Geum.ru

Министерство природных ресурсов Российской Федерации открытое акционерное общество “башкиргеология”

Вид материалаКнига
Геологоэкологическая характеристика
Подобный материал:
1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   59
Геологоэкологическая характеристика

Геологическая среда  это часть земной коры (недр), в пределах которой протекают естественные процессы и осуществляется хозяйственная деятельность, оказывающая влияние на условия жизни человека и других биологических сообществ. Она включает горные породы ниже почвенного слоя, циркулирующие в них флюиды, протекающие геологические процессы и существующие геофизические поля. Исследованная территория характеризуется сложным геологическим строением. Интенсивное хозяйственное воздействие на геологическую среду выражается разработкой нефтяных месторождений в Приуралье, рудных  в горном Урале и Зауралье, угольных  в южных и восточных районах, нерудных и подземных вод  по всей площади.

По состоянию на 1998 г в государственном балансе запасов полезных ископаемых учтено всего 1270 месторождений, в т. ч.: нефти и газа 181 (в разработке  153, разведке  4, консервации  24); металлических  38; неметаллических  571; углей  2; подземных вод, торфа  405. В 2000 г геологические работы по изучению недр ведутся на 96 объектах. Разведка и эксплуатация нефтяных месторождений оказывает влияние на геологическую среду на глубину 20004500 м, рудных от 400 до 1200 м, нерудных и подземных вод  в основном до 100 м.

Недропользование неизбежно связано с ухудшением окружающей природной среды. Высокая концентрация нефте- и горнодобывающей промышленности обусловливает появление серьезных экологических проблем: нарушение почвенного покрова (под отвалами, хвостохранилищами и карьерами находится более 1000 га земли); загрязнение подземных вод минерализованными и нефтесодержащими водами; сброс в поверхностные воды рудничных с высоким содержанием тяжелых металлов; разложение пород отвалов с попаданием тех же тяжелых металлов в подземные воды; накопление в отвалах вскрышных пород и в “хвостах” отходов переработки и обогащения минерального сырья. В отвалах Учалинского, Сибайского и Бурибайского рудников накоплено более 1000 млн. т горных пород. В хвостохранилищах тех же обогатительных фабрик скопилось свыше 50 млн. т отходов обогащения. В отвалах Туканского рудника накоплено свы-ше 60 млн. м3 горных пород. В хвостохранилище Стерлитакамского содово-цементного производства накоплены сотни миллионов тонн отходов, которые создают большие проблемы для жителей и руководства города.

Наиболее хорошо и полно изучена, обобщена и находится под контролем ситуация с негативным воздействием освоения недр нефтегазопромысловой отраслью. Нефтяные и газовые месторождения Приуралья находятся в пределах Волго-Камского артезианского бассейна и связаны с терригенными породами среднего и верхнего девона, нижнего карбона и карбонатными  верхнего девона, всего карбона и нижней перми. На листе N-40 расположено 181 месторождение нефти и газа, разрабатываемые АНК “Башнефть”, общей площадью около 3122 км2. Площадь земель, отведенных в постоянное пользование под объекты нефтедобычи составила 322,2 км2, во временном пользовании  10,3 км2, что составляет соответственно 10% и 0,3% общей площади нефтяных месторождений. Действующий парк промысловых трубопроводов АНК “Башнефть" по листу N-40 по состоянию на 01.01.97 г. составляет 25877,5 км. Площадь выведенных из естественной ландшафтной композиции земель путем разрыва сплошности почвенного и подпочвенного горизонтов (траншеи нефте-, газо-, продуктопроводов) в пределах листа N-40 составляет не менее 13 км2. Площадь замазученных в результате аварий в промысловой системе земель народнохозяйственного использования (пахотных земель, лугов, лесов) на 01.01.96 г. составляет 38,9 га, площадь рекультивированных и восстановленных земель на ту же дату достигает 63,7 га. Крайний юго-западный угол листа N-40 является территорией Оренбургской области и вычленение сведений о влиянии нефтегазового освоения на экологическую обстановку этой площади из целостной картины по всей области не представилось возможным.

Разработка месторождений неизбежно влечет за собой нарушения почвенно-растительного покрова при строительстве скважин, оборудования промплощадок и линейных сооружений, отсыпке грунтом площадок и дорог, рытье траншей под коммуникации, отработке карьеров и т. д. При эксплуатации месторождения происходит загрязнение почвенного покрова и угнетение растительности при аварийных разливах из систем сбора и поддержания пластового давления буровых амбаров.

Для оценки масштабов загрязнения и нарушения почвенно-расти-тельного покрова под воздействием нефтепромысловых объектов проводится планомерное обследование территорий месторождений непосредственно на местности, а также дистанционными методами исследования материалов многозональной аэрофотосъемки. В лабораторных условиях проводятся определения солевого состава водных вытяжек образцов проб почв, а также наличие и степень их загрязнения хлоридами и нефтепродуктами. Основной объем загрязнения приходится на отчужденные под нефтепромысловые объекты земли, ограниченные обваловками для недопущения распространения загрязнений. Их площади в зависимости от уровня применяемой технологии разработки, колеблются от 0,5 до 4,9% от общей площади месторождений. На наиболее загрязненных месторождениях площади загрязнения за пределами отчужденных территорий составляют от 0,006% до 0,1% этих площадей.

В нефтедобывающих районах Урало-Поволжья характер и масштабы техногенных изменений подземной гидросферы определяются геолого-тектоническими, гидрогеологическими, ландшафтно-климатическими и другими условиями конкретного месторождения, а также технологией, временем эксплуатации, особенностями обустройства и другими факторами. В районах расположения наиболее крупных и длительно разрабатываемых месторождений с 50-х годов наблюдается засолонение поверхностных и подземных вод. В первую очередь загрязнились воды ручьев и малых рек. Подземные воды подверглись загрязнению в местах расположения крупных аварийных объектов нефтедобычи, вблизи установок комплексной подготовки нефти, кустовых насосных станций, в местах расположения амбаров-накопителей сточных вод, на участках сброса сточных вод в овраги, карстовые воронки и т. д. Степень загрязнения подземных вод зависит от естественной защищенности водоносных горизонтов и комплексов, активности водообмена, длительности воздействия загрязнения, объемов поступления загрязненных веществ и т. д. Отмечается нефтяное и химическое загрязнение поверхностных и подземных вод. Нефтепродукты, сточные и попутно добываемые воды попадают в пресные в результате многочисленных аварий в системе сбора, транспорта и подготовки нефти  “сверху”, а также при негерметичности скважинного оборудования  “снизу”. В процессе нефтедобычи на поверхность извлекаются огромные количества пластовых хлоридных вод с минерализацией до 360 г/д и специфическим микрокомпонентным составом. В результате пресные воды обогащаются хлоридами, растет их минерализация, жесткость, появляются несвойственные им микрокомпоненты (J, Br, Sr, Li), меняется тип вод. Границей пригодности вод для питьевых и рыбохозяйственных целей служат предельно-допустимые концентрации (ПДК), установленные согласно требованиям ПиН 2.1.4.559-96 по всем показателям химического состава воды.

Для оценки состояния пресных подземных и поверхностных вод нефтяники используют градацию стадий загрязнений вод Р. П. Якобсона [116]: отсутствие загрязнения (концентрация загрязняющих веществ на уровне фона; слабое загрязнение (концентрация превышает фоновую, нo ниже ПДК); сильное загрязнение (концентрация превышает ПДК менее чем в 3 раза); очень сильное загрязнение или катастрофическое (ПДК больше в 3 и более раз).

В целях проведения постоянного контроля состояния поверхностных и подземных пресных вод в АНК "Башнефть" в течение 23 лет функционирует специальная наблюдательная сеть. По состоянию на 01.01.97 г. в пределах листа N-40 в систему гидромониторинга включено 589 наблюдательных водопунктов, из которых 361 контролируют состояние поверхностных вод, 228  подземных. По обобщенным результатам этих наблюдений и по материалам специальных полевых исследований, проводимых БашНИПИнефть, выше ПДК загрязнены воды 18 рек и ручьев (5% от общего числа наблюдаемых поверхностных водоисточников) и 24 объектов подземных вод (10,5% от наблюдаемого числа родников, колодцев и наблюдательных скважин). Слабое загрязнение испытывают воды 28% рек и ручьев и 24 родников, колодцев и скважин  5%. На описываемой площади разработка 7 нефтяных месторождений привела к загрязнению водных объектов. Общая площадь, в пределах которой проявилось локальное загрязнение подземных пресных вод в процессе нефтедобычи составляет 140,2 км2. Многолетние наблюдения за состоянием поверхностных и подземных пресных вод и зоне деятельности АНК “Башнефть” отображают динамику роста числа водных объектов и степени загрязнения вод с начала 50-х годов и до начала 80-х годов включительно. Максимум загрязнения поверхностных вод по большей части водных объектов приходится на 198182 годы, когда наблюдалась наиболее высокая за все годы добычи нефти аварийность в системе трубопроводов объединения “Башнефть”. В последующие несколько лет последствия этих аварий проявились в увеличении площадей загрязнений поземных вод. В результате целенаправленной деятельности коллектива нефтяников неуклонно снижается аварийность трубопроводных систем и других нефтепромысловых объектов, приведен в соответствие с природоохранным законодательством фонд скважин, растет опыт борьбы с загрязнением всех сред, принимаются профилактические меры по недопущению загрязнения и т. д. В итоге к началу 90-х годов по большей части водных объектов наблюдалась четкая тенденция к снижению степени загрязнения вод, по части водных источников удалось снизить уровень загрязнения ниже ПДК, уменьшились объемы замазученных и засолоненных земель. В проектах разработки выполняется прогноз возможного влияния длительной эксплуатации нефтяных месторождений на окружающую среду. Такой прогноз для большинства месторождений показывает наличие корреляционных зависимостей между степенью загрязнения вод с одной стороны и такими показателями разработки как добыча жидкости и воды, потери жидкости и воды, аварийность трубопроводных систем и пр. Этот прогноз помогает оценить перспективу состояния вод на загрязненных и на вновь вводимых в разработку месторождений. Для загрязненных месторождений прогнозируется постепенное улучшение состояния вод при условии соблюдения всех мероприятий по охране окружающей среды, рекомендованных в проектах разработки. Выполнение многих экологических мероприятий (в частности, замена высокоаварийных участков труб, дополнение существующей сети мониторинга наблюдательными скважинами и пр.) требует значительных капитальных вложений, что сдерживается в связи с экономическим кризисом нефтедобывающей отрасли. Но нельзя не учитывать и тот факт, что на любом месторождении даже при выполнении природоохранных мероприятий могут эпизодически возникать участки загрязнения пресных вод со степенью их загрязнения от начальной до сильной (с превышением ПДК по некоторым компонентам) с последующим снижением и ликвидацией загрязнения. В целом, по результатам исследований, экологические показатели состояния природной среды старых нефтяных месторождений на настоящий момент времени не ухудшаются, а по некоторым показателям улучшаются по сравнению с предыдущими годами. При обеспечении нефтепромыслов высококачественными трубами и другим оборудованием в необходимом количестве, в полном объеме эффективными ингибиторами коррозии, антикоррозионными покрытиями и при строгом неукоснительном выполнении технологической дисциплины во всех стадиях нефтедобычи аварии на нефтяных месторождениях будут практически сведены к минимуму. Таким образом, вопросы загрязнения природной среды должны быть практически сняты. Основной проблемой останется постепенное снижение загрязняющих веществ на наиболее длительно и значительно загрязненных участках нефтяных месторождений. Особенностью развития нефтегазодобывающей промышленности за последние 57 лет являются сокращение добычи нефти и объемов бурения, а также снижение обводненности продукции, объемов закачки и сброса сточных вод. Поэтому несмотря на спад производства и экономический кризис в стране и отрасли, ухудшения экологической обстановки на нефтепромыслах не прогнозируется.

На первых этапах разведки и освоения нефтегазовых месторождений наиболее важно решить вопросы охраны недр, почв и водной среды при строительстве скважин. Это: выбор оптимальной конструкции скважин, обусловленной геолого-гидрогеологическим строением района; качественная изоляция водоносных горизонтов и комплексов по стволу скважины; защита пресноводного комплекса; гидроизоляция буровых амбаров и площадок буровых; повторное использование буровых сточных вод; борьба с поглощениями промывочной жидкости; нейтрализация бурового шлама; ликвидация буровых амбаров. Эти вопросы остаются актуальными на весь период разработки месторождения, даже на поздней ее стадии, когда бурятся только скважины-дублеры и наблюдательные.

Нефтегазодобывающая промышленность потребляет огромное количество водных ресурсов на технологические нужды, что в свою очередь приводит к образованию таких же объемов сточных вод. Первоочередная проблема  рациональное использование и охрана водных ресурсов, основой решения которой является создание научно обоснованной нормативной базы водопотребления и водоотведения в нефтяной промышленности. Комплекс проблем связан с необходимостью использования и подготовки сточных вод как добываемых попутно с нефтью, так и образующихся на нефтепромыслах и при нефтеподготовке. Сложны в практическом осуществлении и неоднозначны с позиций экологической безопасности вопросы утилизации промстоков, создания стокохранилищ и сброса стоков в поглощающие горизонты. Геоэкологический аспект имеет борьба с перетоками вод из различных водоносных горизонтов, как с восходящими, приводящими к загрязнению пресных вод, так с нисходящими, приводящими к потерям водных ресурсов, а также к изменению гидрохимических и гидродинамических характеристик водоносных горизонтов и комплексов.

Современная стадия разработки нефтяных месторождений Башкортостана характеризуется высокой обводненностью добываемой продукции, значительным количеством скважин с незатампонированными и негерметичными обсадными колоннами, высокой химизацией процессов нефтедобычи. Все эти факторы являются потенциальными носителями отрицательного влияния на геологическую среду. На охрану недр направлен также научно-производственный поиск технологий: доподъема и наращивания цементного кольца в старом фонде скважин; герметизации нарушен-ных обсадных колонн скважин; ликвидации ранее пробуренных и некачественно ликвидированных скважин; защиты эксплуатационных колонн в нагнетательных и поглощающих скважинах от вредного воздействия закачиваемых вод и т. д.; противокоррозионной защиты нефте- и водопроводов, в т. ч. защиты от сероводорода; предотвращения солеотложений в колоннах скважин и трубопроводах всех видов; рекультивация земель.

Разбуривание и обустройство нефтегазовых месторождений влечет за собой ежегодный отвод значительного количества земель во временное и постоянное пользование. За последние годы количество отводных земель сократилось, прежде всего, за счет упорядочения отвода и возврата земель землепользователям, строгого соблюдения норм отвода земельных участков, пересмотра ранее отведенных земель под объекты нефтедобычи, более продуманного размещения объектов и сооружений. Этому способствовало также внедрение новых технологий и прогрессивных методов сбора и транспорта нефти, применение индустриальных методов строительства нефтепромысловых объектов.

Очень серьезные проблемы при нефтедобыче связаны с нефтяным и химическим загрязнением поверхностных и подземных пресных вод и почв: ликвидация последствий аварий, сбор нефти с водной поверхности, рекультивация загрязненных и нарушенных земель.

Одно из важнейших профилактических мероприятий загрязнения вод и почв  борьба с потерями жидкости и газа при сборе, транспорте, хранении и подготовке нефти. Учитывая, что аварийность нефтепромыслового оборудования (и особенно трубопроводов) по причине коррозии является определяющим фактором негативного воздействия на окружающую среду в процессе добычи нефти, ведется целенаправленная работа с вовлечением в нее значительных материальных и людских ресурсов, в т. ч. научных сил. Применяют остеклование и футерование полиэтиленовых труб, ингибирование продукции, катодную защиту, замену изношенных трубопроводов и т. д. АНК “Башнефть” проводит большую природоохранную работу, в том числе мониторинг геологических сред и технологических процессов. Результаты экологического мониторинга позволяют выйти на прогнозные математические модели и в конечном итоге используются при составлении и внедрении территориальных комплексных схем рационального использования и охраны окружающей среды.

Широкое распространение на исследованной территории карста, в ряде районов оползней, оврагов и повсеместно наблюдаемый подмыв берегов рек требует учета их воздействия на многочисленные линейные коммуникации, населенные пункты и другие объекты. Тектонические нарушения разных порядков и непосредственно связаннные с ними высокие градиенты напряженности геофизических полей, а также возможное проникновение по ним из недр к поверхности эманаций метана, ртути, гелия, радона и других веществ могут создавать геопатогенные зоны, отрицательно сказывающиеся на условиях жизни живых организмов, включая человека.

К настоящему времени на большей части исследуемой территории составлены геологические карты масштаба 1:200 000 (нет карт на юго-восточную часть, перекрытую чехлом кайнозойских отложений). На три четверти территории составлены гидрогеологические и карты инженерно-геологического районирования того же масштаба. На всю территорию Республики Башкортостан имеются карты пораженности поверхности экзогенными геологическими процессами и карты подверженности населенных пунктов и других хозяйственных объектов воздействию этих процессов в масштабе 1:200 000 по административным районам. Также большая часть территории исследована геофизическими методами аэромагнитных и наземных гравимагнитных съемок масштаба 1:50 000  1:200 000, геохимическими  1:10 000  1:50 000. Однако, эти материалы, полученные при региональных и поисковых работах, не анализировались с геоэкологических позиций. Они неравнозначны по качеству и разрознены по многочисленным отчетам, но могут быть использованы при систематическом мониторинговом изучении состояния геологической среды. Опыт проведения таких работ в Башкирии имеется, например, по изучению режима подземных вод: это начато в 1943 г. по г. Уфе и продолжается в настоящее время на 30 участках в разных районах республики более чем по 500 водопунктам. Систематически фиксируется состояние подземных вод в пределах нефтепромыслов по контрольным пунктам службы охраны окружающей среды нефтегазодобывающих управлений. На участках рудников маркшейдерской службой ведется учет извлеченной горной массы, в т.ч. руды, количества откачиваемых рудничных вод и их состава.

Мониторингом эндогенных геологических процессов никакая организация не занимается. Следует отметить, что с 1989 г. Институтом геологии Уфимского НЦ РАН по заказу Госстроя в Башкортостане выполняются работы по выявлению неотектонических движений вдоль зон разломов и составляются обзорные карты этих движений.

Что касается районирования территории по экологической безопасности человека, то существует несколько таких схем, сходных по положению границ выделяемых районов. Так, В.И. Барышниковым [5] вся исследуемая территория подразделяется на четыре зоны. Первая  катастрофическая занимает 10% площади и включает на западе район Нефтекамска, Уфимско-Благовещенскую и Стерлитамак-Кумертаускую промзоны, на востоке: Магнитогорский и Челябинский промузлы и Кыштымско-Течен-скую зону бедствия. Вторая  критическая занимает 8,0% и включает Туймазинско-Шкаповский (входит восточной частью) Бирский, Белорецкий, Учалинский, Бакало-Саткинский, Златоустовский, Сибайский, Миасский промышленные районы. Третья  напряженная занимает 38% площади и включает западные и восточные земли. Остальная часть территории (44%) относится к удовлетворительной по комфортности проживания. Авторы данной записки склонны к более позитивной оценке этих же зон. Однако необходимо учитывать, что с промышленным освоением территории республики и смежных районов связаны проявления цивилизации: электрификация, газификация, теплоснабжение, строительство и развитие транспортных магистралей, телекоммуникаций и связи. Все это непосредственно касается комфортности проживания населения в промышленно освоенных районах.