Экологический мониторинг на стадии эксплуатации морских месторождений.

Значение мониторинга экзогенных процессов возрастает по мере развития деятельности на шельфе, а по своим масштабам эти процессы техногенного генезиса будут выходить за пределы месторождений. В первую очередь это фиксируется масштабами выноса тонкодисиерсного вещества в открытую часть моря и аккумулированием загрязнителей в составе донных осадков, особенно не геохимических барьерах. Часть продуктов будет переноситься вдольбереговыми течениями и волновыми процессами. Последнее крайне важно, поскольку наибольший экологический ущерб наносится береговой зоне. Поэтому принципиально важна своевременная организация станций мониторинга в береговой зоне.

В процессе эксплуатации к факторам риска геолого-разведочных работ относят:

  • • нарушение покрова донных осадков и сообществ бентосных организмов при внедрении буровых снарядов в морское дно;
  • • повышение мутности в окрестностях буровых платформ вследствие применения нетоксичных буровых растворов;
  • • попадание в воду У В как при эксплуатации ПБУ, так и при вскрытии продуктивной части разреза;
  • • химическое загрязнение водной толщи и донных осадков;
  • • взмучивание осадков при движении судов и гидротехническом строительстве.

К эндогенному мониторингу относят контроль современных геодина- мических процессов. Большинство новых месторождений УВ сформировано в результате сложных тектонических построений, что подтверждается наличием большого количества разломов. Продолжающаяся до настоящего времени тектоническая активность геодинамических процессов создает предпосылки для их активизации при эксплуатации месторождений. В первую очередь — это новейшие тектонические движения, которые могут привести к срезке стволов скважин, нарушению устойчивости платформ, порывам трубопроводов, а также деформациям других сооружений.

Дизъюнктивы существенно нарушают сплошность перекрывающего залежи осадочного чехла, что приводит к эксгаляции У В, создавая возможность их прорыва при создании системы поддержания пластовых давлений. В связи с этим необходим переход от дискретных геофизических и геохимических наблюдений состояния океанической коры (профильных зондировочных гравиамагнитных и сейсмогеологических) к долговременным непрерывным измерениям напряженности соответствующих геофизических полей в реальном режиме времени. Это возможно с помощью авто- матизированых станций, которые получили широкое распространение при эксплуатации морских месторождений УВ за рубежом.

Более подробно контролируемые показатели и особенности организации технического обеспечения ПЭМ представлены в табл. 12.4.

Таблица 12.4

Направления ПЭМ при эксплуатации морских месторождений УВ

Направления

ПЭМ

Назначение

Содержание

Контроль производственных процессов

Контроль производственных процессов

Сбор сведений об объемах сбрасываемых в море сточных вод (условно чистых и условно очищенных), объемов сброса, вывоза на берег и закачки в пласт буровых сточных вод и шлама, времени и условий испытания скважины и т.п.

Г идрометеороло- гические исследования

Получение информации о процессах, воздействующих на территорию проекта, способных представлять опасность для проведения работ или ухудшать качество окружа-

Измерение метеорологических и океанографических параметров. Среди основных видов работ — наблюдения за атмосферным давлением, температурой и влажностью воздуха; скоростью и направлением ветра;

Направления

ПЭМ

Назначение

Содержание

ющей среды в зоне работ; изучение процессов, способствующих возможному переносу загрязнителей из зоны работ. Мониторинг гидрометеорологических параметров в рамках ПЭМ проводят для:

  • • документирования условий проведения работ;
  • • предоставления оперативной гидрометеорологической информации в прогностические центры;
  • • информационного обеспечения швартовки судов и полетов вертолетов,

а также операций по ликвидации аварий;

• сбора гидрометеорологической информации для следующих стадий реализации проекта

атмосферными осадками; облачностью, метеорологической видимостью, атмосферными явлениями и обледенением. Океанографические характеристики включают: измерения физико-химических показателей водной толщи (температура, соленость, pH, мутность), уровня моря, волнения, течений; наблюдение за ледовым режимом

Атмосферный воздух

Контроль выбросов в атмосферу — контроль источников:

Па Г1БУ предназначен для определения уровней загрязнения воздуха на границе промзоны и на границе расчетной зоны загрязнения (зоны с концентрациями загрязнителей в воздухе 1 ПДК и более)

Совокупность организационных, технических и методических мероприятий, направленных на выполнение требований законодательства в области охраны атмосферного воздуха

1) контроль непосредственно на источниках

Для источников с организованным выбросом

В основе системы контроля — определение категории источников выбросов по интенсивности выделения загрязнителей и создаваемого им загрязнения в контролируемой точке по санитарно-гигиеническим критериям. Результаты расчета категории источников выбросов и периодичность контроля приводятся в Рабочей программе экологического мониторинга

Направления

ПЭМ

Назначение

Содержание

2) контроль содержания загрязнителей в атмосферном воздухе

Для источников с неорганизованным выбросом и для определенных типов источников с организованным выбросом (например, сжигание природного газа на факельных установках)

Водная среда

Производственный контроль сточных вод на ПБУ

Проводится для определения компонентного состава и объема всех видов сточных вод, образующихся в процессе буровых работ

Объем и химический состав сточных вод контролируется на регулярной основе в периоды строительства скважины: для хозяйственно-бытовых (после очистки), ливневых (палубных с безопасной зоны) и прочих стоков.

При контроле палубных сбросов проводят визуальные наблюдения за состоянием поверхности моря в районе сброса (наличие нефтяной пленки, повышенной мутности, иены, плавающих отходов и т.п.). Отбор проб и инструментальные измерения проводятся во время интенсивных сбросов, но не реже 1 раза в месяц.

«Прочие сбросы» — сбросы из опреснительной установки, продувная вода бойлеров, бесконтактная охлаждающая вода, вода из противопожарной системы, незагрязненная морская и пресная вода

Морские воды и донные осадки

Определение изменений химического состава и уровня загрязнения морской среды, связанного с деятельностью буровой установки

Проводится в зоне влияния ПБУ; включает наблюдения за состоянием водной поверхности, определения физико-химических показателей и уровня загрязнения морских вод и донных осадков. Программа локального гидрохимического мониторинга увязывается по компонентам, методам и срокам наблюдений с действующей системой регионального мониторинга водных объектов на территории субъекта РФ в рамках общегосударственной системы мониторинга Росгидромета.

Направления

ПЭМ

Назначение

Содержание

Периодичность наблюдений определяется требованиями российских нормативов и согласовывается с контролирующими органами

Морская биота

Оценка возможных изменений качественных и количественных показателей сообществ гидробионтов, связанных с деятельностью буровой установки

Объекты контроля — видовой состав и количественные показатели пелагических и донных сообществ. Также выполняются визуальные наблюдения за количественными показателями, видовым составом и поведением морских птиц и млекопитающих

Факторы физического воздействия

Оценки уровней шума, вибрации, электромагнитного и ионизирующего излучения, напряженности электромагнитных полей, стати ч ес ко го электр и че- ства связанных с работой механизмов и оборудования

Контроль соответствующих показателей на основе аттестованных и допущенных методов

Санитарные

показатели

Определение качества пресной воды, использующейся на хозяйственнопитьевые и бытовые нужды персонала; контроль качества воздуха рабочей зоны, микроклимата рабочих помещений, освещенности и ионизации воздуха

Контроль соответствующих показателей на основе аттестованных и допущенных методов

Требования к проведению измерений и наблюдений представлены в табл. 12.5.

Система комплексного многоуровневого производственного экологического мониторинга морской среды. Организация эффективного ПЭМ предприятий ТЭК на морском шельфе становится все более актуальной задачей. В первую очередь — из-за расширения добычи и транспортировки У В, что в аварийных ситуациях может приводить к негативным последствиям для прибрежных территорий. Согласно Морской доктрине Российской Федерации на период до 2020 года, утв. Президентом РФ от 27 июля 2001 г., «предотвращение загрязнения морской среды» — одно из основных положений, относящихся к обеспечению национальных интересов в Мировом океане.

со

-J

Требования к проведению измерений и наблюдений ПЭМ при эксплуатации морских месторождений углеводородов

Направления ПЭМ

Период контроля

Контролируемые параметры и требования

Контроль производственных процессов

После окончательной установки ПБУ на точке бурения

Регулярный контроль соблюдения персоналом платформы и вспомогательных судов правил охраны окружающей среды. Ежедневный учет потребления морской воды для охлаждения двигателей, пресной воды, идущей на технические и питьевые нужды; объемы сбросов условно чистых и условно очищенных сточных вод

В период бурения

Дополнительно — объемы вывоза на берег или сброса (на первом интервале бурения) буровых растворов и шлама

Г идромстеорологи- ческие исследования

Начиная с постановки ПБУ на точку и заканчивая демобилизацией буровой установки.

Работы ведутся или с борта ПБУ (в период нахождения на точке бурения), или на одном из обеспечивающих судов

Метеорологические и океанографические характеристики:

  • — ветер, атмосферное давление, температура и влажность воздуха, облачность, осадки, погодные явления;
  • — профили водной толщи по физико-химическим показателям (температура, соленость, pH, мутность, растворенный кислород), волнение, уровень моря, течения. Методика проведения наблюдений — согласно действующим нормативным документам. Метеорологические измерения и зондирование водной толщи — 1 раз в 3 ч и по специальному запросу, океанографические — ежечасно или чаще. Наблюдения для обеспечения полетов вертолетов на морскую платформу — в соответствии с нор- мативн ым и трсбован ия ми

Контроль непосредственно на источниках выбросов в атмосферу

Постоянно

Контролируемые параметры:

  • — концентрации в выбросах загрязнителей (оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, сажа, суммарные У В);
  • — параметры газовоздушной смеси (скорость (м3/с), температура)

Контроль содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

То же

Контроль на границе промзоны и на границе расчетной зоны загрязнения (зоны с концентрациями вредных примесей в воздухе 1 ПДК и более). Наблюдения проводятся в подветренном секторе. Контролируемые параметры: концентрации в воздухе оксида азота, диоксида азота, диоксида серы, оксида углерода, нефтепродуктов, сажи, пыли

со

-ч|

го

Направления ПЭМ

Период контроля

Контролируемые параметры и требования

Контроль сточных вод на ПБУ

В период нахождения ПБУ на точке бурения

Пункты контроля качества сточных вод размещают в сбросном водоводе или в зоне выпусков сточных вод. Контролируемые показатели:

  • • характеристики сточных вод (температура, pH, растворенный кислород);
  • • концентрации загрязнителей в сточных водах (взвешенные вещества, НП, соли тяжелых металлов, СПАВ, фенолы, нитраты, фосфаты, азот аммонийный, БПК полн.;
  • • микробиологические показатели (общее микробное число, общие колиформные бактерии, лактозоположительные кишечные палочки);
  • • паразитологические показатели (яйца гельминтов, цисты простейших).

Контроль проводится один раз в 10 дней в период бурения и испытаний

Морские воды и донные осадки (см. примечание)

Съемка площадки бурения с отбором проб воды и донных отложений перед началом буровых работ, во время бурения скважины, в период испытаний и после их окончания

Для определения концентраций загрязнителей на границе зоны негативного влияния платформы на расстоянии 250 м от точки бурения проводятся отборы проб воды и донных отложений. Показатели при контроле качества морской воды:

  • - температура, соленость, pH, растворенный кислород, взвешенные вещества, БПК5;
  • — концентрации загрязнителей: нефтяные углеводороды, металлы, СПАВ, фенолы, нитраты, нитриты, фосфаты, азот аммонийный.

Показатели при контроле качества донных осадков: гранулометрический состав, нефтяные У В, металлы

Мониторинг состояния поверхности моря

Непрерывно, начиная с установки ПБУ на точку бурения до ее снятия с точки

Посты мониторинга располагают на открытой возвышенной площадке. Контролируемые параметры:

  • — видимые проявления загрязнения моря (нефтяные пленки, пятна мутности, мусор и пр.);
  • — интенсивность навигации в районе работ

Морская биота

Перед началом буровых работ, во время бурения скважин, в период испытаний и после их окончания — гидробиологическая съемка

В сеть мониторинга включают точки (станции) в зоне влияния ПБУ и фоновые станции. Пробы гидробионтов отбирают для определения качественных и количественных показателей сообществ: фитопланктона, зоопланктона, ихтиоплаиктоиа, бентоса. Визуальные наблюдения за представителями морской биоты с буровой платформы — ежедневно, не менее 8 раз в течение суток.

Наблюдения за орнитофауной проводятся для определения: видового состава и численности; распространения птиц; миграции птиц.

со

"J

со

Направления ПЭМ

Период контроля

Контролируемые параметры и требования

Наблюдения за морскими млекопитающими проводятся для определения видового состава, численности и распространения морских млекопитающих

Факторы физического воздействия

Пункты контроля факторов физического воздействия размещаются:

  • шумовое воздействие: в зоне размещения оборудования бурового комплекса; на центральном посту управления; в зоне размещения дизельных генераторов;
  • тепловое излучение: в зоне размещения факельной установки (в период проведения испытан и й скважи н);
  • ионизирующее излучение: в зоне размещения каротажной лаборатории; в зоне выхода нефти и сопутствующих газов (в период испытаний скважины); в зоне размещения контейнеров с отходами бурения;
  • неионизирующее излучение: электромагнитные поля радиочастот (в зоне размещения приемо-передающей антенны); электрические и магнитные поля промышленных частот (в центральном посту управления, в постах управления дизель-генераторами); вибрация (на участках размещения дизель-генераторов, вибросит, насосов, сепараторов и пр.).

Контроль факторов физического воздействия проводится 1 раз в период работ.

При обнаружении природных радионуклидов учитывают требования СанПиН 2.6.6.1169-02 «Обеспечение радиационной безопасности при обращении с производственными отходами с повышенным содержанием природных радионуклидов на объектах нефтегазового комплекса Российской Федерации»

Санитарные показатели: питьевая вода

В период нахождения Г1БУ на точке бурения

Пункты контроля — на резервуаре чистой воды и в распределительной сети. Контролируемые показатели питьевых вод резервуара чистой воды:

  • • органолептические показатели;
  • • концентрации загрязнителей в питьевой воде (остаточный хлор, N02, Cl~, SO^2-, окисляемость перманганатная);
  • • микробиологические показатели: общее микробное число, общие колиморфные бактерии, колифаги, споры сульфитредуцирующих клостридий;
  • • паразитологические показатели.

со

  • ->1
  • •с*

Направления ПЭМ

Период контроля

Контролируемые параметры и требования

Контролируемыми показателями питьевых вод в распределительной сети являются органолептические показатели и общие колиморфные бактерии.

Кратность исследований: по микробиологическим, паразитологическим, органолептическим показателям питьевой воды — 1 раз в месяц; по неорганическим и органическим веществам — 1 раз за период бурения; содержание остаточного хлора — ежедневно

Санитарные показатели: воздух рабочей зоны

В период бурения и испытаний на ППБУ проводится на участке приготовления буровых растворов (в период бурения) и в машинном отделении

Загрязняющие вещества, выделяющиеся в рабочую зону, специфичны для каждого производственного участка. Периодичность контроля определяется классом опасности загрязняющих веществ:

  • — для 1-го класса опасности — не реже 1 раза в 10 дней;
  • — для 2-го класса опасности — нс реже 1 раза в месяц;
  • — для 3—4-го классов опасности — не реже 1 раза в квартал.

При выявлении содержания загрязнителей 3-го и 4-го классов опасности в воздухе рабочей зоны ниже или на уровне ПДК контроль проводится 1 раз в период бурения. При поступлении загрязняющих веществ с остроиаправлеииым механизмом действия обеспечивается непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК

Санитарные показатели: микроклимат

1 раз в период бурения

Контролируемые показатели: температура воздуха и поверхностей; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового облучения. Исследования проводят в офисных и жилых помещениях, в операторских; в постах управления дизель-генераторами

Санитарные показатели: освещенность

Санитарно-гигиенические требования к естественному и искусственному освещению, уровням освещенности (яркости) для точных зрительных работ и уровням освещенности в помещениях и на открытых пространствах, специфичных для буровых платформ, — в соответствии с действующими нормативными документами

Примечание. Отмстим, что для геологической среды шельфа наиболее репрезентативно вскрываются особенности поведения загрязняющих веществ в барьерной зоне «вода — донные отложения», где происходит изменение потоков миграции химических элементов. Мониторинг химического загрязнения при эксплуатации морских месторождений включает следующие измерения.

  • 1. Экспресс-аналитические измерения на борту судна (придонные и иловые воды — Eh, pH, электропроводность, мутность; в донных отложениях — Eh).
  • 2. Определение НП: при региональном мониторинге определяется их валовое количество, при ПЭМ — фракционный состав.
  • 3. Специальным мониторингом определяются ПАУ, их более 19 разновидностей, которые целесообразно определять в момент аварий и при контроле их последствий.
  • 4. Определение в придонных и иловых водах, а также в донных осадках тяжелых металлов (Cd, Zn, Си, Pb, Hg, As, V и др.) как спутников УВ и трассеров путей УВ-загрязнений.

со сл

При написании данного раздела использован опыт ОАО «ЛУКОЙЛ» по созданию специальной программы ПЭМ для разработки месторождений на Каспийском море и Кравцовского месторождения на Балтийском море, где уже установлена морская ледостойкая стационарная платформа (МЛСП). При этом широко используется спутниковый мониторинг юго-восточной Балтики в качестве одного из основных компонентов контроля экологического состояния окружающей среды. Недостатком мониторинга, проводимого на платформе, является отсутствие технических средств его проведения. На самой МЛСП установлена лишь автоматическая метеостанция.

Для своевременного принятия мер по предотвращению крупных аварий необходимо раннее обнаружение утечек загрязняющих веществ. Система ПЭМ должна обладать следующими характеристиками:

  • • иметь многоуровневую структуру;
  • • обеспечивать непрерывную информацию об изменении ключевых параметров состояния взаимодействующих природных сред: приводного слоя атмосферы, поверхности моря, водной толщи, морского дна, включая осадочный слой и земную кору;
  • • использовать традиционные методы аналитических определений морских сред;
  • • использовать многосенсорный подход с применением современных дистанционных и контактных технических средств и методов;
  • • быть экономически эффективной и основанной преимущественно на отечественных технологиях;
  • • быть регионально адаптированной с учетом региональных особенностей шельфовой зоны, локальной структуры и динамики экосистем и характера антропогенной нагрузки, а также учитывать особенности регионального климата.

При этом должны быть использованы новые научно-технические решения, включая автоматизацию измерений, робототехнику, а также тематические методы обработки спутниковой информации и распознавания сигналов1. Общая стратегия организации мониторинга, удовлетворяющего данным требованиям, отображена на рис.12.1.

Техническое обеспечение комплексного экологического мониторинга. Технический комплекс многоуровневого экологического мониторинга должен включать следующие подсистемы[1] [2] (рис. 12.2).

Подсистема гидрометеорологического мониторинга. Основа подводной части подсистемы гидрометеорологического мониторинга — заякоренный автоматический профилирующий комплекс «Аквазонд». Прибор перемещает полезный груз (измерительную аппаратуру), передвигаясь по тросу, натянутому вертикально между подповерхностной плавучестью и донным якорем. В данном случае измеряются непрерывные вертикальные распределения (профили) параметров среды и биоты, что позволяет точно оценивать и дифференциальные, и интегральные характеристики этих распределений. Носитель может также приостанавливаться на нужное время, чтобы произвести измерения на заданных горизонтах. Передача данных с «Аквазонда» осуществляется по ходовому тросу с помощью магнитных модемов и далее по кабелю или по подводному гидроакустическому каналу в подсистему информационного обеспечения на нефтедобывающей платформе[3] (рис. 12.3).

Измерительные средства системы ПЭМ на морских месторождениях

Рис. 12.1. Измерительные средства системы ПЭМ на морских месторождениях:

1 — искусственные спутники дистанционного зондирования Земли; 2 — радиолокатор кругового обзора; 3 — лидарный комплекс; 4 — метеостанция; 5 — сонар толщины морского льда; 6 — измеритель волнения и уровня моря; 7 — подводный профилирующий зонд; 8 — сейсмическая станция подсистемы геологического мониторинга; 9 — судовой комплекс мониторинга морской акватории. Измерители 2—4 устанавливаются непосредственно на платформе, а измерители б и 7 — на дне

Состав технической системы ПЭМ в морских условиях

Рис. 12.2. Состав технической системы ПЭМ в морских условиях

«Аквазонд» оснащается измерителем температуры, электропроводности и давления типа NXIS, предназначенным для длительного автоматического мониторинга и защищенным от биологического обрастания с помощью специальных средств. Этот измеритель может быть доукомплектован дополнительными датчиками для гидрохимических определений содержания растворенных метана, углекислого газа и кислорода. В стандартную комплектацию «Аквазонда» включен также акустический доплеровский измеритель течений Aquadop3D. Подобные измерители широко используются на нефтяных платформах таких компаний, как ВНР, BP Inc., Chevron, Conoco Phillips, Shell, Exon в Мексиканском заливе у побережья США и на шельфе

о. Сахалин. Принцип действия приборов основан на измерении сдвига частоты акустических волн, отражаемых взвешенными частицами, которые переносятся морскими течениями. Модуляция акустического сигнала происходит из-за наличия взвешенных частиц, поэтому данный измеритель может быть использован для определения содержания взвеси в воде, что важно для контроля экологической обстановки вблизи скважины.

Система «Аквазонд»

Рис. 123. Система «Аквазонд»:

  • 1 сигнальный буй (опция); 2 — притопленная плавучесть; 3 — концевой выключатель; 4 — трос; 5 — измерители;
  • 6 носитель; 7 — концевой выключатель; 8 — размыкатель; 9 — якорь

Для измерений течений и волнения используют акустические доплеровские измерительные системы либо классические мареографы, которые выполняют прецизионные измерения колебаний давления столба воды (уровня моря), вызванных ветровыми волнами, зыбыо, приливами и сгонно-нагонными явлениями.

В северных морях для измерения толщины льда рекомендуется использовать подводный сонар типа SWIP, широко применяемый за рубежом

(в том числе вблизи нефтяных платформ в полярных районах). Сонар обеспечивает наблюдения за кромкой подводной части морского льда с высокой точностью (нс ниже 0,05 м). В основе лежит измерение времени прохождения акустического сигнала в вертикальном направлении от излучателя на дне до нижней границы льда. Измерители уровня моря и толщины льда устанавливают на дне в специальных рамах. Передача данных с этих приборов осуществляется по специальному армированному кабелю, способному выдерживать нагрузки во время интенсивных штормов.

Подсистема работает полностью в автоматическом режиме. Техническое обслуживание подводной части, в том числе очистку аппаратуры от биообрастания, проводят не чаще чем 1 раз в 3 месяца.

К достоинствам подсистемы относят режим контроля в реальном времени: данные измерений непрерывно поступают в микропроцессорную подсистему информационного обеспечения непосредственно на платформе.

Подсистема мониторинга присутствия нефтяных загрязнений в морской среде обеспечивает:

  • • обнаружение утечки и присутствие нефти на водной поверхности на расстоянии до 100 м от нефтяной платформы (с возможностью количественной оценки обнаруженной утечки) посредством лидара и от 100 м до 2—3 км с помощью радиолокационной станции;
  • • обнаружение маломерных плавсредств в радиусе 5—7 км и контроль за надводной обстановкой в зоне морской нефтедобывающей платформы в радиусе 12—14 км (в зависимости от высоты установки и балльности моря) с помощью радиолокационной станции.

Подсистема представляет собой комплекс, работающий в автоматическом режиме. В него входят лидарная и радиолокационная системы, взаимно дополняющие друг друга.

Нефть и НП интенсивно флуоресцируют при возбуждении светом в ультрафиолетовом диапазоне. Спектры флуоресценции разных типов НП весьма различны по интенсивности и форме. На этом свойстве основаны обнаружение и идентификация нефтяных загрязнений на поверхности моря посредством флуоресцентных лидаров. По данным исследований[4] было установлено, что лидар может не только обнаруживать загрязнения НП вокруг платформы, но и позволяет оценивать толщину нефтяной пленки, давая тем самым возможность количественной оценки обнаруженной утечки.

Лидарный комплекс устанавливается непосредственно на буровую платформу. Комплекс включает два приемо-передающих модуля, обеспечивает возможность кругового обзора близлежащей акватории площадью не менее 30 000 м2 (при размещении на нефтедобывающей платформе на высоте 30 м над уровнем моря). Сеанс зондирования проводится в течение 10 мин с периодичностью каждые 6 ч при пространственном разрешении 2 м или в течение 5 мин с периодичностью каждые 3 ч при разрешении 4 м. По результатам зондирования формируется двумерная развертка отображения водной поверхности с обнаруженными пятнами нефтяных загрязнений (если таковые имеются).

Для обнаружения нефтяных пленок на расстояниях более 100 м от платформы используется радиолокационная станция. При утечке нефти на поверхности воды образуются пленки, которые влияют на поверхностные волны, в частности уменьшают энергию волн, их дисперсию и крутизну наклонов. Сглаженная пленкой поверхность воды отражает падающие на нее электромагнитные волны в сторону от антенны радиолокатора. Отразившись от выглаженной поверхности, радиоволны не возвращаются к радиолокатору, и участок, покрытый пленкой, отображается на мониторе радиолокатора черным тоном.

Подсистема геодинамического мониторинга предназначена для регистрации данных:

  • • о состоянии донных отложений;
  • • о развитии процесса растрескивания твердой среды, признаках разрушения среды, выраженных в появлении микроземлетрясений, спровоцированных перераспределением порового давления;
  • • об изменениях углов наклона, наклонных перемещениях и колебаниях морской нефтедобывающей платформы с выработкой сигнала тревоги при превышении значения ускорения заданного порога.

На первом этапе организации работ по геодинамическому мониторингу на шельфе в качестве базовых методов используются:

  • • режимные сейсмологические наблюдения с использованием донных сейсмостанций, а также наземных пунктов, расположенных на прилегающей суше;
  • • методы пассивной эмиссионной сейсмической томографии (шумовой ЗП-локации), которые позволят оценивать состояние поля напряжений в объеме изучаемого месторождения УВ;
  • • геомеханическое моделирование последствий разработки месторождений.

В состав подсистемы геодинамического мониторинга входят три донных сейсмографа, помещаемых в герметичные прочные корпуса, располагающиеся на дне акватории на расстоянии примерно 300—500 м от платформы и содержащие блоки сейсмических датчиков с выносными гидрофонами. Сейсмометрические каналы донных сейсмических станций обеспечивают непрерывное измерение трех компонент скорости смещения морского дна в ортогональных друг к другу направлениях (одного вертикального и двух горизонтальных).

Сейсмические датчики размещаются на донном грунте в отдельном прочном корпусе, на котором закрепляется гидрофон; чувствительный элемент гидрофона непосредственно контактирует с водой. Гидрофонный канал сейсмографа обеспечивает непрерывное измерение колебаний давления воды в придонном слое в диапазоне частот от 3 до 30 Гц.

Блоки электроники обеспечивают усиление, частотную фильтрацию и непрерывную оцифровку информации от сейсмических датчиков и гидрофонов и передачу ее по кабелям на компьютер, расположенный на платформе.

Подсистема мониторинга состояния объектов недропользования с судна предназначена для обнаружения и идентификации загрязнений НП на поверхности и в приповерхностном слое морской воды на удалении от нефтедобывающей платформы, а также для оценки содержания взвешенного вещества и его вертикального распределения в водной толще от поверхности до дна. Выполнение этих задач может быть обеспечено оптическими приборами — прозрачномером и флуориметрами, а также телеуправляемым подводным аппаратом (ТПА), оснащенным поворотными видеокамерами с осветителями. Для выявления нефтяных загрязнений также можно использовать зонды-флуориметры, специально предназначенные для регистрации подобных загрязнений в морской воде.

Детальное обследование трубопроводов с одновременным определением их координат и картографированием расположения выполняется с использованием буксируемой аппаратуры и ТПА, котрый двигается вдоль трубопровода. Операторы на судне фиксируют техническое состояние трубопровода (места провисания, нарушения гидроизоляции, состояние протекторов электрохимической защиты, состояние обрастания и т.д.).

Одним из пригодных для такого использования является аппарат ТПА «Гном», разработанный в Институте океанологии РАН. Этот аппарат хорошо себя зарекомендовал в экологических работах МЧС России на о. Байкал, Балтийском и Белом морях.

Подсистема спутникового мониторинга нефтяных загрязнений в первую очередь должна опираться на радиолокационные спутники. Она может обеспечить:

  • • обнаружение нефтяных пятен и источников их происхождения на обширной акватории;
  • • оценку направления и скорости перемещения нефтяных пятен.

Спутниковые радиолокационные наблюдения дают возможность получать одновременные изображения всей контролируемой акватории с пространственным разрешением до нескольких метров регулярно в течение многих лег.

Более широкое применение спутниковых методов с использованием сканеров цвета, ИК-радиометров, альтиметров и скагеррометров позволяет оценивать концентрации взвеси и хлорофилла, первичную продукцию в приповерхностном слое моря, а также температуру поверхности моря, скорость и направление приводного ветра, аномалии уровня морской поверхности. Спутниковые наблюдения дают возможность отслеживать источники обнаруженных загрязнений и тем самым отличать загрязнения, обусловленные нефтегазодобывающей деятельностью, от загрязнений, не связанных с такой деятельностью.

Следует отметить, что спутниковый мониторинг при всех своих достоинствах не может по многим причинам заменить наблюдения, проводимые с платформы или судна. Разработанная система комплексного многоуровневого мониторинга предполагает их оптимальное сочетание.

Основным назначением подсистемы информационного обеспечения является сбор и обработка данных от различных подсистем наблюдений (стационарной, судовой, спутниковой), анализ полученной информациии;

передача созданной продукции органам управления промышленной и экологической безопасностью. В информационную продукцию целесообразно включать следующие сведения:

  • - оценку техногенного воздействия, прогноз возможных негативных изменений в соответствующих элементах природной среды и природном комплексе в целом;
  • — рекомендуемые мероприятия, снижающие и локализующие отрицательные последствия антропогенной деятельности.

Функционирование информационной подсистемы должно осуществляться в двух режимах: оперативном — онлайн и в режиме получения обобщенной информации.

В то же время корпоративных информационных ресурсов часто бывает недостаточно для оценки и прогноза состояния и загрязнения морской среды в районах проведения работ. Это обусловлено лабильностью морских экосистем, находящихся под воздействием природных и антропогенных факторов, таких как речной сток и поступление загрязняющих веществ с речными водами, водообмен с открытой частью моря. Недостаток информации может быть восполнен проведением наблюдений на государственной наблюдательной сети, подведомственной Росгидромету. Интеграция корпоративного и государственного экологического мониторинга может рассматриваться как региональная система экологического мониторинга.

Для устойчивого функционирования информационной подсистемы предполагается оснащение аналитического центра, выполняющего также функции оператора оборудования для приема и передачи информации по спутниковым каналам связи, а также приобретение ГИС- и WEB- технологий управления данными, интеграции информационных ресурсов, анализа и визуализации поступающей информации. Аналогичное оборудование и программное обеспечение целесообразно установить в специализированном центре мониторинга в компании, ведущей разработку месторождения.

  • [1] Технология многоуровневого экологического мониторинга в целях информационногообеспечения безопасности морской добычи нефти и газа / Л. Лобовский [и др.] // Технологии ТЭК. 2007. № 4.
  • [2] См.: там же.
  • [3] См.: Технология многоуровневого экологического мониторинга в целях информационного обеспечения безопасности морской добычи нефти и газа / Л. Лобовский [и др.J.
  • [4] Технология многоуровневого экологического мониторинга в целях информационногообеспечения безопасности морской добычи нефти и газа / Л. Лобовский [и др.] // Технологии ТЭК. 2007. № 4.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >