Охрана окружающей среды на СПХГ (Степновское подземное хранилище газа)

при    строительстве    и    эксплуатации    скважин,    которая    направлена    на 

обеспечение безаварийной работы производства, более полного  извлечения и использования газа.

При выполнении проектных решений при строительстве  эксплуатационных скважин №№ 422 - 424 Степновского ПХГ учтены требования Закона РФ «О недрах», Закона РФ «Об охране окружающей среды», «Инструкции по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ»  
РД 39-133-94, «Правил охраны недр» ПБ 07-601-03, «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» ПБ 08-624-03.

Учитывая, что все скважины планируется  бурить на один проектный горизонт (мосоловский) с проектной глубиной по вертикали - 2180 м, в разделе рассмотрена охрана недр при строительстве трех скважин, являющихся первоочередными, соответственно процесс строительства остальных скважин будет аналогичным.

При бурении  скважины основными источниками  воздействия на недра (геологическую  среду) являются все технологические  операции, связанные с бурением, аварийные ситуации, а также технологические  продукты и отходы производства бурения, циркулирующие и накапливающиеся в поверхностных сооружениях (амбарах и др.). В случае негерметичности или переполнения этих сооружений жидкости растекаются и переносятся поверхностными водотоками.

Основным механизмом проникновения загрязнителей в  подземные водотоки  
является инфильтрация.

Воздействие на геологическую среду при строительстве  скважин проявляется в следующем:

    - физическое  нарушение грунтов зоны аэрации;

    - химическое  загрязнение грунтов, горизонтов  подземных вод химическими реагентами, используемыми при строительстве  скважин, буровыми и технологическими  отходами, образующимися в процессе бурения и испытания скважин;

 Основными требованиями  по охране недр при строительстве  эксплуатационных скважин  является  защита верхних водоносных горизонтов  от инфильтрации бурового раствора  при бурении под направление  и кондуктор и при некачественном  их цементировании.

Возможность загрязнения подземных вод «сверху» определяется особенностями литологии  и мощностью покровных отложений, глубиной залегания грунтовых вод. К тому же взаимосвязь поверхностных  и подземных вод двухсторонняя  и вследствие близкого залегания  к поверхности и при отсутствии выдержанного горизонта слабопроницаемых пород грунтовые воды оказываются  слабо защищенными от техногенного воздействия.

Практика  показывает, что избежать загрязнения  подземных вод можно только при  тщательном и квалифицированном  подходе ко всем работам, относящимся  к процессу строительства скважин.

Причиной  загрязнения недр (часто совместно  с поверхностными объектами) могут  стать газоводопроявления, особенно при аварийных ситуациях, выбросах газа на дневную поверхность.

Ликвидация  аварийных выбросов газа в процессе бурения скважин должна осуществляться профессиональными службами по предупреждению и ликвидации открытых газовых фонтанов на основе договоров, заключаемых пользователями недр с такими службами.

Одним из условий безопасной эксплуатации объектов добычи углеводородного сырья является проблема обеспечения герметичности  заколонного и межколонного пространства скважин.

Для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов и надежной их изоляции при бурении  проектных эксплуатационных скважин   предусмотрена их конструкция, отвечающая требованиям «Инструкции по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше» и «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденных Постановлением Госгортехнадзора России от 5 июня 2003 г., приказ № 56.        

Конструкция скважин обеспечивает предотвращение заколонных и межколонных перетоков, приводящих к утечкам газа в атмосферу и минерализованных вод в горизонты, залегающие над эксплуатационными объектами, аварийного фонтанирования, образования грифонов, возникновения зон просадки устья скважин, смятия колонн.

До начала бурения скважин проверяются  и приводятся в исправное состояние  паропроводы, циркуляционная система, блок приготовления бурового раствора, склад хранения химреагентов, гидроизоляция шламового амбара, территория под буровой вышкой, емкости ГСМ и другие привышечные сооружения, где возможна утечка жидкости, содержащей загрязняющие вещества.

Для площадки, на которой установлены емкости  с ГСМ, предусматривается ее обваловка.

В соответствии с п. 4.36. РД 39-133-94  «Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ» снятие плодородного слоя и его нанесение по окончании строительства скважин осуществляется, как правило, в безморозный период времени (при незамерзшей почве). По согласованию с землепользователями и контролирующими органами допускается снятие плодородного слоя почвы в зимних условиях.

По существующей технологии и в соответствии с  п. 4.8. РД 39-133-94 отработанный буровой раствор (ОБР), буровые сточные воды (БСВ), буровой шлам (БШ) собираются в двухсекционный амбар. При этом, первая секция, в которую сбрасываются БСВ, ОБР и БШ, является накопительной, а вторая секция – отстойной, в которую поступает лишь жидкая часть отходов бурения (БСВ и ОБР), где происходит отстаивание с целью повторного использования в системе оборотного водоснабжения буровых. Накопительная и отстойная секции амбара соединяются между собой с помощью перепускной трубы с заглушкой.

Размеры амбара определяются объемами образующихся отходов бурения. Расчет отходов  бурения определен в соответствии с «Инструкцией по охране окружающей среды при строительстве на нефть  и газ на суше» РД 39-133-94. Расчет отходов бурения зависит от расчета  объемов выбуренной породы при строительстве  скважины и приведен в приложении 13.

Объём шламового  амбара при бурении одной скважины за период строительства 116,1 суток составит 750 м³.

Амбар обваловывается вынутым минеральным грунтом  на высоту 0,5 м. Дно и стенки амбара гидроизолируются, в соответствии с п. 4.12 РД 39-133-94 глиноцементной смесью толщиной 10 см, и выстилаются прочной полиэтиленовой пленкой толщиной не менее 0,8 мм.

Заполнение  амбара отходами бурения осуществляется не ранее, чем через 24 ч после нанесения гидроизоляционного экрана и его затвердения.

В районе строительства буровых площадок эксплуатационных скважин, первый от поверхности (или грунтовый) водоносный горизонт залегает на глубине 17 – 20 м. Таким образом, ни шламовый амбар, ни другие объекты и сооружения на буровой площадке подтапливаться грунтовыми водами не будут.

После окончания  бурения скважины буровой раствор  вывозится для повторного использования  на другую буровую, буровой шлам подлежит захоронению в шламовом амбаре методом  отверждения цементом с последующим  проведением технической и биологической  рекультиваций нарушенных земель.

За счет применения малоопасных химреагентов и гидроизоляции амбара, загрязнение окружающей среды отходами бурения будет минимальным.

С целью снижения   отрицательного   воздействия   на    геологическую    среду   предусмотрены  следующие  мероприятия:

– изучение геодинамической  активности недр и использование  полученной 

   информации  до  заложения  скважины;

        –  выбор конструкции  скважины  с учетом  градиентов  пластовых 

           давлений;  

        –  опрессовка  всех  обсадных  колонн  на  герметичность;

        –  проверка   качества   цементного  камня  за  колонной геофизическими

            методами;

        –   постоянный    контроль    за    цементированием   колонн   при   помощи

            акустической цементометрии;

   - испытание эксплуатационной  колонны   на  герметичность.

4.1  Воздействие  объекта   на   атмосферный  воздух   и   

       характеристика   источников  выбросов  загрязняющих 

       веществ

 

Строительство эксплуатационных скважин  №№ 107бис, 121бис, 122бис, 239, 240, 241, 409, 410, 413, 414, 420-424, 425бис, 431, 432, 433 планируется с целью эксплуатации пласта D₂IVa ардатовского горизонта и №№ 437-443, 446-483 с целью эксплуатации пластов D₂V+VI воробьевского горизонта.

В данном разделе рассмотрена ситуация последовательного строительства  

трех первоочередных скважин №№ 422 – 424. Глубина   проектных  скважин составляет 2180 метров по вертикали.

Бурение скважин планируется осуществить  буровой установкой  БУ 2500/160 ДГУ  на дизельном приводе. Время бурения  одной скважины составляет 154.6 суток - при повторном агрегатном монтаже  и 126.5 суток - при

повторном крупноблочном монтаже.

Строительство каждой скважины состоит их нескольких последовательно выполняемых этапов, влияющих на качество окружающей среды.

      Этапы   строительства  скважины:

     Первый этап (подготовительные работы) - предусматривает транспортировку строительных механизмов и машин; срезку плодородного слоя почвы толщиной 0,3 метра и планировку территории, отведенной под строительство скважины с перемещением снятого грунта в места временного его хранения; сооружение инженерной системы канализации и сбора отходов бурения и испытания скважин; транспортировку буровых блоков и оборудования; строительство  привышечных  сооружений,  складов химреагентов  и ГСМ.  Воздействию подвергаются почвенный покров, в связи со снятием и перемещением грунта, и атмосферный  воздух  от  передвижения  спецтехники и проведения  сварочных  работ.

Второй этап (бурение  и  крепление   скважины)   включает  в себя углубление  ствола     скважины  путем спуска в нее  бурильной  колонны с породоразрушающим   инструментом,   вынос из  скважины  в   результате    промывки   разрушенной  породы  и  накопление  ее  на  дневной   поверхности, крепление скважины   обсадными трубами с цементированием  затрубного    пространства.    Воздействию    подвергаются  грунт при   спуске   бурильной колонны   и    атмосферный   воздух   от  работы  ДВС дизелей, приготовления бурового раствора, хранения в емкостях горюче-смазочных материалов.

Третий этап (испытание  продуктивных  пластов  и освоение    скважин) - сопровождается   накоплением   на   дневной   поверхности   пластового газа и его выбросом в атмосферу через газоотвод, диаметром 0,089 м. Во время испытания скважины работа остальных источников выбросов приостанавливается.

 Кратковременному  воздействию (не более одного часа) подвергается,  в основном,  атмосферный воздух в результате  поступления  в  атмосферу  метана.

Четвертый этап (демонтаж  и  транспортировка  бурового оборудования  и  привышечных  сооружений) - заключительный этап строительства скважины, при котором  демонтируется и перевозится на новую точку бурения оборудование, извлекаются фундаменты, нейтрализуются отходы, ликвидируются накопители отходов, эвакуируются остатки химреагентов и материалов. Воздействию подвергается атмосферный воздух при работе спецавтотранспорта.  

     Пятый этап (рекультивация  нарушенных  земель) - включает в себя  технический и биологический этапы. Воздействию подвергается  атмосферный  воздух  при  работе   спецавтотранспорта.

При прогнозировании ожидаемого загрязнения приземного слоя атмосферы исходная   информация   представлена   сведениями    о  технических  средствах применяемой     буровой     установки     и    нормативно  –  технической    базой, регламентирующей порядок и последовательность проводимых операций.

Каждый  из  этапов  строительства  скважины сопровождается различными  по  объему  и   качественному   составу   выбросами   загрязняющих  веществ  в атмосферу.

Расположение  источников выбросов  загрязняющих  веществ на площадке строительства  представлено  на  схеме  расположения  бурового оборудования, приложение 14.

На  первом  этапе строительства  скважины источниками выделения  загрязняющих веществ в атмосферу  на буровой  площадке являются:  сварочный аппарат, выхлопные трубы спецтехники, труба двигателя внутреннего сгорания (ДВС) от дизеля электростанции, работа техники при проведении земляных работ.

        При  работе сварочного аппарата в  атмосферу выбрасываются  загрязняющие вещества: железа оксид, марганец и его соединения, фториды газообразные.

При работе спецтехники от выхлопных труб  в атмосферу  выбрасываются  загрязняющие вещества: диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, углерод черный (Сажа), диоксид серы, керосин.

При работе дизеля электростанции в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества: оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, углерод черный (Сажа), формальдегид, бенз(а)пирен, керосин.

При ведении земляных работ  и передвижении техники по грунту в атмосферу выбрасывается пыль неорганическая 70 – 20 % SiO₂.

На  втором  этапе строительства  скважины источниками выделения  загрязняющих веществ в атмосферу  на буровой  площадке являются: котел ПКН – 2М, спецтехника, место  загрузки компонентов бурового раствора в блок приготовления раствора (БПР), емкости  с  мазутом,  дизтопливом  и  маслом, выхлопные трубы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) от дизеля электростанции и буровой установки.

Котельная предназначена  для обогрева бурового оборудования. В процессе сгорания топлива в  котле в атмосферу через дымовую трубу  выбрасываются загрязняющие вещества: диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, углерод черный (Сажа), диоксид серы, мазутная зола электростанций (в пересчете на ванадий), бенз(а)пирен.