Обоснование проектных решений при размещении объектов нефтедобычи в экологически чувствительных природных комплексах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Андреева, Н. Н.

• Андреева, Н. Н.
• кандидат технических наук
• 1995

Оглавление диссертации кандидат технических наук Андреева, Н. Н.

Общая характеристика работы.

Раздел 1 Практика принятия проектных решений в России и за рубежом.

1.1. Введение.

1.2. Типовые наборы проектных решений, их реализация. Экологические последствия разработки месторождений.

1.3. Зарубежная практика принятия решений при освоении месторождений, расположенных в экологически чувствительных природных комплексах.

1.3 .1. Месторождение Уитч-Фарм.

1.3.2.Строительство участка нефтепровода в природоохранной зоне Калифорнии.

1.4. Выводы.

Раздел 2 Организация процесса принятия проектных решений в условиях рыночной экономики.

2.1. Существующая нормативная база для принятия проектных решений при размещении обьектов нефтедобывающего производства.

2.2. Системный подход к принятию проектных решений. 28 Раздел 3 Методы и средства выявления возможных экологических последствий функционирования нефтедобывающего .производства на территориях месторождений.

3.1. Изучение тематических карт.

3.2. Полевые наземные исследования.

3 .2 .1. Планирование наземных исследований.

3 .2 .2 . Исследования почв и грунтов.

3 .2 . 2 .1 .Физико-химические параметры.

3 .2 .2.2 .Микробиологические исследования почв.

3.2.3.Исследования поверхностных вод.

3.2.4.Исследования грунтовых вод.

3 .2 . 5 . Исследования донных отложений рек и озер.

3.2.6. Снеговая сьемка.

3.2.7.Исследования растительного и животного мира.

3.2.8.Исследования поступления тяжелых материалов в ОС на территории нефтяных месторождений.

3.3. Дистанционные исследования влияния нефтяного производства на ПС.

3.4. Изучение обьектов-аналогов.

3.5. Применение методов математического моделирования при проектировании обустройства месторождений и оценке экологических последствий.

3.6. Необходимость формирования гео-информационных систем на начальной стадии проектных работ по обустройству месторождения.

Раздел 4 Экологическая устойчивость природ но-территориального комплекса как обобщенный показатель при принятии проектных решений.

4.1. Подход к оценке устойчивости и природной среды.

4.2. Оценка динамической устойчивости природной среды 65 Раздел 5 Обоснование проектных решений при обустройстве

Большого Пеньковского острова.

5.1. Наземные исследования ПС на территории Покама-совского месторождения.

5.1.1. Обследование водных обьектов.

5.1.2 .Обследование почв и грунтов.

5.1.3.Исследования воздушного бассейна по сезонам (зима-лето).

5.1.4.Исследования влияния шламовых амбаров на основании ОС.

5.2. Дистанционные исследования ПС Покамасовского месторождения.

5.2.1.Классификация экологических систем и оценка их устойчивости к техногенным нагрузкам.

5.2.2.Особенности гидрологического режима Оби в пределах территории месторождения.

5.2.3.Влияния механизированной разработки береговых линий рек и озер на гидрологический режим.

5.2.4.Эрозионные явления на территории месторождения.

5.2.5.Нефтяное загрязнение территории месторождения.

5.3. Воздействие на растительный покров.

5.4. Воздействие на животный мир.

5.5. Теория эволюции Большого Пеньковского острова.

5.6. Экологическая оценка первоначальных проектных решений.

5.7. Принципы проектирования обустройства БПО для обеспечения экологической безопасности. 11$

5.8. Прогноз возможных аварийных ситуаций.

5.9. Заявление о степени экологического риска и последствиях разработки участка Покамасовского месторождения (Большой Пеньковский остров-БПО).

Раздел б Экономическая оценка вариантов обустройства.

6.1. Учет экологических затрат при обустройстве месторождения.

6.2. Сравнение вариантов.

6.3. Экономическая оценка.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование проектных решений при размещении объектов нефтедобычи в экологически чувствительных природных комплексах»

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

В последнее десятилетие в Западной Сибири и других нефтегазоносных районах России произошло изменение качественных характеристик минерально - сырьевой базы. Месторождения с труд-ноизвлекаемыми запасами, планирующиеся к вводу и выставляемые на тендер, располагаются в экологически чувствительных природ-но - территориальных комплексах. Изменение законодательной и нормативной базы требует глубокого изучения особенностей природной среды (ПС) для принятия решений, отличающихся высокой экологической надежностью. Инициатор хозяйственной деятельности, принимая решение об инвестировании средств в разработку нефтяного месторождения, должен быть уверен, что ему не будут предьявлены санкции за нарушение природоохранного законодательства, которые могут причинить ему значительный материальный ущерб, осложнить отношения с местным населением и властями .

Несмотря на наличие достаточного числа методик и руководств по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС), значительная часть проектов обустройства месторождений не обеспечивает достаточную экологическую надежность и отклоняется органами государственной экспертизы. Это происходит в силу того, что сама система работы проектировщиков и заказчиков не претерпела коренных изменений. До сих пор в поисках простого пути в сложных природных условиях делаются попытки применить типовые проектные решения и "оправдать" их в разделе ОВОС. Не может быть принята и другая крайность, заключающаяся в запретах на ведение разработки месторождения в экологически чувствительных природных комплексах вообще.

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. Определить состав исследований особенностей ПС в условиях Западной Сибири.

2. Найти критерии достаточности выполненных исследований для выбора оптимальных проектных решений в условиях имеющихся природно-территориальных комплексов.

3. Показать экономическую эффективность деятельности по схеме: "Выявление особенностей ПС - рассмотрение адекватных проектных решений - выбор оптимального варианта на основе достаточной экологической надежности".

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Обобщены результаты исследований ПС по ряду месторождений Западной Сибири и выявлены типичные реакции компонентов ПС на воздействие нефтедобывающего производства, а также сроки восстановления отдельных элементов ПС после техногенного воздействия. Отмечены недостатки типовых проектов обустройства месторождений с точки зрения экологической надежности.

2. Показана эффективность применения методов математического моделирования рельефа территории для выявления реакций ПС при различных вариантах обустройства месторождения. Выбор на этой основе оптимальных мест размещения обьектов сокращает затраты времени проектировщика в десятки раз и позволяет сократить обьемы инженерных изысканий на местности.

3. Обоснована роль критерия устойчивости ПС к техногенному воздействию как важного средства визуализации и синтезирования разрозненных табличных, графических и описательных данных о компонентах ПС. Показатель устойчивости ПС, вобравший в себя всю имеющуюся ретроспективную, современную и прогнозную информацию о ПС, является мерой достаточности исследований или необходимости их продолжения.

4. Серия микробиологических исследований почв, вод, донных отложений по ряду месторождений выполнена впервые в Западной Сибири, при этом установлена степень влияния микробиологического фона на протекание процессов воздействия на ПС. Микробиологическая активность учитывается для определения мер по антикоррозионной защите инженерных сооружений и планирования рекультивационных работ. Показано, что техногенное вмешательство ведет к усиленному развитию коррозионноагресивной микрофлоры.

5. Доказано, что учет выявленных особенностей ПС в предлагаемых к реализации проектных решениях является одним из важнейших элементов, влияющих на экономическую эффективность использования инвестиций. Рост капиталовложений, направленных прямо или косвенно на повышение экологической надежности проекта, частично окупается снижением эксплуатационных расходов и увеличением прибыли предприятия из-за отсутствия штрафных санкций, снижения экологических платежей и затрат на ремонтно - восстановительные работы. Вместе с тем внутренний срок окупаемости может претерпеть изменения, инвестор при этом должен ставить вопросы об уменьшении роялти и получении льгот.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы подтверждается тем, что созданный системный подход к принятию проектных решений оправдал себя при обустройстве месторождений, введенных в разработку в 1992-1993 годах. Размещение обьектов с учетом устойчивости ПС привело к созданию образцового нефтепромысла на Черногорском месторождении.

Эти же подходы заложены в концепцию обустройства ряда новых месторождений, расположенных в экологически чувствительных ПТК (Северо-Тарховское, Покамасовское, Кечимовское) и реконструкции и расширения действующих (Кетовское, Ново-По-курское, Северо-Покурское, Вать-Еганское, Мегионское).

Опережающее исследование особенностей ПС, выбор оптимального варианта обустройства, доказанная экономическая эффективность проектов, предложенные по некоторым месторождениям, привлекли внимание инвесторов, что позволило открыть кредитные линии иностранных банков.

Обсуждения результатов исследований ПС и предлагаемых обоснованных проектных решений в печати, на экспертных советах, с представителями местной власти и общественностью позволяют формировать положительный имидж инициатора хозяйственной деятельности как юридического лица, заинтересованного в сохранении экологического равновесия.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основы системного подхода к изучению особенностей ПС и размещению обьектов нефтедобывающего производства докладывались и обсуждались на: Координационном совещании Ассоциации нефтяных проектных институтов (Коканд, 1991г.), Научно - практической конференции "Проблемы экологии Нижневартовского района" (Нижневартовск, 1992г.),Симпозиуме нефтепромышленников ФРГ и России (Тюмень, 1992г.), Международном конгрессе по инновационным технологиям для защиты окружающей среды (Лейпциг, 1993г.), научно - техническом семинаре по экспертизе проектных решений в The Citi University of New York (Ныо Йорк, 1993г.)» научно - техническом семинаре по эксплуатации шельфовых месторождений в рамках выставки Offshore - Australia (Мельбурн, 1993г.), Научно - практической конференции "Пути и средства достижения сбалансированного эколого - экономического развития в нефтяных регионах Западной Сибири" (Нижневартовск, 1993г.), а также при прохождении экспертиз проектов в местных органах власти и на центральной комиссии по разработке месторождений Минтопэнерго России.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание работы изложено в 4 статьях, 5 тезисах докладов на конференциях и семинарах, в проектах обустройства месторождений и отчетах о НИР, имеющихся в архиве Нижневартовского научно - исследовательского и проектного института нефтяной промышленности.

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Андреева, Н. Н.

Выводы:

1. Стадия технико-экономического обоснования позволяет учесть прямые и косвенные расходы на повышение экологической надежности технических решений, предлагаемых к реализации на основе Заявления о степени экологического риска.

2. Увеличение капитальных вложений для достижения требуемой экологической надежности частично компенсируется снижением эксплуатационных расходов и может привести к увеличению прибыли предприятия в рассматриваемый период.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Начиная с 1985 года в России происходят изменения законодательства в сторону ужесточения требований к сохранению ПС. В условиях рыночной экономики эти изменения могут привести к тому, что инициатор хозяйственной деятельности, вкладывая значительные собственные или заемные средства в обустройство нефтяного месторождения, может подвергнуться серьезному финансовому риску в результате непроработанных проектных решений.

2. Автором предложен системный подход к принятию проектных решений при размещении объектов нефтегазодобывающего производства в экологически чувствительных природных комплексах, укладывающийся в следующую схему:

- изучение особенностей ПС с привлечением специализированных организаций;

- получение достоверных выводов об устойчивости ПТК к техногенному воздействию;

- выбор проектных решений, обеспечивающих достаточную степень экологической надежности;

- согласование концепции освоения месторождения с учетом региональных ограничений хозяйственной деятельности;

- расчет технико-экономических показателей и выбор оптимального варианта или отказ от разработки месторождения в случае неокупаемости затрат, направленных на повышение экологической надежности.

3. Для изучения особенностей ПС предлагается сопряженный анализ результатов наземных и дистанционных исследований. В результате работ, проведенных по 14 месторождениям Западной Сибири, было установлено, что надежным критерием достаточности знаний о ПС является устойчивость к техногенному воздействию. В балльной оценке класса устойчивости определенной экосистемы к техногенному воздействию синтезируются сведения обо всех компонентах ПС, свойства которых требуют учитывать нормативные документы.

4. Критерий устойчивости позволяет удачно суммировать результаты полевых и дистанционных исследований ПС и представлять их в наиболее удобной для принятия решений визуальной картографической форме, которую затем можно совмещать с математической моделью рельефа территории.

При определении класса устойчивости ПС в случае недостаточности сведений, полученных в результате прямых исследований, часть данных можно взять путем экспертной оценки или по аналогии. В силу многофакторности анализа это не внесет значительной погрешности.

Критерии устойчивости ПС, полученные для каждого типа геоморфологических условий, позволяют в каждом конкретном случае, зная типовые реакции ПС на техногенные нагрузки, не перебирать варианты проектных решений, а, идентифицировав экосистему, определить возможную концепцию обустройства и меры экологической надежности.

5. Важным новым инструментом в принятии проектных решений стало математическое моделирование рельефа территории месторождения. Оно дает возможность проиграть варианты размещения любой техногенной нагрузки и выяснить возможные последствия для экологической обстановки. Составление математических моделей по трем месторождениям позволило сократить объемы инженерно-изыскательских работ, уменьшить общее время работы над проектом и разместить объекты обустройства на территории месторождения самым оптимальным образом.

Математическая модель является важным элементом природоохранного мониторинга в ходе эксплуатации месторождения^ также может служить основой для развития геоинформационных систем.

6. Предлагаемые методы и средства изучения особенностей ПС были в полном объеме задействованы при проектировании обустройства части Покамасовского месторождения - Большого Пеньковского острова. Объекты на этом месторождении размещаются после проведения комплекса детальных исследований ПС и составления математической модели. Было рассмотрено три варианта обустройства месторождения и выбран базирующийся на минимальном экологическом ущербе.

7. Важнейший вывод, полученный в результате оценки техни-ко-экологических показателей по ряду месторождений,заключается в том, что увеличение капитальных вложений для достижения требуемой экологической надежности частично компенсируется снижением эксплуатационных расходов и приводит к увеличению прибыли предприятия в рассматриваемый период.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Андреева, Н. Н., 1995 год

1. Батоян В.В. Принципы районирования территории СССР по устойчивости поверхностных вод к загрязнению при нефтедобыче.

2. Ю.Белов С.В., Козьяков А.Ф. и др. Охрана окружающей среды,М.,

3. Высшая школа, 1991. И.Вегерин A.M. Рекомендации по выделению групп типов леса подзоны северной тайги Среднего Приобья. М., 1984.

4. Вельцер В. Аэроснимки в военном деле. М., "Военное издательство", 1990г.

5. Волобуев Г.П. Концептуальные основы охраны природы в нефтегазодобывающем районе. "Нефтяное хозяйство", N8, 1993г.

6. Booth G.H. Discovery. 1964, May, 24.

7. Гридин В.И. Опыт геодинамического обеспечения разработки Северо Варьеганского месторождения в Западно - Сибирской нефтегазоносной провинции, "Экономика и управление нефтегазовой промышленности", 1993, N3.

8. Данн М.А. Технологии интерпретации данных в 90-х годах, "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", N4-5, 1994г.

9. Иванов В.И. ДАН СССР, 1962, Т.146, N2, с.447-448.

10. Ильина И.С., Махно В.Д. Геоботаническое районирование. Врезка на карте "Растительность Западно-Сибирской равнины".1. М., ГУГК, 1976.

11. Ильчев В.Д. Биоповреждения.М.,Высшая школа, 1987,с.85-87.

12. Кошкарев А.В., Тикунов B.C., Геоинформатика, М., "Картгеоцентр" "Геодезиздат", 1993.

13. Литвиненко С.Н. Защита нефтепродуктов от действия микроорганизмов. М., Химия, 1977, с.36.

14. Ломакин Е.М., Андреева Н.Н., Сивоконь И.С. Основные проблемы экологического состояния ПО "Нижневартовскнефтегаз". Там же.

15. Малик Л.К. Гидрологические проблемы преобразования природы Западной Сибири. М.,Наука,1978.

16. Вопросы географии, 1983, Вып.120.

17. Мелехов И.С. Лесоведение. М., Лесная промышленность, 1980.

18. Назина Т.Н., Розанова Е.П., Беляев С.С., Иванов М.В. Химические и микробиологические методы исследования пластовых жидкостей и кернов нефтяных месторождений". АН СССР,Научный центр биологических исследований, Институт микробиологии, Пущино, 1988.

19. Орлов В.И. Анализ динамики природных условий и ресурсов.М. "Наука", 1975г.

20. Прусенко Б.Е.,Волчков С.В. Экологический риск и рыночная экономика. Нефтяник, N 4, 1993.

21. Рохлин С.М., Рыженков И.И., Фетисов А.А. Экономика рационального использования нефтяных ресурсов недр. М, "Недра", 1991г.

22. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. Л., Недра, 1990.

23. Сигнал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Л., Недра, 1988г.

24. Horner Ch.The longest 11 miles all American project faces biggest challenge of allregulators, "Pipeline and Utilites Construction", 1992, Vol.46, Nll-P.26,27.

25. Чемакин H.M.,Прусенко Б.Е. Картографический метод оценки состояния среды при разработке нефтяных месторождений. Нефтяник N8, 1993г.

26. П.Дж.Ярна, Р.П.Лодентти. ГИС: развитие технологии разведки и добычи, "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", N4-5, 1994г

27. Временная методика определения экономической эффективности природоохранных мероприятий в нефтяной промышленности. М., ВНИИОЭНГ, 1986.

28. Временная инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной деятельности в предпроектных и проектных материалах М.,Минэкологии России, 1992.

29. Методика разработки экономической части проектной документации в условиях перехода к рыночной экономике,М.,АСПО проект,1992.

30. ГОСТ 17.5.3.05-84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землепользованию.

31. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ .

32. ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных обьектов.

33. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных обьек тов.

34. ГОСТ 17.5.3-04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель.

35. Дополнение к РД 39-0148052-537-87. Макет рабочего проекта на строительство скважин на нефть и газ. Охрана окружающей среды. Раздел 3. М., НПО "Бурение", 1990.

36. Закон РСФСР "Об охране окружающей природной среды" от 03.03.92Г.

37. Закон "О местном самоуправлении в РСФСР" от Об.07.91г.

38. Земельный кодекс РСФСР от 25.04.91г.

39. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнения окружающей природной среды. М., Минэкологии России, 1993.

40. Инструкция по проведению лесоустройства в лесном фонде СССР.Часть 2. Камеральные работы. Книга 1.Утверждена постановлением Гослесхоза СССР N6 от 31.05.1990г.

41. Ландшафтно геохимическое районирование и охрана среды. Вопросы географии. Сборник 120.М., 1983.

42. Лесоводственные требования к размещению, строительству и эксплуатации обьектов нефтегазодобычи на землях лесного фонда в таежных лесах Западной Сибири. Тюмень, 1990.

43. Методические разработки по курсу "Основы химического анализа грунтов". М , Изд.МГУ, 1985.

44. Методы анализа почвенных образцов по контролю за их экологическим состоянием в лаборатории грунтов, 1991.

45. Методика нормативной оценки эффективности плана природоохранных мероприятий и возмещения ущерба, наносимого охотничьему хозяйству. Центр.Научно-исследовательская лаборатория охотничьего хозяйства и заповедников. М. , Главохота РСФСР, 1983.

46. Методика оценки фитопригодности нефтезагрязненных территорий. Тюмень, ВНИИЛМ, 1992.

47. Правила охраны поверхностных вод. М., 1991.

48. Практикум по микробиологии. Изд. Московский университет, 1976, с.104.

49. РД 39-0147098-015-90. Инструкция по контролю за состоянием почв на обьектах предприятий Миннефтепрома. Уфа, 1990.

50. РД 39-0147103-92. Временные методические указания по составлению раздела "Оценка воздействия на окружающую среду" в схемах размещения, ТЭО (ТЭР) и проектах строительства обьектов нефтегазовой промышленности. Уфа,ВНИИСПТнефть, 1992.

51. Решение Малого Совета Нижневартовского райсовета народных депутатов N7 от 29.01.93г. "О плате за землю".

52. Решение Малого Совета Нижневартовского райсовета народных депутатов "О временных расценках оплаты за аренду земельных участков" N8 от 29.01.93г.

53. Сборник норм отвода земель для строительства линейных сооружений.М., Госстрой СССР, 1976.

54. Системный наземно аэрокосмоэкологический мониторинг природной среды. Тезисы докладов научно - практической конференции, Свердловск, 1991г.

55. СНиП 1.02.01-85. Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

56. Типовая инструкция по организации системы контроля промышленных выбросов в атмосферу в отраслях промышленности. Л, Изд. ГГО им.Воейкова, 1986.

57. ЕГЕНДА к киршам 11окамаьоБскозо месторождения.

58. Неизменные и слобоизмененные компонентыландшафта,

59. Кедровые бруснично-зеленомоыные лесо с примесью мелколиственных пород (березо, осина) с подлеском из кустарников (ива) и мелколиственных пород на торфянисто-подзолистых почвах.

60. Сосновые бруснично-зеленомоыные лесо с примесью кедро и мелколиственных пород, с подлеском из кустарников и мелколиственногоподросто но мелкослобоподзолистой среднесуглинистой помве.

61. Мелколиственные вейниковые лесо (березо, осина) с примесью хвойных пород (сосна, лиственницо) и подлеском из кустарниковыхи кусторнимковых видов на аллювиальных дерновых кислых оподзоленных тяжелосуглинистых почвах.а

62. Те же лесо, но с розреженными кронами

63. Смеыонные лесо (осина, березо, сосна, кедр) ЗЕЛЕномоиного типа, I с подлеском из кустарников и мелколиственного подроста на тор3 фянисто-подзолистых поверхностно-оглеевых почвах.о

64. Мелколиственные лесо (осина, березо, ива, ольха) преимущественно осоково-злаковыЕ разнотравно-злаковыЕ на аллювиальных луговых кислых слоистых суглинистых почвах.2апочвах.1. ООО

65. Зоросли кустарников и мелколиственных пород различного видового i состава на аллювиальных лугово-ьолотных почвах.

66. За Розреженный кустарник Различного видового состава, с учостием хвоце-осок на аллювиальных лугово-болотных отордивонных почвах.1. Луга

67. Рознотровно-вейниковые луга со слаборазвитым кустарниковым (ива и ольха) мелколиственным проективным покрытием на аллювиальных луговых кислых тяжелосуглинистых почвах.

68. Фитоценозы верховых лесных болот на основе Сфагнума, конорееч-ника, кусторничков и мелколиственного подросто на болотных верховых торфяно-глеевых почвах.31. То же, на мелких торфох.11