Экологические проблемы в бурении реферат
Обновлено: 30.06.2024
Нефть – это маслянистая жидкость природного происхождения. Пока она спокойно находится в недрах земли, то не приносит никакого вреда экологии. Только с началом добычи и использования нефтепродуктов человеком стали очевидны экологические проблемы нефтяной промышленности.
Проблема изменения биосферы в ходе разработки месторождения
Подготовительный этап наносит вред механического характера: уничтожается экосистема того места, где будет вестись добыча углеводородов. Загрязняются леса, уничтожается растительный мир, животные покидают привычные места обитания. Однако это только начало экологических проблем нефтяной промышленности.
Увеличение или уменьшение масштабов вреда, причинённого природе, зависит от места, где найдены месторождения нефти. Известно, что добыча нефти в местах, где проживают малые народы, привела к частичному вымиранию и уничтожению самобытности этих людей.
При обнаружении залежей углеводородов в морских глубинах несёт проблемы растительному и животному миру морей и океанов. Бурение скважин на шельфах чревато утечками маслянистой жидкости. Маслянистая плёнка препятствует естественным процессам, изменяет условия проживания живых организмов.
Проблема разлива нефти при транспортировке и в аварийных ситуациях
Добыча нефти – это только малая часть работы. Главное – нефть надо доставить до мест переработки. В зависимости от места добычи углеводородов, способы транспортировки различаются.
Наиболее опасна для экологии – перевозка на танкерах. Для большей эффективности доставки нефти танкеры нового поколения оснащены резервуарами увеличенной вместимости. Экономически супертанкеры выгодны. Однако они несут наибольшую потенциальную угрозу при аварийных ситуациях.
Окружающая среда при аварии с разливом десятков тысяч тонн нефти в мировой океан получит непоправимый ущерб.
При благополучной транспортировке нефтепродуктов всё равно природе грозит беда. При выгрузке нефти из танкера на внутренних стенках трюмов остаётся много маслянистой жидкости. Для устойчивости судна в пустые трюмы закачивают воду для балласта.
При очередной загрузке нефтью, загрязненную балластную воду сбрасывают вместе с маслянистыми остатками нефти за борт.
Таким образом, экологические бедствия вызванные утечкой нефти зависят от аварий и непродуманных технологий перевозки нефтепродуктов судами. Такое безответственное отношение к водным запасам Земли влияет на экологическую безопасность планеты.
Влияние нефтяных трубопроводов на биосферу
Особенно подвержены разрушению микроклиматические условия северных регионов. Прокладывание траншеи уничтожает или сильно нарушает растительный покров, ухудшается питание почвы. В местах прокопки траншей подтаивают вечномёрзлые грунты, гибнет от механического воздействия растительный покров.
При прокладке нефтепровода вырубаются леса, уничтожается плодородный слой земли, возникает риск загрязнения нефтью
Важно помнить, что трубопроводы как и другие виды доставки углеводородов подвержены внештатным ситуациям. Особенно опасны аварии и утечки в труднодоступных местах. При аварии трубопровода, расположенного на дне моря или реки, утечка долгое время может быть незамеченной.
Ремонт магистралей в труднодоступных местах затруднителен и затягивается на некоторое время. Чем больше выливается маслянистой жидкости, тем сложнее ликвидировать негативные последствия.
В последнее время всё более актуальной становится проблема износа оборудования магистральных путей. Срок эксплуатации первых трубопроводных путей подходит к концу. Сталь при эксплуатации стареет, подвергается коррозии. Изоляционное покрытие труб изнашивается.
Замена старых трубопроводов на магистрали из современных материалов помогут избежать экологической катастрофы. Современные материалы более адаптированы к неблагоприятным условиям эксплуатации и надёжнее своих предшественников.
Вред сточных вод нефтяной промышленности
При бурении и эксплуатации скважин постоянно происходит загрязнение окружающей среды. Связано это с постоянным наличием отходов, как при строительстве скважин, так и эксплуатации буровых вышек.
Промывочная жидкость после очистки скважины частично попадает в грунт. Четвёртая часть отходов при бурении приходится именно на промывочную жидкость.
После поднятия некоторого количества нефти из недр Земли давление в местах подземных разработок уменьшается. Для поддержания давления закачивается огромное количество специальной технологической воды (буровые сточные воды). Они являются опасными отходами, загрязняющими грунт, природные водоёмы, воздух.
Чистая питьевая вода имеет ограниченные запасы. Попадание буровых вод в водоёмы может привести к непоправимому экологическому бедствию.
Неопровержим тот факт, что современное общество уже ощущает дефицит хорошей питьевой воды. А ещё десяток лет назад никто и подумать не мог, что человечество будет покупать обыкновенную воду. Современного человека уже не удивишь покупкой бутилированной питьевой воды.
Влияние на природу
Загрязнение вод мирового океана, исчезновение важных для природного баланса экологических структур – всё это негативно влияет на состояние природы. Негативные последствия приводят к экологическим аномалиям:
Каждый здравомыслящий человек хочет жить в экологически чистой среде. Но таких мест становится всё меньше. Для сохранения природы пригодной к жизни человека, важно обдуманно и бережно относиться к природным ресурсам. Важно продумывать добычу и использование полезных ископаемых, экологические аспекты при извлечении и использовании даров природы.
Экологические загрязнения нефтепродуктами - очень актуальная и важная тема, которая с каждым днем напоминает о себе все больше и чаще. Каждую минуту в мире добываются тысячи тонн нефти, и при этом люди даже не задумываются о ближайшем будущем нашей планеты, ведь только за 20 век было истощено большее количество нефтяных запасов нашей планеты. При этом ущерб, который был нанесен за этот сравнительно короткий отрезок времени, не сравнится ни с одной катастрофой, произошедшей за всю историю человечества.
Содержание
Введение. 3
1 Экологические проблемы нефтяной промышленности . 4
2 Экологическое воздействие предприятий нефтедобывающей отрасли на окружающую среду.
5
3 Природоохранные и геоэкологические проблемы добычи нефти и газа в арктической зоне России .
7
Заключение . 10
Список используемых источников. 11
Вложенные файлы: 1 файл
Экология и нефтедобыча.docx
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Казанский национальный исследовательский технологический университет"
(ФГБОУ ВПО КНИТУ)
Кафедра Инженерной экологии
Реферат
По дисциплине: Промышленная экология
на тему: Проблемы экологии в нефтяной промышленности.
Выполнил:
студент гр. 4101-41
Шаймарданкулов А.Н.
Преподаватель:
Вахидова И.М.
Казань 2014
Содержание
Экологические проблемы нефтяной промышленности . .
Экологическое воздействие пред приятий нефтедобывающей отрасли на окружающую среду. . . .
Природоохранные и геоэкологические проблемы добычи нефти и газа в арктической зоне России . . . .
Список используемых источников. . .
Введение
Экологические загрязнения нефтепродуктами - очень актуальная и важная тема, которая с каждым днем напоминает о себе все больше и чаще. Каждую минуту в мире добываются тысячи тонн нефти, и при этом люди даже не задумываются о ближайшем будущем нашей планеты, ведь только за 20 век было истощено большее количество нефтяных запасов нашей планеты. При этом ущерб, который был нанесен за этот сравнительно короткий отрезок времени, не сравнится ни с одной катастрофой, произошедшей за всю историю человечества.
Промышленный комплекс по интенсивности воздействия на окружающую среду занимает ведущее место. Главными причинами этого первенства являются: несовершенные технологии производства, чрезмерная концентрация - как территориальная, так и в пределах одного предприятия, отсутствие надежных природоохранных сооружений. Несовершенство современных технологий не позволяет полностью перерабатывать сырье. Большая часть ее возвращается в природу в виде отходов.
По степени и характеру воздействия (по объемам промышленных отходов) выделяют топливно-энергетический, металлургический, химико-лесной и строительный комплексы. Привлекает внимание большое поступление в атмосферу выбросов газообразного диоксида серы - одного из вредных загрязняющих веществ промышленного происхождения, в условиях атмосферы превращается в серную кислоту и служит причиной возникновения кислотных дождей.
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха территории нашей страны — машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ. /1/
1. Экологические проблемы нефтяной промышленности
Россия обладает крупнейшими в мире запасами топливно-энергетических ресурсов: 12 % мировых запасов нефти, 35 % газа, 12 % угля сосредоточены на ее территории. В структуре полезных ископаемых страны более 70% приходится на ресурсы ТЭК. Россия также является крупнейшим в мире производителем и экспортером топливно-энергетических ресурсов.
В настоящее время основная доля энергии получается за счет сжигания или переработки природного органосодержащего сырья – природного газа, нефти, угля, горючих сланцев и торфа. При этом образуется большое количество токсичных отходов.
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек не задумывался о последствиях интенсивной добычи этих природных ресурсов.
1.1. Загрязнение атмосферы
Запах нефтепродуктов в виде паров бензина, а также продуктов его неполного сгорания известен каждому. Острые случаи отравления парами нефтепродуктов достаточно редки. Хроническое их воздействие не относится к факторам, улучшающим здоровье. И хотя оно, как правило, не дает острых и очевидных эффектов, местное население, вынужденное вдыхать в себя эти ароматы, достаточно активно протестует. Типичными ситуациями являются окрестности нефтеперегонных заводов, нефтехранилищ, нефтебаз, бензоколонок, автохозяйств, крупных автостоянок.
Гораздо более серьезные проблемы появляются при возникновении ситуации, когда взаимодействие летучих углеводородов, входящих в состав нефти и нефтепродуктов, окислов азота и ультрафиолетового излучения приводит к образованию смога. В таких случаях количество серьезно пострадавших может составлять тысячи человек.
Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосфере выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют солнечному коротковолновому излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность – оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
1.2. Загрязнение вод
Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай - мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.
В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.
Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъёмкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной плёнкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега. /1/
2. Экологическое воздействие пред приятий нефтедобывающей
отрасли на окружающую среду
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек не задумывался о последствиях интенсивной добычи этих природных ресурсов. Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосфере выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют солнечному коротковолновому излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. /2/
На стадии разведки методы теоретического прогнозирования, пассивного моделирования, аэрофотосъемки и космической съемки позволяют с высокой степенью точности определить, где стоит искать нефть, при этом минимально влияя на окружающую среду. Принцип минимального воздействия применяется сегодня и при добыче нефти. Горизонтальное и направленное бурение помогают извлечь больше нефти при значительно меньшем числе скважин.
Однако сам по себе отбор нефти из недр и закачка воды в залежи влияют на состояние массивов пород. Поскольку большинство месторождений расположено в зонах тектонических разломов и сдвигов, такого рода воздействия могут привести к оседанию земной поверхности и даже к землетрясениям. Оседание почвы на шельфе тоже способно вызвать разрушительные последствия. Например, в Северном море, в районе месторождения Экофиск, проседание дна вызвало деформацию стволов скважин и самих морских платформ. Поэтому необходимо тщательно изучать особенности разрабатываемого массива - существующие в нем напряжения и деформации.
Разливаясь, нефть загрязняет почву и воды, и требуются огромные усилия и средства, чтобы ликвидировать нанесенный природе ущерб. Разлив особенно опасен на шельфе, поскольку нефть очень быстро распространяется по поверхности моря и при больших выбросах заполняет водную толщу, делая ее непригодной для жизни. В 1969 году в проливе Санта-Барбара около 6 тысяч баррелей нефти вылилось в море при бурении скважины - на пути бура оказалась геологическая аномалия. Избежать подобных катастроф позволяют современные методы исследования разрабатываемых залежей.
В результате несоблюдения технологии добычи или непредвиденных событий (например, лесных пожаров) нефть в скважине может загореться. Не слишком масштабный пожар можно потушить водой и пеной и закрыть скважину стальной заглушкой. Бывает, что к месту возгорания нельзя приблизиться из-за обилия огня. Тогда приходится бурить наклонную скважину, стараясь попасть в загоревшуюся, чтобы перекрыть ее. В таких случаях на ликвидацию огня может уйти до нескольких недель.
Надо сказать, что факелы не всегда служат признаком аварии. В нефтедобывающих комплексах сжигают попутный газ, который трудно и экономически невыгодно транспортировать с месторождения - для этого нужна особая инфраструктура. Получается, что приходится не только сжигать ценное сырье, но и выбрасывать парниковые газы в атмосферу. Поэтому использование попутного газа является одной из насущных задач топливной промышленности. Для этих целей на промыслах строят электростанции, работающие на попутном газе и снабжающие электроэнергией и теплом сам нефтедобывающий комплекс и близлежащие населенные пункты.
Когда разработка скважины закончена, ее необходимо законсервировать. Здесь перед нефтяниками стоит две задачи: предотвратить возможное негативное воздействие на окружающую среду и сохранить скважину на будущее, до появления более совершенных технологий разработки, позволяющих забрать из пласта оставшуюся нефть. К сожалению, в нашей огромной стране разбросано множество незаконсервированных скважин, оставшихся со времен СССР. Сегодня такое отношение к завершению работ на промысле просто невозможно. Если скважина пригодна к использованию в дальнейшем, ее закрывают прочной заглушкой, препятствующей выходу содержимого наружу. Если же необходимо полностью законсервировать месторождение, проводится целый комплекс работ - восстанавливают грунт, рекультивируют почву, сажают деревья. В итоге бывшая производственная площадка выглядит так, будто здесь никогда не велись разработки.
Природоохранная экспертиза позволяет еще на стадии проектирования объектов добычи учесть требования экологической безопасности и предотвратить возможные техногенные риски. Промысловые объекты размещают таким образом, что бы снизить возможное негативное воздействие. В период эксплуатации промысла необходимо постоянное внимание к соблюдению технологий, совершенствованию и своевременной замене оборудования, рациональному использование воды, контролю загрязнения воздуха, утилизации отходов, очищении почву. Сегодня нормы международного права и российского законодательства определяют строгие требования к защите окружающей среды. Современные нефтяные компании реализуют специальные экологические программы и вкладывают средства и ресурсы в природоохранные мероприятия.
Актуальность проблемы. Потенциальные запасы нефти на шельфе морей России оцениваются в 13 млрд. т, газа - 52 трлн. м3. Мировая тенден-ция постепенного смещения добычи углеводородов с суши на море находит подтверждение и в нашей стране. Свидетельством тому является развитие работ на шельфе арктических и дальневосточных морей, в Каспийском и Черном морях.
При строительстве морских скважин основными видами воздействия на окружающую среду являются выбросы в атмосферу, сбросы в морскую среду, ее тепловое и шумовое загрязнения. Объем и интенсивность техногенного воздействия на окружающую среду зависит от реализуемой технологии строительства скважины. Выбросы в атмосферу и шумовое загрязнение можно существенно снизить за счет природоохранных мероприятий, а тепловое загрязнение и сброс веществ в морскую среду исключить (концепция "нулевого сброса").
Технологические отходы бурения. Процесс бурения скважин сопровождается образованием производственных отходов, в основном технологических.
К технологическим отходам бурения относятся буровой шлам, отработанные буровые технологические жидкости и буровые сточные воды. Они образуются в технологическом процессе промывки скважины.
Буровой шлам. В бурении различают два понятия - "выбуренная порода" и "буровой шлам". Экологи же такого различия, как показывает анализ природоохранного раздела проектов, не делают.
В процессе углубления скважины на забое образуется выбуренная порода. При гидротранспорте промывочной жидкостью с забоя скважины на поверхность порода под воздействием техногенных факторов превращается в буровой шлам. Поэтому на средствах очистки циркуляционной системы буровой установки из промывочной жидкости отделяют не выбуренную породу, а буровой шлам, отличающийся по объему и, что особенно важно с экологической точки зрения, по физико-химическим свойствам.
Объем выбуренной породы равен объему ствола скважины. При проектировании объем бурового шлама приближенно принимается больше объема выбуренной породы на 20% [1].
Можно выделить четыре фактора, обусловливающих увеличение объема бурового шлама по сравнению с выбуренной породой:
- разуплотнение частиц шлама в результате снижения действия на них внешнего давления;
- образование и расширение трещин;
- набухание глинистых частиц, слагающих шлам;
- адгезионное налипание на поверхность шлама частиц коллоидных размеров из промывочной жидкости.
Бурение скважин осуществляется большей частью в осадочных отложениях, в которых наиболее распространенными являются глинистые породы. Их доля составляет 65-80%. Выбуренные частицы глинистых или скрепленных глинистым цементом пород в процессе гидротранспорта с забоя скважины на поверхность пропитываются фильтратом промывочной жидкости и набухают. Продолжительность нахождения частиц породы в промывочной жидкости с глубиной скважины возрастает и может достигать нескольких часов. Чем дольше они находятся в промывочной жидкости, тем больше их набухание. Происходит адгезионное присоединение к ней частиц твердой фазы преимущественно коллоидных размеров из промывочной жидкости.
На изменение физико-химических свойств частиц выбуренной породы при превращении их в буровой шлам влияет пропитка дисперсионной средой промывочной жидкости. Поры и трещины частиц породы заполняются дисперсионной средой промывочной жидкости, поверхность глинистых частиц модифицируется, на внешней и внутренней поверхности частиц выбуренной породы адсорбируются вещества различной природы из дисперсионной среды промывочной жидкости.
Минералогический состав бурового шлама определяется литологическим составом разбуриваемых пород и может существенно изменяться по мере углубления скважины. Химический состав бурового шлама зависит как от его минерального состава, так и свойств промывочной жидкости. Гранулометрический состав бурового шлама определяется типом и диаметром породоразрушающего инструмента, механическими свойствами породы, режимом бурения, свойствами промывочной жидкости и эффективностью ее очистки. В табл. 1 показаны фракционный состав бурового шлама и скорость его осаждения в водной среде при бурении скважин на северо-восточном шельфе Сахалина (Проект Сахалин-1) по данным [2].
Фракционный состав бурового шлама и скорость его осаждения в водной среде при бурении скважин на северо-восточном шельфе Сахалина [2]
| Размер частиц, мкм | Содержание, % по весу | Скорость осаждения, см/с |
| 840 | 19,7 | 10,7 |
Как следует из анализа таблицы, фракционный состав бурового шлама изменяется в широких пределах. Важно подчеркнуть, что примерно 40% массы шлама представлено частицами размером менее 44 мкм. Вследствие этого возникают минимум две проблемы.
Во-первых, такие мелкие частицы трудно удалить из промывочной жидкости средствами механической очистки.
При повторном гидротранспорте частиц бурового шлама через скважину они еще больше диспергируются. Для удаления мелких фракций необходима эффективная химическая очистка.
Во вторых, с уменьшением размера частиц замедляется скорость их осаждения в водной среде (табл. 1). Следовательно, при сбросе промывочной жидкости или шлама в морскую среду ее мутность будет сохраняться длительное время.
Таким образом, при оценке экологической безопасности строительства скважин необходимо анализировать свойства бурового шлама, а не выбуренной породы.
Отработанные буровые технологические жидкости. В процессе бурения, помимо промывочной, применяются и другие технологические жидкости, например, буферные, перфорационные. После использования они полностью или частично переходят в категорию отработанных. Больше всего образуется отработанной буровой промывочной жидкости (ОБПЖ). Ее объем соответствует объему промывочной жидкости на момент окончания бурения скважины. Однако в процессе бурения может образовываться избыток промывочной жидкости, например, за счет наработки в глинистых отложениях, при замене одного типа промывочной жидкости на другой. В этом случае ОБПЖ образуется непосредственно в процессе бурения.
При оценке воздействия на окружающую среду предметом рассмотрения, как правило, являются только отработанные промывочные жидкости, что методически неправильно.
Буровые сточные воды. Главные источники поступления буровых сточных вод (БСВ) - обмыв буровой площадки и оборудования, система охлаждения оборудования. Сокращение объема БСВ достигается путем повторного их использования в технологическом процессе (например, для приготовления промывочной жидкости) после осветления на блоках химической и механической очистки. В этом случае сокращаются объемы водопотребления и водоотведения.
В процессе бурения избыточную промывочную жидкость, а также отработанную буровую промывочную жидкость разделяют на твердую и жидкую фазы, что позволяет утилизировать последнюю в составе БСВ. Поэтому суммарный объем БСВ включает жидкую фазу избыточной и отработанной промывочной жидкости. Технологические отходы испытания скважины. Это отработанные жидкости для вызова притока и глушения скважины, а также флюиды (пластовая вода, нефть, газ), полученные в процессе испытания. Газ, выходящий из скважины, сжигается в факеле.
Экологичность бурового шлама. Экологическая опасность бурового шлама определяется:
- повышением мутности воды, что нарушает жизнедеятельность молоди рыб, планктонных и бентоносных организмов-фильтраторов;
- физическим воздействием на донные организмы.
Один из серьезных аспектов проблемы - токсическое воздействие на организмы. В настоящее время при оценке экологичности бурового шлама основное внимание обращается на валовое содержание минеральных компонентов. Однако важно знать, в какой химической форме минеральные компоненты присутствуют в шламе. Доказано, что наиболее опасными являются подвижные формы химических веществ, которые определяют степень токсичности и опасности бурового шлама. Они устанавливаются в ацетатно-аммонийном буферном экстракте (рН = 4,8).
Достаточно распространенной является точка зрения, что ". следовые металлы в шламах находятся в нерастворимой форме (обычно в структуре кристаллической решетки минералов) и их содержание (за исключением бария) варьирует в пределах природной изменчивости геохимического фона микроэлементов в донных осадках" [2].
В табл. 2 представлены результаты исследований водного и буферного экстрактов бурового шлама (БШ) из скважины № П-1 Южно Песцовского газоконденсатного месторождения Тюменской области, проведенных в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН им. А.Н. Сысина [З]. Установлено, что в буферных экстрактах имеется значительное превышение предельно допустимой концентрации для почвы по основным металлам хрому - в 71 раз, марганцу - в 33, кобальту - в 3, никелю - в 11, меди - в 14, цинка - в 84, свинца - в 122 раза.
Количественный элементный анализ водного и буферного экстрактов бурового шлама [3]
Мировой рынок нефти в современном его виде достаточно молод, но при этом нефть начали использовать в различных целях уже очень давно. Здесь специально употребляется слово использовать, потому как люди, которые жили в таком временном отдалении, не утруждали себя в каких-то определённых действиях, связанных с добычей и уж тем более переработкой данного сырья. Если обратиться к истории нефти и её первом применении, то нам придётся затронуть античный период.
Содержание
1. Историческая справка о нефти. Первая добыча.
2. Возникновение нефти
3. Добыча нефти и газа
4. Современная технология добычи нефти
5. На сколько хватит нефти
6. Влияние нефтедобычи на природу
7. Опасный промысел
8. Авария в Мексиканском заливе – человек или природа?
9. Итог
10. Используемая литература
Работа содержит 1 файл
Документ Microsoft Office Word.docx
1. Историческая справка о нефти. Первая добыча.
2. Возникновение нефти
3. Добыча нефти и газа
4. Современная технология добычи нефти
5. На сколько хватит нефти
6. Влияние нефтедобычи на природу
7. Опасный промысел
8. Авария в Мексиканском заливе – человек или природа?
10. Используемая литература
Историческая справка о нефти. Первая добыча
Мировой рынок нефти в современном его виде достаточно молод, но при этом нефть начали использовать в различных целях уже очень давно. Здесь специально употребляется слово использовать, потому как люди, которые жили в таком временном отдалении, не утруждали себя в каких-то определённых действиях, связанных с добычей и уж тем более переработкой данного сырья. Если обратиться к истории нефти и её первом применении, то нам придётся затронуть античный период. Точной даты первого факта получения и использования горючей жидкости знать просто невозможно, и в то же время есть определённые средние цифры, которые приводят различные источники.
Даты первого использования нефти уходят в 7000-4000 тысячелетия до нашей эры. Нефть тогда была известна древнему Египту, велись промыслы на берегах Евфрата, а так же на территории древней Греции. Как правило, нефть просачивалась через трещины земного покрова, а древние люди собирали это интересное маслянистое вещество, практически не прикладывая ни каких усилий по добыче. Таков был один из вариантов добычи. Второй вариант был уже более трудоёмким. В местах где наблюдались выделения нефти из под земли выкапывались колодцы, куда она сама набиралась, и для использования её оставалось только вычерпать какой-либо ёмкостью. Сейчас такой метод является практически невозможным ввиду истощения запасов на небольших глубинах. Как вы видите, те далёкие времена отличались многим, в том числе и технологиями добычи ресурсов. Нефть уже тогда использовали в качестве: строительного материала, осветительного масла, смазочного средства для колёс, военного орудия, лекарственного средства, например от чесотки и от других недугов.
Да, это очень далеко от текущей даты и сейчас с трудом можно представить, как можно лечиться или, например, освещать помещение чёрной горючей жидкостью. Прогресс человечества даёт о себе знать – новые технологии, так или иначе, вытесняют старые.
Возникновение нефти
В первую очередь хочется осветить такой тонкий и спорный вопрос, связанный с возникновением нефти. До сих пор научные точки зрения сталкиваются друг с другом. И на то есть свои причины. Существует две основные теории возникновения нефти:
● абиогенная
Биогенная теория является более классической вариацией возникновения нефти. Она же отстаивается и большинством учёных. Согласно органической (биогенной) теории нефть возникает в результате накопления остатков растений и животных на дне в различных, как пресных, так и морских водоёмах. Затем, после накопления, осадок уплотняется и посредством природных биохимических процессов происходит его частичное разложение с выделением сероводорода, диоксида углерода и других веществ. После окончания биологических и химических процессов осадок погружается на глубину 3000-4500 метров, где и происходит самое главное – отделение углеводородов от органической массы. Этот процесс протекает при температуре 140-160. Далее нефть попадает в подземные пустоты, заполняя их и тем самым образуя то, что люди называют месторождениями. Двигаясь далее вниз, органический пласт подвергается всё большей температурной нагрузке и свыше 180-200º С перестаёт выделять углеводороды (нефть), но при этом начинает активно выделять газ, тот самый газ, который мы с вами используем ежедневно.
Абиогенная или химическая теория возникновения нефти является главным противоположным мнением по отношению к биогенной в ряду научных специалистов. Десятью годами позже, в октябре 1876 года, на собрании русского химического комитета выступил Д.И. Менделеев где выдвинул свой научный взгляд на происхождение нефти. Он утверждал, что вода попадая в расколы земного покрова, просачивается глубоко вниз и вступает в реакцию с карбидами железа под воздействием давления и температуры, преобразуется в углеводороды и затем поднимается вверх, заполняя пористые слои. Посредством экспериментов Менделеев доказал возможность синтеза углеводородов (нефть) из неорганических веществ. Фактически именно знаменитый русский химик – Д.И. Менделеев впервые чётко, развёрнуто обосновал свою точку зрения. Надо сказать, что до сих пор учёные не сошлись в едином мнении. Но мир состоит из противоположностей. И скорее всего именно стремление открыть, что-то новое, доказать что-либо или показать другим в новом свете и движет миром.
Добыча нефти и газа
Породы с крупными порами, в которых собирается нефть, называются резервуарными или коллекторами. Поры между частицами заполняются смесью нефти, газа и воды; эта смесь в процессе уплотнения выжимается и тем самым принуждается к миграции из пор пород.
Нефть и газ залегают в породах всех возрастов даже в трещиноватых и выветрелых приповерхностных зонах докембрийского кристаллического фундамента. Наиболее продуктивные породы-коллекторы Северной Америки были сформированы в ордовикском, каменноугольном и третичном периодах. В других частях света добывают нефть в основном из отложений третичного возраста.
Месторождения нефти и газа приурочены к структурно-приподнятым участкам, таким, как антиклинали, но в региональном плане большинство месторождений располагается в крупных впадинах, так называемых осадочных бассейнах, куда за геологическое время вносятся большие объемы песков, глин и карбонатных осадков. Многочисленны такие нефтяные месторождения по краям континентов, где реки откладывают приносимый ими материал в морские глубины. Примерами подобных районов являются Северное море в Европе, Мексиканский залив в Америке, Гвинейский залив в Африке и регион Каспийского моря. Здесь бурятся скважины при глубине моря до 1500 м.
Впервые нефтяная скважина была пробурена в 1865 году. Однако систематическая добыча нефти в мире началась лишь спустя 2000 лет. И по сей день бурение скважин – это единственный способ пробиться к залежам нефти. После бурения скважины и появления доступа к его месторождению. Из-за давления внутри пласта, нефть, как правило начинает фонтанировать на поверхность земли.
Существуют три, самых распространённых, способа добычи нефти:
▪ фонтанный - он же самый простой способ добычи
▪ газлифтный – специфичный способ добычи
▪ насосный – часто применяемый способ добычи
Насосный способ хотелось бы выделить отдельно, так как при помощи него добывается около 85% всей добываемой на нашей планете нефти. Глубина нефтяных скважин может варьироваться от нескольких десятков (очень редко) и сотен метров до нескольких километров. Ширина скважин может достигать величины от 10 см до 1метра. На территории России залежи нефти находятся на очень больших глубинах – от 1000 до 5000 метров.
Важные нефтегазоносные области окружают Мексиканский залив и продолжаются в его подводную часть. Они включают богатые месторождения Техаса и Луизианы, Мексики, о.Тринидад, побережья и внутренних районов Венесуэлы. Крупные нефтегазоносные области располагаются в обрамлении Черного, Каспийского и Красного морей и Персидского залива. Эти районы включают богатые месторождения Саудовской Аравии, Ирана, Ирака, Кувейта, Катара и Объединенных Арабских Эмиратов, а также Баку, Туркмении и западного Казахстана. Нефтяные месторождения островов Борнео, Суматра и Ява составляют основные зоны полезных ископаемых Индонезии. Открытие в 1947 нефтяных месторождений в Западной Канаде и в 1951 в Северной Дакоте положило начало новым важным нефтегазоносным провинциям Северной Америки. В 1968 были открыты крупнейшие месторождения у северного побережья Аляски. В начале 1970-х годов крупные нефтяные месторождения были обнаружены в Северном море у берегов Шотландии, Нидерландов и Норвегии. Небольшие нефтяные месторождения имеются на побережьях большинства морей и в отложениях древних озер.
Конечно же сейчас нефть не добывают, просто дожидаясь когда же она заполнит природный колодец или выжимая известковые породы, пропитанные углеводородами. В реальных условиях способ доступа к нефтяным месторождениям мало чем изменился по отношению к чуть более чем вековой давности.
Современная технология добычи нефти
Процесс добычи нефти можно условно разделить на 3 этапа:
1 - движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин,
2 - движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности - эксплуатация нефтяных скважин,
3 - сбор нефти и сопутствующих ей газов и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.
Перемещение жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам называют процессом разработки нефтяного месторождения. Движение жидкостей и газа в нужном направлении происходит за счет определенной комбинации нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, а также их количества и порядка работы.
Самая глубокая скважина в мире находится в России на Кольском полуострове, - она располагается на глубине 12,3 километров, но правда относится к разряду научных. Научные скважины используются в основном для изучения геолого-химического состава пластов земли.
На сколько хватит нефти
Это вопрос можно услышать сейчас где угодно и от кого угодно, от бабушек не лавочке у подъезда до разговоров за большими круглыми столами видеостудий ведущих каналов. А не кажется ли странным тот факт, что всего лишь, через сто лет после начала массовой добычи нефти человечество находится на стадии исчерпания этого нужного ресурса. Да, действительно, необычно - всего сто с небольшим лет добычи и ресурсам, которые образовывались миллионы лет, конец. Но всё спорно в нашем мире.
Сравним две простые средние цифры мирового объёма добычи нефти : объём добытой нефти к 1920г равен 95 млн. тонн, к 1970г равен 2300 млн. тонн. На данный момент специалисты оценивают общий мировой объём запасов нефти в 220-250 млрд. тонн. Конечно данная цифра приводится с учётом неразведанных запасов, которые составляют примерно 25% от вышеуказанной цифры. И всё-таки давайте попробуем вместе посчитать, на сколько хватит нефти нашей планете исходя из разведанного мирового запаса нефти и среднего ежегодного мирового спроса:
● Разведанные запасы нефти 200 млрд тонн
● Ежегодный спрос на нефть 4.6 млрд тонн
Здесь хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что 43,5 года это средняя цифра. Точной цифры, т.е. количества лет, на которое хватит нефти не может получить ни один специалист, ввиду того, что постоянно:
♦ изменяется объём мирового спроса на нефть
♦ изменяются данные по запасам нефти в каждой стране
♦ развиваются технологии добычи нефти
♦ развиваются технологии энергопроизводства
Так же в расчётах не принимают участия неразведанные запасы.
Влияние нефтедобычи на природу
1. Нерегулярный в экономическом смысле рост объёмов и темпов добычи нефти, газа и других топливно-енергетических ресурсов обуславливает опасные деградационные процессы в литосфере (обвалы, локальные землятресения, провалы и другое).. Одной из причин частых землетрясений является увеличение напряжения земной коры под воздействием закачиваемой в скважины воды высокого давления.
2. Одним из крупнотоннажных загрязнителей атмосферного воздуха при добычи нефти является попутный газ, который наряду с фракциями легких углеводородов содержит сероводород. Миллионы кубометров попутного газа десятки лет сжигались на факельных установках, что привело к образованию сотен тысяч тонн оксида азота, оксида углерода, диоксида серы и продуктов неполного сгорания углеводородов.
Как видно, несмотря на довольно высокую степень применения попутного газа, ежегодно десятки миллионов кубометров этого ценного сырья ещё сжигают на факелах или просто теряют при добычи нефти. Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых более 500 составляют жидкие углеводороды. После попадания в почву или на водную поверхность из нефти в атмосферу выделяются легколетучие фракции углеводородов. Так, известен случай скопления паров углеводородов вдоль железной дороги из-за аварии на трубопроводе сконденсированным углеводородом в Башкирии. При прохождении пассажирского поезда эти пары воспламенились, и сильный пожар вокруг поезда привел к многочисленным человеческим жертвам.
3. При содержании нефти в воде 200-300 миллиграмм на кубический метр происходит нарушение экологически равновесного состояния отдельных видов рыб и других обитателей водных сред. Нефть также активно взаимодействует со льдом, который способен поглощать её в количестве до одной четвёртой своей массы. При таянии такой лёд становится источником загрязнения любого водоёма. С этими водами в водоём поступило более десяти тысяч тонн загрязняющих веществ. Подземные воды подвергались загрязнению нефтяной промышленностью продолжительное время. Изучение процессов загрязнения подземных вод показало, что 60-65% загрязнений происходит при аварии водоводов сточных вод и бурении скважин, а 30-40% загрязнений происходит из-за неисправностей глубинного оборудования скважин, что приводит к перетоку минерализированных вод в пресноводные горизонты. Гидрохимический контроль родников и артезианских скважин проведённый в 1995 году, показал, что из 523 родников 90 характеризуется повышенным содержанием в воде хлоридов.
Нефть – полезное ископаемое маслянистой консистенции, состоящее преимущественно из смеси углеводородов (84-87%), водорода, азота, кислорода, серы. Благодаря уникальным свойствам она используется для производства топлива и смазочных материалов. Современные объемы ее добычи и переработки ведут к тому, что экологические проблемы, связанные с нефтью, обретают мировой масштаб и требуют комплексного подхода к их решению.
Нефть: история
Даже если кратко излагать историю использования нефти, начинать надо с древнейших времен. Раскопки археологов позволили узнать о том, что за 4 тысячи лет до нашей эры в Египте началась ее добыча. Об этом говорят найденные смеси для бальзамирования из нефтяного сырья. В средние века она входила в состав зажигательного средства, использующегося для освещения улиц и жилищ.
В XIX веке из нефти был получен керосин, благодаря чему осветительные лампы, работающие на этой жидкости, получили повсеместное распространение. Со второй половины XIX столетия развитие промышленности требовало больше смазочных материалов, производимых из нефти. Если до этого периода углеводороды добывались из неглубоких колодцев в местах их выхода на поверхность в незначительных количествах, то с началом нефтедобычи посредством бурения скважин объем добываемой нефти резко вырос. А изобретение двигателей внутреннего сгорания на рубеже XIX-XX веков вызвало резкое развитие нефтедобывающей промышленности.
Важно!
В наши дни нефть – основной топливо-энергетический ресурс, без которого невозможно экономическое развитие любой страны. Кто им владеет, тот обеспечивает потребности прочих потребителей.
Экологические проблемы, связанные с добычей нефти
Нефть и экология – тесно связанные понятия, поскольку добыча природных углеводородов ведет к нарушению равновесия в природе. Экологические проблемы нефтедобычи:
- тектонические сдвиги и деформации земной поверхности;
- выбросы в атмосферу; , пресной и морской воды.
Изменение рельефа
В результате извлечения из недр земли полезных ископаемых нарушается пластовое давление, что приводит к тектоническим сдвигам под землей и деформации поверхности снаружи. Перемещение земной поверхности может спровоцировать оползни, образование глубоких впадин, затопление низких мест.
Выбросы в атмосферу
При эксплуатации нефтяных месторождений в воздух попадает большое количество сероводорода и сернистого газа при значительной концентрации серы в сырой нефти. При добыче попутно добывается нефтяной газ, до 80% которого сжигается. Это также приводит к попаданию в атмосферу токсичного бензола, фенола, толуола. Эти соединения негативно воздействуют на организм человека, вызывая заболевания нервной системы, кожных покровов.
Загрязнение почвы и водной среды
В нефтяную скважину закачивается водный раствор, который очищает ее от разрушенной породы, предотвращает обвалы, смазывает ствол бура. В составе раствора – химические соединения, которые нуждаются в специальной утилизации. Отработанный раствор помещают в специальные накопители. Его обязательно нейтрализовывать, т. к. неконтролируемое растекание по земле делает почву непригодной для использования, а проникновение в глубинные слои загрязняет грунтовые воды. При попадании в водоем он полностью отравляет его.
Решение экологических проблем, возникающих при добыче нефти
Чтобы снизить негативное влияние производственных факторов на окружающую среду, специалисты рекомендуют:
- внедрять технологии добычи, направленные на сохранение природы;
- утилизировать попутный газ;
- совершенствовать технологии очистки загрязненных поверхностей.
Поддержание экологического равновесия возможно лишь при контроле за деятельностью нефтедобывающих компаний. Они с неохотой выделяют денежные средства для обеспечения экологической безопасности.
Экологические проблемы переработки нефти
Переработка нефти представляет собой сложный процесс, состоящий из двух стадий:
- Первичная обработка – разделение сырья на фракции.
- Вторичная, в результате которой меняется структура молекул фракций.
Проблемы переработки аналогичны проблемам нефтедобычи.
Загрязнение окружающего воздуха, воды
Нефтеперерабатывающие предприятия выделяют огромное количество вредных веществ. Производство топливных материалов сопровождается выбросом соединений тяжелых металлов, серы, азота, углекислого газа, хлора, диоксинов. Они вызывают у человека болезни дыхательной системы.
Загрязненная вода, используемая в технологических процессах производства, после очистных сооружений попадает в естественные водоемы. Существуют нормы доведения стоков до условно чистой стадии. Вода периодически насыщается вредными веществами, что приводит к ухудшению ее качества.
Изменение биологического равновесия в природе
Вредные соединения вызывают ухудшение состояния атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы. Повышение концентрации углекислого газа разрушает озоновый слой земли, способствует накоплению парникового эффекта, что в свою очередь приводит к изменению климата. Газовые фракции, соединяясь с влагой, выпадают на землю в виде кислотных дождей. Соли тяжелых металлов оседают на землю в виде золы, адсорбентов, пыли.
Появление озоновых дыр приводит к усилению воздействия на поверхность Земли коротковолнового ультрафиолетового излучения, вызывающего мутации живых организмов. Исчезновение или изменение одного биологического вида может привести к уничтожению целых популяций животных и растений.
Пути решения проблем при переработке нефти
Для улучшения экологической обстановки необходимо:
- планомерно модернизировать предприятия, выводя из эксплуатации устаревшие производства;
- углублять нефтепереработку;
- повышать качество производимой продукции;
- разрабатывать и внедрять более эффективные технологии производства;
- совершенствовать оборудование.
Комплекс указанных мер позволит снизить концентрацию и объем вредных выбросов.
Негативное воздействие процессов нефтедобычи и нефтепереработки на окружающую среду колоссально. Для сохранения нормальной биосферы планеты необходимо уделять вопросам экологии больше внимания, внедрять и финансировать безопасные технологии и методы защиты природы от последствий добычи и переработки нефти.
Читайте также: