды датчиков, равной толщине насыпного купола (2.0-2.5 м) датчики следует размещать через 0.5 м, далее - через 1.0 м. Рекомендована методика отбора проб неглубоких подземных вод. Предложенный комплекс мониторинговых наблюдений за температурой вмещающей толщи ММП, изолированных отходов и гидродинамическим режимом неглубоких водоносных горизонтов обеспечивает проведение экологического мониторинга мест захоронения отходов. Это позволяет на практике решать вопрос утилизации отходов бурения скважин экономически оправданным и экологически безопасным способом, повысить рентабельность освоения нефтяных месторождений, а также снизить риск возникновения аварийных ситуаций, приводящих к загрязнению геологической среды.

Обоснованные мероприятия по защите верхней части геологической среды от техногенного воздействия, способы рационального использования водоносных горизонтов, решения по захоронению отходов бурения, в совокупности с реализованным комплексом локального экологического мониторинга позволяют безопасно эксплуатировать технически сложные объекты нефтедобычи для чувствительных компонент верхней части геологической среды районов Крайнего Севера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Макарский, Николай Антонович, 2010 год

1. Айбулатов H.A., Артюхин Ю.В. Геоэкология шельфа и берегов Мирового океана. -СПб.: Гидрометеоиздат, 1993, 304 с.

2. Алисов Б.П. Климат СССР. М.: Высшая школа, 1969. 104 с.

3. Анисимов O.A. Современные и будущие изменения вечной мерзлоты: синтез наблюдений и моделирования // Проблемы Арктики и Антарктики. 2008. № 1(78). С. 7-16.

4. Атлас Архангельской области / Под ред. Трешникова А.Ф. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1976. 110 с.

5. Баринов A.B., Сафин С.Г., Губайдуллин М.Г. Северная часть Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции: состояние запасов и перспективы освоения // Нефтепромысловое дело. 2001. № 6. С. 4-10.

6. Белонин М.Д., Макаревич В.Н., Прищепа О.М. Состояние и перспективы нефтегазового комплекса Северо-западного округа России // Сырьевая база России в XXI веке. Материалы научн.-практ. конф. Архангельск, 2001. — С. 27-29.

7. Бондарев П.Д., Красовицкий Б.А. Температурный режим нефтяных и газовых скважин. Новосибирск: Наука, 1974. 88 с.

8. Быков И.Ю., Дмитриев В.Д. Бурение скважин на воду в северных условиях. JL: Недра, 1981. 125 с.

9. Вечная мерзлота и освоение нефтегазоносных районов / Под ред. Мельникова Е.С. (части I, III) и Гречищева С.Е. (части II, III, IV). Колл. авторов. М.: ГЕОС, 2002. 402 с.

10. Викторов A.C. Основные проблемы математической морфологии ландшафта. М.: Наука, 2006. 252 с.

11. Винокуров P.C., Макарский H.A. Анализ результатов наблюдений за термическим состоянием грунтов на производственной площадке Ардалинского нефтепромысла //Вестник АГТУ. Серия «Прикладная геоэкология». Вып. 79, Архангельск, 2009. С. 81-87.

12. Вялов С.С. и др. Прочность и ползучесть мерзлых грунтов и расчеты ледогрунтовых ограждений. М.: Издательство академии наук СССР, 1962. 254 с.

13. Гамбурцев Г. А. Концепция мониторинга природно — технических систем. Геоэкология, 1994 г., № 4.

14. Геокриологические и гидрогеологические работы при разведке месторождений твердых полезных ископаемых (на примере Крайнегто Севера). М.: ВСЕГИНГЕО, 1984, 184 с.Изучение наледей. Методическое пособие. Ленинград: Гидрометеоиздат, ГГИ, 1984,156 с.

15. Геокриология СССР. Европейская территория СССР / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Недра, 1988. 358 с.

16. Геокриологические и гидрогеологические проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции / С.Е. Гречищев, JI.B. Чистотинов, Р.Г. Петрова и др. М.:Геоинформмарк, 1992. 58 с.

17. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т.1: Русская платформа. Л.: Недра, 1985. 356 с.

18. Геология и нефтегазносность севера Европейской части СССР: Сб. науч. тр. / Под ред. Ю.А. Россихина. Тюмень, ЗапСибНИГМИ, 1990. 175 с.

19. Геология и полезные ископаемые Севера Европейской части СССР: Сб. науч. тр. / Отв. ред. Ю.А. Россихина. Архангельск, 1991. 313 с.

20. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды // Изв. АН СССР, сер. Геогр. 1975, № з, стр. 13-25.

21. Гидрогеология СССР, т. XVII. Коми АССР и Ненецкий национальный округ Архангельской области. М.: Недра, 1970. 288 с.

22. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды /Т.В. Гусева, Я.П. Молчанова, Е.А. Заика и др. М.: Эколайн, 2000.

23. Глазовская М.А. Способность окружающей среды к самоочищению. Природа, 1979, №3.

24. Глумов И.Ф., Маловицкий Я.П. Нефтегазовый потенциал континентального шельфа России. Реальность и перспективы. — Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду, 1998, № 5, с. 11-22.

25. Грамберг И.С., Додин Д.А., Лаверов Н.П. и др. Арктика на пороге третьего тысячелетия (ресурсный потенциал и проблемы экологии). Спб.: Наука, 2000.247 с.

26. Гречищев С.Е., Чистотинов Л.В., Гравис Г.Ф. и др. Криогенные физико-геологические процессы и методы изучения их развития. В сб. трудов. М.: ВСЕГИНГЕО, 1987. 52 с.

27. Григорян С.С., Красс М.С., Гусева Е.В. и др. Количественная теория геокриологического прогноза. М.: Изд-во МГУ, 1987. 266 с.

28. Грязнов Г.С. Особенности глубокого бурения скважин в районах вечной мерзлоты. М.: Недра, 1969. 167 с.

29. Губайдуллин М.Г. Геоэкологические условия освоения минерально-сырьевых ресурсов Европейского Севера России: Монография. Архангельск: Поморский государственный университет, 2002. 310с.

30. Губайдуллин М.Г. Ресурсная база и перспективы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции // Нефтяное хозяйство, 2003а. № 4. С. 85-87.

31. Губайдуллин М.Г., Калашников A.B., Макарский H.A. «Оценка и прогнозирование экологического состояния геологической среды при освоении севера Тимано

32. Печорской нефтегазоносной провинции». Монография. Изд. АГТУ, Архангельск, 2008 г.

33. Губайдуллин М.Г., Макарский H.A. Оценка состояния верхних горизонтов многолетнемерзлых пород на Ардалинском нефтегазодобывающем комплексе по результатам мониторинга/Геоэкология, 2010, № 6. С. 496-507.

34. Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во МГУ, 1967. 403 с.

35. Евсеев A.B., Куликов К.И. Деградация почвенного покрова в районах Крайнего Севера России. // Тез. и докл. Всеросс. Конф. «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения». М., 1998, Т.2, стр. 135-137.

36. Заиканов В.Г., Минакова Т.Б. Геоэкологическая оценка территорий. М.: Наука, 2005. 319с.

37. Зверев В.П. Роль подземных вод в миграции химических элементов. М.: Недра, 1982. 183 с.

38. Израэль Ю.А. Экология и контроль состсояния природной среды. JL: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.

39. Карта геокриологических условий // Гл. редактор Е.М. Сергеев. М.: МГУ, 1983.

40. Кимстач В.А., Фридман Ш.Д. и др. Концепция системы экологического мониторинга России.// Меиеорология и гидрология, 1992, № 10, стр. 5-18.

41. Концепция охраны природы в Арктике. Руководство по проведению морских работ по нефти и газу в Арктике. М.: 1997, 70 с.

42. Концепция Государственного мониторинга геологической среды России. — М.: Роскомнедра, 1994.

43. Конюхов A.B., Коптяев В.В. Основы строительной экологии. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2003. 68 с.

44. Конюхов A.B., Братишко Ю.А. Охрана окружающей среды при проведении геологоразведочных работ в районах Крайнего Севера // Э.И. «Коррозия и защита в нефтегазоносной промышленности». М., 1985. — Вып. 2.-33 с.

45. Конюхов A.B., Федорович Д.И. Исследование влагообменных процессов в деятельном слое торфяников, влияющих на их тепловой режим // ЦИНИС Госстроя СССР НТЛ. Раз. Б,-1976. Вып. 3. -42 с.

46. Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами. М.: «Транспорт», 1989, 365 с.

47. Коробов В.Б. Экспертные методы в географии и геоэкологии. Архангельск: Поморский университет, 2008. -236 с.

48. Коробов C.B. Оценка воздействия добыта нефти на криолитозону в прибрежной зоне арктических морей // Материалы XVII межд. науч. конф. по морской геологии «Геология морей и океанов». Т. 2. М.: ГЕОС, 2007 г. С. 240-242.

49. Коробов C.B. Исследование взаимодействия нефтегазовых скважин с геокриологической средой с целью совершенствования технологий их консервации в северных регионах. Автореферат дисс. канд. техн. наук, Аппатиты, 2009. 22 с.

50. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд. МГУ, 1995 272 с.

51. Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. -М.: Недра, 1998.

52. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно — питьевого назначения. -М.: Недра, 1987.

53. Крючков В.В. Север на грани тысячелетий. М. Мысль, 1987, 268 с.

54. Кудряшов Б.Б., Яковлев A.M. Бурение скважин в мерзлых породах. М.: Недра, 1983. 289 с.

55. Кудряшов Б.Б., Яковлев A.M. Новая технология бурения скважин в мерзлых породах. JL: Недра, 1973.

56. Кулешова Т.В., Банщикова JT.C. Локальный мониторинг в криолитозоне // Материалы международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (том 1). Архангельск, 2002. С. 99-104.

57. Куренной В.В., Купцова Э.Д. Литомониторинг и геоэкологические исследования. Обзор. М., Изд-во ВИЭМС, 1990. 83с.

58. Лейбман М.О. Криолитологические особенности сезонно-талого слоя на склонах в связи с процессами криогенного оползания // Криосфера Земли, 1997, т. 1, № 2, с. SO-SS.

59. Мазур И.И. Инженерно-экологические решения в практике строительства нефтегазовых объектов. — М.: Недра, 1990.

60. Мазур И.И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1991.279 с.

61. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. М.: Наука, 1989.

62. Макарский H.A., Губайдуллин М.Г. Методика экологического мониторинга на Ардалинском комплексе нефтяных месторождений // Вестник АГТУ, серия «Прикладная геоэкология». Вып. 70. Архангельск, 2007. С. 95-101.

63. Макарский H.A. Природосберегающие технологии при обустройстве месторождений (на примере спутниковых месторождений Ардалинского нефтедобывающего комплекса) // Живая природа Ненецкого автономного округа. Нарьян-Мар, 2004. С. 136-141.

64. Макарский H.A., Губайдуллин М.Г. Обустройство и мониторинг мест захоронения отходов бурения на Ардалинском нефтепромысле // Вестник АГТУ. Серия «Прикладная геоэкология». Вып. 75, Архангельск, 2008. С. 124-131.

65. Макарский H.A., Губайдуллин М.Г. Опыт утилизации отходов производства и бурового шлама на Ардалинском нефтепромысле / НТЖ "Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе". М.: ВНИИОЭНГ, 2009 № 7. - С. 23-29.

66. Макарский H.A., Губайдуллин М.Г. Результаты геокриологического мониторинга на Ардалинском нефтяном месторождении //Вестник Поморского ун-та. Сер. «Естественные и точные науки», 2010. № 1(10). С. 15-21.

67. Малов А.И. Исследование и использование подземных вод Европейского Севера // Материалы международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (том 1). Архангельск, 2002. С. 208-213.

68. Марамзин A.B., Рязанов A.A. Бурение разведочных скважин в районах с распространением многолетнемерзлых пород. М.: Недра, 1971.

69. Масалкин С.Д. и др. Теория и практика сохранения и восстановления нарушенных ландшафтов Крайнего Севера. — Омск, 1991.

70. Маськов М.И. Геокриологические условия Европейского Севера России // «Литосфера и гидросфера Европейского Севера России. Геоэкологические проблемы» Екатеринбург: УрО РАН, 2001, с. 183-204.

71. Мельников Е.С., Вейсман Л.И., Москаленко Н.Г. Ландшафты криолитозоны Западно — Сибирской газоносной провинции. Новосибирск : Наука, 1983.

72. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах. — М.: 1995, 96 с.

73. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография . В 3-х т. М.: Изд-во Моск. гос. горн, ун-та, 1998-1999.

74. Мнацаканян О.С., Пушнов В.М., Сочнев О.Я., Таныгин И.А. Воздействие поисково-оценочных работ на экосистемы Печорского моря. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2002, 204 с.

75. Морачевский В.Г. Основы геоэкологии. - С.-П.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1994.

76. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 1. Архангельская и Вологодская области, Коми АССР. Книга 1. J1.: Гидрометеоиздат, 1989. 483 с.

77. Нефтяные и газовые месторождения СССР. Кн. 1: Европейская часть СССР. М.: Недра, 1987. 358 с.

78. О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов Постановление Правительства РФ от 21.08.2000 г. № 613

79. Общее мерзлотоведение (геокриология) / Кудрявцев В.А., Достовалов Б.Н., Романовский H.H. и др. М.: МГУ, 1978.

80. Орлов В.П. Ресурсы недр в экономике федеральных округов. — Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2001, № 1, С. 2-12.

81. Орлов О.В., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. JL: Стройиздат, 1977. С. 43-52.

82. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер//Геоэкология. 1993. № 1. С. 4-18.

83. Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Геоэкология, 2001, № 4. С. 293-309.

84. Основы геокриологии. Ч.З. Региональная и историческая геокриология Мира / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Изд-во МГУ, 1998. 575 с.

85. Осокин Н.И., Самойлов P.C., Сосновский A.B. Оценка влияния толщины снежного покрова на деградацию мерзлоты при потеплении климата // Известия РАН. Серия географическая, 2006, № 4, С. 40-46.

86. Остроумов С.А., Федоров В.Д. Основные компоненты самоочищения экосистем и возможность его нарушения в результате химического загрязнения. — Вестник Московского университета. Серия 16, Биология, 1999, № 1, С. 24-32.

87. Павлов A.B. Прогноз эволюции криолитозоны в связи с глобальными изменениями современного климата. В сб.: Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и экогеологии. М.: ВСЕГИНГЕО, 1994. С. 135-151.

88. Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. -М.: Недра, 1986.

89. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: Издательство Московского университета, 1993,207 с.

90. Подосенова Е.В. Технические- средства защиты окружающей среды. М.: Машиностроение, 1980.

91. Положение о Государственном млниторинге геологической среды России. М.: Роскомнедра, 1994.

92. Порхаев Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами. М.: Наука, 1970. 346 с.

93. Пособие по оценке воздействия на окружающую среду при разработке ТЭО (ТЭР) инвестиций и проектов строительства объектов хозяйственной и иной деятельности на территории Республики Башкортостан. Уфа, 1997. 95 с.

94. Реймерс Н.Ф. Экология. М., 1994. 360 с.

95. Реймерс Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990.

96. Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979.

97. Сергеев Е.М. Инженерная геология наука о геологической среде //Инженерная геология. 1979, № 1. - С. 3-19.

98. СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Госстрой СССР, 1988. 52 с.

99. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. — М.: Издательство Московского университета, 1998, 376 с.

100. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Под ред. Велли Ю.А., Докучаева В.В., Федорова Н.Ф. Л.: Стройиздат, 1977.

101. Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010-2015 гг. и их влияния на отрасли экономики России. М.: Росгидромет, 2005. 28 с.

102. Стригоцкий C.B. Основы управления качеством строительства скважин в многолетнемерзлых породах. М.: ВНИИОЭНГ, 1991. 180 с.

103. Тихомиров Б.А. Взаимосвязи животного мира и растительного покрова тундры.- М. -Л.: Изд-во АН СССР, 1959. 104 с.

104. Трофимов В.Т., Герасимова Н.С., Красилова Н.С. Устойчивость геологической среды и факторы ее определяющие // Геоэкология, 1994. № 2. С.18-28.

105. Тыртиков А.П. Динамика растительного покрова и развитие мерзлотных форм рельефа. М.: Наука, 1979. 116 с.

106. Цытович H.A. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973.

107. Чалышева Л.В. Антропогенные изменения растительного покрова в районах нефтедобычи (северо-восток европейской части России). Автореферат диссертации кандидата биологических наук. М.: 1993, 19 с.

108. Швец В.М. Органические вещества подземных вод. М.: Недра, 1973. 192 с.

109. Юдахин Ф.Н., Губайдуллин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции. Екатеринбург: изд-во УрО РАН, 2002.314 с.

110. Экогеология России. Т.1. Европейская часть // Гл. ред. Г.С. Вартанян. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2000. 300 с.

111. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Под ред. В.М. Курчева. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1992. С.84 92.

112. Экологические проблемы Европейского Севера. // Сборник научных трудов. Екатеринбург, 1996.405 с.

113. Экологические функции литосферы / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ. 2000. 432 с.