Принципы оценки степени загрязнения геологической среды на осваиваемых нефтяных и газовых месторождениях

Рис.6. Карта распределения  ПАУ (в мкг/г) в  поверхностном слое донных осадков Баренцева моря 

     Фенолы

     Концентрация  фенолов в придонной воде (n=334) колеблется в пределах от 0,00 до более 50 мкг/л, в среднем 5,3 мкг/л. Выделяются западная и восточная зоны высоких концентраций (рис.7). На западе, вероятнее всего, главным источником фенолов являются атлантические воды, на востоке предполагается вынос из Горла Белого моря. Отмечаются также повышенные концентрации в районе Кольского залива. В донных осадках суммарное содержание фенолов составляет 0,0-8,8, в среднем 0,2 мкг/г (n=597). В 51% случаев фиксировались нулевые значения (рис. 8). Участок самых высоких содержаний расположен в центре моря. Здесь источником фенолов в осадках, являются продукты разрушения фито- и зообентоса, возможен также подток из нижележащих нефтегазовых структур. Высокие значения (до 4 мкг/г) характерны для Кольского залива и прилегающей зоны. Скорее всего, это отражение техногенного пресса Мурманского промкомплекса и ВМФ. Несколько повышены содержания фенолов в прибрежной зоне Шпицбергена и ЗФИ, что вероятно связано с глобальными выпадениями на их территории и последующим сносом в море. 

Рис.7. Карта распределения  фенолов (в мкг/л) в придонном слое воды Баренцева моря. 

Рис.8. Карта распределения  фенолов (в мкг/г) в поверхностном  слое донных осадков Баренцева моря. 

     Тяжелые металлы

     В течение 1991-1999 гг. было получено около 1000 проб придонной воды Баренцева  моря (Иванов, 2002). Статистические параметры  распределения Pb, Cu, Ni, Co, Zn, Mn и Fe и корреляционная матрица приведены в таблице 7. Если учесть, что ПДК для Cu=1 мкг/л, для Pb=6 мкг/л, Zn, Ni, Co, Mn=10 мкг/л и Fe=100 мкг/л, то совершенно ясно, что ни по одному из металлов концентрации в придонных водах Баренцева моря к ПДК даже не приближаются. Только в нескольких случаях концентрация Cu была более 2 мкг/л (2ПДК), при средней концентрации 0,45 мкг/л, до 3,7 мкг/л достигала концентрация Mn в центральной части моря. 
 
 
 

Таблица 7. Статистические параметры  распределения и  корреляционная матрица  содержаний тяжелых  металлов в придонном слое воды Баренцева моря. 

     Также никаких заметных аномалий взвешенной формы металлов в придонных водах  моря отмечено не было. Для Ni, Pb, Zn, Cu и Mn растворенная форма преобладает над взвешенной (на 63-95%), и только для Со (38%) и Fe (13%) картина обратная. Таким образом, можно утверждать, что степень загрязнения придонных вод ТМ не велика. Наиболее загрязненными являются Кольский залив и прилегающая зона, Ист-фиорд и прибрежная зона Шпицбергена, а также отдельные участки дольбереговой зоны ЗФИ и Новой Земли. Фиксируется влияние более соленых, относительно теплых атлантических вод на уровень концентраций ТМ в придонных водах Баренцева моря. Поскольку нормативные показатели загрязнения донных осадков морей тяжелыми металлами в настоящее время отсутствуют, то проводилось сравнение с содержаниями ТМ в донных осадках фоновых и антропогенно измененных акваторий: Сравнение показало, что по всем металлам, кроме Cd, осадки Баренцева моря могут быть отнесены к фоновым. Содержания Cd, меняющиеся от 0 до 20 мкг/г, в среднем 6 мкг/г превышают фоновый уровень на порядок. Причины этого факта автор (Иванов, 2002) не объясняет. 
 
 
 
 

     Принципы  оценки степени загрязнения  геологической среды  на осваиваемых нефтяных и газовых месторождениях. 

     В самое ближайшее время добыча нефтегазового конденсата начнет впервые  производиться  на месторождении Приразломное. Многочисленные экологические исследования в Печорском море, свидетельствуют о том, что природная среда в этих районах в результате проведенных геологоразведочных работ, которые завершились около 10 лет назад, практически сохранилась в неизмененном состоянии.

     В тоже время географическое и геологическое положение новых нефтегазовых месторождений на западно-арктическом шельфе является весьма сложным с точки зрения их экологической безопасности. Арктическая среда является весьма восприимчивой к различным проявлениям антропогенеза. К таким осложняющим эксплуатацию месторождений факторам относятся суровые климатические условия, в том числе многомесячный ледовый покров и наличие айсбергов в летнее время. Геологическая структура в районе большинства месторождений характеризуется наличием большого количества тектонических нарушений, которые играют двоякую роль. С одной стороны они свидетельствуют о продолжающихся вплоть до настоящего времени современных геодинамических процессах, с другой стороны нарушают сплошность покрывающего осадочного покрова, приводя как к инфильтрации природных нефтеуглеводородов, так и создавая возможность прорыва их в процессе эксплуатации скважин.

     Говоря  о современной геодинамике зон  с нефтегазовыми проявлениями, имеются в виду, прежде всего, новейшие тектонические движения, которые могут проявляться в виде землетрясений, а также в вертикальных малоградиентных подвижках по зонам тектонических напряжений. Эти процессы могут оказать свое разрушительное влияние на устойчивость и целостность буровых платформ, подводных нефтегазопроводов, также других инженерных сооружений, важнейшими из которых являются транспортные терминалы с мощными хранилищами разнообразных, в том числе опасных для окружающей среды, грузов и развитой системой различных магистралей.

     Принципиально важным является не только предотвращение самих кризисных ситуаций, но и прогнозирование последствий этих ситуаций, негативное воздействие которых далеко не ограничивается пределами лицензионных участков, а проявляется гораздо шире и наносит вред, прежде всего прилежащим литоралям и зонам активной аккумуляции глинистых осадков. При этом следует иметь в виду, что сами нефтеуглеводороды, являясь активными сорбентами, могут приводить к появлению концентраций различных токсикантов, которые не связаны непосредственно с процессами эксплуатации скважин, а радиус распространения загрязнения может достигать многих десятков километров.  

     Рис.9.Схема  течений в Баренцевом море.

       При эксплуатации нефтегазовых  месторождений к факторам риска  геологоразведочных работ (нарушение  покрова донных осадков и сообществ  бентосных организмов при внедрении  буровых снарядов в морское  дно, повышение мутности вод  в окрестностях буровых платформ из-за воздействия нетоксичных буровых растворов, попадание в воду нефтеуглеводородов как при эксплуатации платформ, так и при аварийных выбросах нефти при вскрытии продуктивных залежей) добавляются: акустический эффект постоянно действующих буровых платформ, химическое загрязнение водной толщи и донных осадков, взмучивание осадков при движении судов, изменение рельефа и типа донных осадков при гидротехническом строительстве. Последние факторы проявляются сугубо в пределах контура добычи полезного ископаемого.

     Появление же в воде углеводородов приводит к химическому загрязнению не только водной массы, но и донных осадков, причем контур этого загрязнения, не ограничивается пределами лицензионного участка. Кроме того, химическое загрязнение может непосредственно сказываться на состоянии биотических факторов, прежде всего бентоса, а через него и рыб, ареал изменений которого может охватывать обширные акватории, учитывая миграционные возможности биологических объектов.

Рис.10.Предполагаемая схема загрязнения  УВ

     Можно выделить две проблемы, одна из которых связана с собственно загрязнением природной среды и охватывает как водную толщу, так и самые поверхностные слои донных осадков, включая одну из важнейших природных геохимических барьерных зон - «дно-вода», а вторая - это современные геодинамические процессы, устойчивость инженерных сооружений под их влиянием и прогноз развития неблагоприятных или опасных для производственной деятельности явлений.

     Как показали данные мониторинга состояния  недр Баренцева моря, в пределах предполагаемых месторождений часто фиксировались аномальные концентрации тяжелых металлов в придонных водах. В последующие годы аномалии также фиксировались, но обычно они меняли место. Это было связано с проявлением под относительно маломощным осадочным чехлом выходов ювенильных НУ. По данным аэрофотосъемочных работ в Печорском море устанавливались следы излияния нефтепродуктов, которые имели глубинное происхождение. Поэтому проблема различия природных и добытых НУ стоит и достаточно остра для правильной интерпретации валовых содержаний нефтепродуктов и оценки на этом основании техногенной составляющей.

     Проблема  мониторинга эндогенных процессов  при добыче связана с тем, что  в настоящее время все большей  ревизии подвергаются взгляды о  пассивной сейсмичности платформ. Большинство выявленных структур, перспективных на нефть и газ, как уже отмечалось, связано с разломившимися структурами. Северо-западная часть Баренцева моря расположена в зоне сочленения Баренцевоморской плиты и Балтийского щита, которая сейсмична практически на всем ее протяжении. Землетрясения имеют магнитуды 3-4. а отдельные достигают 4.4 - 4.6. 4 сейсмических события силой 3.5-3.8 баллов зарегистрированы в районе разлома Карпинского только в нашем веке. По современным представлениям здесь можно ожидать толчков интенсивностью до 7 баллов.

     В восточной части Баренцева моря инструментально установлены три  эпицентра землетрясений с магнитудами 4.3, 4.4 и 4.6, а согласно прогнозным сейсмическим картам здесь также можно ожидать толчков до 6-7 баллов. Косвенные данные также свидетельствуют в пользу развития современных геодинамических процессов на Западно-Арктическом шельфе. Проблема, связанная с рассматриваемыми современными движениями, заключается в том, что малоамплиатудные движения, в целом практически безопасные для существования современных экосистем, могут иметь весьма существенные последствия при строительстве гидротехнических сооружений, к которым относятся как сами буровые платформы со скважинами, так и трубопроводы.

     Даже  относительно слабое воздействие антропогенной  нагрузки совместно со слабыми проявлениями геодинамики могут вызвать в  геологической среде неадекватный облик, рассматриваемый в теории катастроф как нарушение неустойчивого равновесия слабым сигналом. При этом возможно развитие техногенных катастроф, связанное с разрушением действующей инфраструктуры нефтегазового комплекса. Поэтому прогнозирование таких движений является важной проблемой при планировании и осуществлении мероприятий, связанных с экологической безопасностью инженерных сооружений. 
 

Заключение.

     Выявленные экологические последствия при разработке месторождений в Печерском море будут иметь локальный характер и временное воздействие на экологическую среду. Рассмотренные негативные воздействия допустимы с точки зрения устойчивости экосистемы Баренцева моря.

     При безаварийной эксплуатации и при соблюдении действующих 
технологических норм и правил его влияние не приведет к изменению экологической ситуации в районе.

     Таким образом, предусмотренные конструктивные, технологические, инженерно-технические и природоохранные мероприятия позволяют допустить разработку месторождений в Печорском море, обеспечить допустимое воздействие на природную среду в период штатной эксплуатации и свести к минимуму возможность возникновения аварийных ситуаций и их последствий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы:

     Зборовский В.А., Станис Е.В. Характеристика геоэкологических опасностей при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения. Вестник РУДН.-2010.

     Айбулатов Н.А. Деятельность России в прибрежной зоне моря и проблемы экологии. - М.: Наука, 2005.

     Денисов В.В. Эколого-географические основы устойчивого природопользования в шельфовых морях (экологическая география моря). - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002.

     Зеленков В.М., Мискевич И.В. Оценка возможного воздействия добычи нефти на морские арктические экосистемы на примере Приразломного месторождения в Печорском море // Материалы международного семинара «Охрана водных биоресурсов в условиях 
освоения нефтегазовых месторождений на шельфе РФ». - М.: Госкомрыболовство, 2000.