Влияние нефтегазовой промышленности на экологическую ситуацию в Югре
Быстрые темпы развития урбанизированных территорий сопровождаются увеличением нагрузки на окружающую среду, в том числе ростом объемов образования отходов производства. В то же время оценка экологической ситуации в нефтегазовой промышленности России показывает, что проблемы, возникающие на этапе строительства скважин, особенно в условиях Крайнего Севера, обусловлены в большей степени геологическими факторами. Подробнее об этом, а также о ситуации с утилизацией отходов бурения в Югре рассказывают заместитель директора «НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды имени А.Н. Сысина» Минздравсоцразвития России, доктор медицинских наук Николай Самутин и доцент кафедры «Промышленная экология» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, кандидат технических наук Виталий Заворотный.
Литологическая неоднородность пород, высокая глинистость разреза, наличие льдосцементированных пород и отложений с аномально высокими или низкими поровыми и пластовыми давлениями, большая мощностью и высокая пористость коллекторов, наличие высококоллоидальных глин в верхних интервалах и малонабухающих аргиллитов и алевролитов в нижних интервалах бурения – все это может приводить к значительным проблемам в процессе строительства скважин и последующему увеличению отрицательного воздействия на окружающую среду при применении несоответствующих технологий.
Установлено, что наиболее проблемными с точки зрения экологии для данных экосистем является стадия строительно-монтажных работ скважины – бурение, связанное с образованием основных загрязнителей – многотоннажных отходов бурения. Технологические отходы бурения скважины (ТОБС) включают отработанные буровые (промывочные жидкости) растворы (ОБР), буровые сточные воды (БВС) и буровые шламы (БШ) – выбуренную породу, смешанную с промывочной жидкостью. В общем случае, ТОБС состоят на 30-45% из выбуренной породы (в нашем случае это частички глины и песка), на 30-45% – из промывочной жидкости и на 10-20% – из возможных технологических сбросов, подземных вод и нефти.
Российская действительность
В условиях Западной Сибири, где бурение в основном ведется промывочными жидкостями на водной основе, на один метр проходки образуется от 0,2 до 0,6 м3 отходов бурения. Меньший показатель приходится на технологии с большой степенью возврата раствора после очистки. Для скважин глубиной 2000 м объем буровых отходов для Западной Сибири в среднем составляет 500 м3.
Экотоксичность выбуренной породы обычно связана с наличием в ней тяжелых металлов (Pb, Hg, и других), солей, углеводородов нефти и радиоактивности пород. Из-за низкого содержания токсичных продуктов вскрышные (выбуренные) породы чаще всего относят к 4 классу опасности, что не всегда соответствует действительности. Помимо этого, источниками загрязнения окружающей среды при строительстве скважин могут быть пластовые флюиды (газ, нефть, высокоминерализованные и термальные воды и другие). Не умаляется доля, вносимая антропогенным фактором и связанная со сжиганием нефти и нефтепродуктов при испытании скважин и в процессе ее бурения, а также сбросами технологических и бытовых отходов.
Однако основными загрязнителями ухудшающими экотоксикологические характеристики отходов бурения чаще всего являются технологические промывочные жидкости (буровые растворы) и химические реагенты, входящие в их состав. В советское время оценить свойства и качество химреагентов было достаточно просто, так как их выпускали в основном в СССР или закупались по госзаказу за рубежом, а бурение вели только отечественные предприятия (УБР – управления буровых работ). В настоящее время основные объемы бурения в стране приходятся на долю зарубежных компаний, таких как «Эм-Ай Дриллинг Флюидз», «Халибертон», «Бейкер Хьюз». Естественно, что большая часть химических реагентов завозится из-за границы. Их качество, особенно при длительных поставках, и экотоксикологические характеристики проследить довольно сложно. Большинство российских и зарубежных подрядчиков (фирм и компаний), ведущих сервисные работы по буровым растворам, не являются производителями химических реагентов, закупая их на химических, нефтехимических, горнодобывающих и других подобных производствах и присваивая им свои фирменные названия. Например, большинство полимеров (ПАА) и биополимеров закупается у китайских производителей, продающих их по очень низким ценам. При этом значительная доля продукции из нормативных документов имеют лишь санитарно-эпидемиологическое заключение (СЭЗ) и паспорта безопасности зарубежного образца (MSDS), в которых указаны лишь ПДК рабочей зоны. Разумеется, этого недостаточно для расчета классов опасности отходов в соответствии с российским законодательством.
Коварные компоненты
Из российских химических реагентов (многотоннажных продуктов), оказывающих существенное влияние на экотоксичность отходов, необходимо выделить глины и утяжелители. Из глин наиболее широко применяются специальные бентонитовые глины.
Мировые запасы бентонита превышают 5,5 млрд тонн, из них около 44% приходится на Китай, около 15% – на США, около 7% – на Турцию. Наиболее крупными запасами щелочных бентонитов обладают США, Турция, Азербайджан. Ежегодный объем добычи бентонитовых глин на протяжении последних лет достаточно стабилен и составляет немногим более 10 млн тонн. При этом около 38% от общего объема добычи приходится на США. Второе и третье места занимают Греция (9 %) и Турция (6 %). Запасы бентонитовых глин в России в настоящее время составляют 97,1 млн тонн по категориям А+В+С1 и 29,9 млн тонн по категории С2. Запасы учтены по девяти месторождениям, пять из которых в настоящее время разрабатываются, два находятся на стадии подготовки к разработке и еще два – в государственном резерве.
Главными потребителями бентонитов (по объему потребления) традиционно считаются три отрасли: литейное производство, бурение и черная металлургия. Основные российские компании, выпускающие глинопорошки для буровых растворов, работают на отечественном сырье. Некоторые из них используют для производства бентониты с российских месторождений, характеризующиеся низким содержанием основного породообразующего минерала монтмориллонита. Для достижения необходимого уровня качества (API) такое сырье необходимо обрабатывать несколькими химическими реагентами, в том числе полимерами, что неизбежно приводит к увеличению негативного воздействия на окружающую среду в процессе их применения и утилизации и снижает класс опасности до 3.
Бентонитовые глины с низким содержанием монтмориллонита на стадии применения требуют повышенного расхода химических реагентов на поддержание заданных свойств бурового раствора даже в том случае, если в процессе производства бентопорошка их качество удалось существенно повысить путем химической обработки, а, следовательно, приводят к увеличению объемов отходов бурения. Кроме того, как отмечено на практике, вероятность создания аварийных ситуаций при применении низкокачественных бентонитов существенно повышается: чаще возникают прихваты, ликвидация которых требует установки «нефтяных ванн», что, в свою очередь, приводит к попаданию нефтепродуктов в окружающую среду. Можно сделать вывод, что использование в бурении бентонитовых глин с низким содержанием монтмориллонита является не только экономически, но и экологически неоправданным, а их применение требует строгой экологической экспертизы во избежание возможных негативных последствий.
В число химических реагентов, способных стать причиной экологических проблем, входят баритовые утяжелители из-за наличия в их составе водорастворимых солей, тяжелых металлов и токсичных реагентов после флотации. В практике буровых работ в последние годы используются баритовые утяжелители как российских, так и иностранных компаний из Казахстана, Индии, Китая, Вьетнама, Кореи и Сингапура. Основные поставщики материала в России выпускают гравитационный и флотационный бариты, продукцию из хвостов обогащения полиметаллических руд и так далее. Всего в России в 2009-2010 годах выпустили 135 тысяч тонн баритового концентрата. Для сравнения, за этот же промежуток времени в США было произведено 400 тысяч тонн реагента, в КНР – 3 800 тысяч тонн, в Индии – 650 тысяч тонн. Большая часть импортированного барита – от 17 до 30 тысяч тонн – в настоящее время приходится на долю Казахстана.
Анализ минерального и химического состава баритов показывает наличие в их структуре экотоксичных компонентов. Среди них можно выделить витерит (карбонат бария) и пиролюзит (оксид марганца), относящиеся к 2 классу опасности, а также галенит (сульфид свинца), приписываемые к 1 классу. Необходимо отметить, что по ряду баритов отсутствует необходимая нормативная документация и данные о содержании тяжелых металлов.
Что касается остальные химических реагентов, используемых в отечественной практике бурения, они добавляются в буровые растворы в незначительных количествах – не более 2%, а соответственно, не могут вызывать неблагоприятные последствия для природной среды. Важно понимать, что качество (эффективность) и экотоксикологические свойства химических реагентов оказывают важное влияние на величины объемов буровых отходов и их класс опасности. В зависимости от этих показателей необходимо определять обязательные природоохранные мероприятия по сбору и захоронению отходов бурения.
Ситуация в Югре
При рассмотрении современных проблем нефтегазодобывающей отрасли в Югре остро встает вопрос обезвреживания и утилизации отходов бурения. Исключение воздействия их на окружающую среду и здоровье человека остается первостепенным вопросом на повестке дня. Сложившаяся на месторождениях нефти, газа ситуация требует принятия незамедлительных решений в части создания современных эффективных технологий переработки и захоронения отходов. Необходимо учитывать, что при добыче углеводородов происходит нарушение экосистем, выражающееся в механическом повреждении земного покрова, загрязнении почвы при аварийных разливах нефти, утечках отработанного бурового раствора, скоплениях шлама на площадках буровых скважин.
Особую настороженность вызывают факты применения на месторождениях Ханты-Мансийского автономного округа зарубежных буровых материалов, поставляемых сервисными компаниями. Эти материалы – карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и модифицированные крахмалы, полиакриламиды – в основном производятся в КНР и создают в процессе использования отходы 1-3 классов опасности (отработанный буровой раствор и буровые шламы). Применение их требует тщательного контроля качества и уровня экотоксичности. И вот тут возникает проблема.
Лаборатории филиала ФБУ «ЦЛАТИ по УФО» по ХМАО-Югре (отделы в Сургуте, Нижневартовске, Ханты-Мансийске) в настоящее время не определяют вышеперечисленные компоненты. Более того, руководством Управления Росприроднадзора по Ханты-Мансийскому автономному округу – Югре надзорная функция в сфере обращения с отходами нефтепромышленности выполняется неудовлетворительно, что неоднократно отмечалось центральным аппаратом Росприроднадзора, Генеральной Прокуратурой России и правоохранительными органами. Это позволяет нефтяным компаниям бесконтрольно использовать в технологическом процессе более дешевые высокоактивные химические соединения взамен более качественных и безопасных для окружающей среды и здоровья человекроссийских природных материалов (бентонитов) с высоким содержанием монтмореланита. В результате указанной производственной деятельности нефтяных компаний создаются отходы, содержащие органические и неорганические химические соединения неизвестной природы, что делает невозможным эффективное применение существующих технологий их обезвреживания и рекультивации нефтезагрязннных почв. Методик определения данных полимеров лабораториями до настоящего времени не разработано, научно-исследовательские работы в данном направлении не проводятся и не планируются.
По оценкам специалистов, большинство используемых методов обезвреживания буровых отходов являются не в полной мере эффективными, кроме того, технология их применения зачастую нарушается. В частности, отмечается сбрасывание буровых отходов в водные объекты и зарывание токсичных отходов в водоохранных зонах под видом переработанных.
В результате выявленных нарушений требований российского законодательства в области охраны окружающей среды на территории Югры зафиксировано существенное превышение предельно допустимых экологических норм по основным видам загрязняющих веществ, что может впоследствии негативно отразиться на состоянии здоровья граждан. В регионе уже существенно превышены средние по стране нормы заболеваемости аллергическими, сердечно-сосудистыми, легочными и онкологическими заболеваниями. Таким образом, следует констатировать, что конституционное право граждан на благоприятную окружающую среду в Ханты-Мансийском автономном округе выполняется в неудовлетворительном объеме.
