Особенности сорбционного метода сбора нефти при аварийных разливах

Основные характеристики сорбентов для сбора нефти

В отличие от абсорбции (поглощение газов объемом жидкости) и адсорбции (проникновение молекул примесей в наномасштабные каналы пористой структуры твердых веществ), сорбция нефти и нефтепродуктов заключается в проникновении жидкости в свободное пространство между твердыми частицами сорбента.

Ключевые характеристики сорбентов:

• Олеофильность: определяет нефтепоглощающую способность, экономическую целесообразность использования и конкурентоспособность сорбента.

• Гидрофобность: влияет на водопоглощающую способность сорбента, его универсальность и селективность сбора продукта с поверхности воды.

• Универсальность: возможность сбора различных нефтей и нефтепродуктов одним видом сорбента, что уменьшает номенклатуру сорбентов.

• Регенерируемость: возможность многократного использования сорбента для сбора продукта и улучшение экономических показателей нефтесбора.

• Доступность и низкая цена: повышают конкурентоспособность и снижают затраты на ликвидацию аварийного разлива.

• Технологичность: уменьшает использование ручного труда при ликвидации разлива.

• Экологическая безопасность: предотвращает вторичное загрязнение экосистем.

Физические основы сорбционного сбора нефти

Структурно сорбенты делятся на четыре класса: с закрытой или открытой глобулярной структурой, волокнистой структурой и структурой камерного типа.

Поглощение нефти сорбентами

Для гидрофобных сорбентов с открытой глобулярной структурой (поролон, каучуковая крошка) характерно внедрение нефти как в пространство между глобулами, так и внутрь самих глобул, при этом отжим нефти происходит преимущественно из свободного пространства между глобулами.

Поглотители с волокнистой структурой (нетканый материал, синтепон, отходы прядильного производства, торф, мох) удерживают собранный продукт в пространстве между волокнами и легко поддаются отжиму.

Наиболее специфичными свойствами обладают отходы растительного происхождения (солома, стебли и листья камыша), имеющие камерную структуру в виде оболочек, заполненных воздухом, имеющих поперечные перегородки. Камерная структура повышает плавучесть поглотителя, но при этом нефть может удерживаться только в пространстве между стеблями, поэтому целесообразно подобные сорбенты подвергать предварительному измельчению параллельно поперечным перегородкам таким образом, чтобы обеспечить раскрытие камер, позволяющее удерживать нефть не только между частицами сорбента, но и во внутреннем пространстве структуры сорбента.

Плотность сорбента и поглощение нефтьяного слоя

В зависимости от плотности сорбента возможны три основные ситуации при поглощении нефтяного слоя с поверхности воды:

1. При плотности сорбента меньшей плотности нефтепродукта сорбент плавает по поверхности продукта, при этом поглощение продукта происходит по поверхности контакта твердой и жидкой фаз в той части частицы сорбента, которая соприкасается с нефтепродуктом.

2. При плотности сорбента большей плотности нефтепродукта, но меньшей плотности воды, происходит быстрое осаждение сорбента сквозь нефтепродукт на поверхность воды, при этом происходит вначале быстрое впитывание продукта в сорбент по мере его осаждения, затем процесс поглощения затормаживается и определяется поверхностью контакта твердой и жидкой фаз в той части частицы сорбента, которая соприкасается с нефтепродуктом по периферии частицы сорбента.

3. При плотности сорбента большей плотности нефтепродукта и воды происходит быстрое осаждение сорбента сквозь нефтепродукт и воду, при этом происходит увлечение продукта с сорбентом с поверхности воды на дно водоема.

Физико-химический процесс поглощения нефти

Следует отметить, что процесс поглощения нефти сорбентом является сложным физико-химическим процессом и включает в себя такие явления, как адсорбция, адгезия, капиллярные явления, а также может наблюдаться физический процесс осаждения сорбента в нефти и заполнения за счет этого свободного пространства поглотителя нефтью.

Наиболее перспективны волокнистые сорбенты, имеющие во много раз большую величину нефтепоглощения, чем сорбенты с закрытой глобулярной или камерной структурами.

Структура волокнистого сорбента

Совокупность волокон в объеме волокнистого сорбента формирует капилляры (рис. 3). Возникновение движущих сил подъема жидкости в капиллярных системах традиционно связывают с искривлением поверхности жидкости, тогда жидкость будет перемещаться в капилляре, в противном случае движение отсутствует. Благодаря силам поверхностного натяжения давление внутри жидкости отличается от внешнего давления газа над поверхностью жидкости, при вогнутом мениске жидкости в капилляре происходит подъем жидкости на некоторую высоту.

Кинетика поглощения нефтепродуктов

Анализ кинетики поглощения нефтепродуктов слоем волокнистого сорбента DULROMABSORB показал, что высота подъема нефтепродуктов в слое сорбента достигает 2–7 см (табл. 1), при этом увеличение плотности нефтепродукта приводит к снижению высоты подъема. Наблюдаемое явление подчиняется закону Жюрена, согласно которому высота подъема жидкости обратно пропорциональна ее плотности.

Геометрические характеристики

По разработанной модели для волокон диаметром d и длиной 1 см были рассчитаны геометрические характеристики для элементарного объема системы сорбент–нефть размером 1 см*1 см*1 см при изменении числа волокон N (табл. 2). Эти характеристики включают в себя объем и массу волокон, объем и массу нефти, порозность системы, потенциальное нефтепоглощение и другие параметры.

Потенциально возможная нефтеемкость слоя сорбента

Результаты расчетов показали, что порозность системы сорбент–нефть при плотной упаковке волокон сорбента практически не зависит от диаметра волокон и составляет всего около 0,22 г/г (табл. 3). Это обеспечивает плавучесть сорбента в слое нефти.

Расчет зависимости нефтепоглощения от порозности слоя

На рисунке 5 приведена расчетная зависимость величины нефтепоглощения от порозности слоя. На этот график также нанесены экспериментальные данные по сорбции различных продуктов рядом сорбентов.

Таблица 4: Аббревиатуры сорбентов

Сопоставление результатов расчета и экспериментов (рис. 5), свидетельствует о работоспособности предложенной модели, несмотря на допущение равенства плотностей сорбента и продукта. Более того, можно ожидать лучшей сходимости опытных данных с расчетными, так, например, поскольку собственная плотность фибриллярных композитов примерно на 30 % выше плотности нефти, то соответствующие точки Δ для этих сорбентов на рис. 5 должны располагаться на 30 % ниже приведенных позиций нефтепоглощения при соответствующей порозности.

Рекомендации по применению сорбентов

В таблице 4 приведены основные технические характеристики исследованных сорбентов: нефте- и водопоглощение, эффективность утилизации нефти при отжиме сорбента.

Применение диспергированных сорбентов

Диспергированные сорбенты, в частности волокнистые, удобно использовать в качестве наполнителей сорбирующих матов, которые удобно как распределять по поверхности нефтяного разлива на воде или почве, так и собирать насыщенные нефтью маты и транспортировать их к полигону для отжима собранной нефти.

Отжатые маты можно использовать для повторного сбора нефти из разлива с уменьшением величины нефтепоглощения. После многократного применения маты могут быть инсинерированы. Толщина матов не должна превышать 5–6 см, площадь определяется исходя из веса отработанного мата 15–25 кг в соответствии с расчетным нефтепоглощением сорбента.

Подобные маты можно также использовать в качестве рабочих сорбирующих элементов нефтесборщиков. Например, на плавающем механизированном нефтесборщике было установлено две пары вращающихся в противоположном направлении барабанов с сорбирующими оболочками и с прижимными устройствами, обеспечивающими непрерывный отжим сорбированной нефти и сбор ее в накопителе.

Сорбирующие оболочки представляли собой цилиндрические маты из хлопчатобумажной ткани редкого плетения диаметром 0,31 м и длиной 0,34 м, заполнены двумя слоями волокнистых материалов: внутренним высокоемким одновременно олео- и гидрофильным синтепоном и внешним гидрофобным ватином, защищавшим синтепон от воды (табл. 4), суммарной толщиной 1 см. На четырех барабанах нефтесборщика находилось около 13,3 дм3 сорбирующего материала. При средней плотности ватина около 165 г/дм3 и синтепона около 1 г/дм3 в нефтесборщике работало нетто около 1,1 кг сорбента. Снаружи сорбирующие оболочки барабанов армировались для прочности капроновой сеткой. Барабаны вращались со скоростью 960 об/ч. Нефтесборщих имел электродвигатель для привода барабанов и насос для откачки собранной нефти в емкость на берегу водоема. Вес нефтесборшика – 100 кг.

Испытания нефтесборщика на прочность сорбирующих оболочек и эффективность их длительной работы были проведены в специальном стендовом бассейне вначале по сбору с поверхности воды отработанного машинного масла, а затем – по сбору нефти. Всего на этом этапе испытаний нефтесборщик проработал 240 часов без каких-либо замечаний по конструкции, производительность нефтесборщика стабильно составляла 400–600 л/ч в зависимости от толщины слоя собираемого продукта, всего было собрано более 120 м3 нефти и нефтепродукта. Нефтепоглощающие оболочки длительное время проработали без разрушения и механических повреждений, выдержали более 230 тысяч циклов сорбции и отжима нефти с интегральной величиной нефтесбора 108 000 л нефти на 1 кг сорбирующей оболочки. При этом в непосредственном контакте со слоем нефти толщиной 0,01–0,007 м на поверхности воды в течение 0,42 с на всех барабанах одновременно находилось только 0,136 м2 сорбирующей оболочки при оптимальном погружении барабана в разлив. Оптимальный контакт сорбирующей оболочки с нефтяным разливом обеспечивается таким образом, что цилиндрическая поверхность барабана и прилегающая к нему внутренняя часть сорбирующей оболочки касаются поверхности нефтяного слоя, а внешняя часть сорбирующей оболочки касается границы раздела фаз нефть–вода (рис. 7). При любой иной позиции барабана с сорбирующей оболочкой относительно слоя нефти на поверхности воды нефтесборщик будет работать не оптимально, причем в случае рис. 7, в увеличивается захват воды с нефтью. Этот фактор характерен для любой системы нефтесбора сорбционного типа

Парадоксальная ситуация отсутствия в данный момент в конкретной зоне региона аварийного разлива нефти и необходимость планирования превентивных мероприятий с соответствующим остаточным финансированием часто приводит к тому, что при возникновении чрезвычайной ситуации нельзя принимать оптимальные решения из-за недостатка технических средств.

1. Махотлова М.Ш., Темботов Т.М. Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду // Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – № 3 (45). – С. 105–107.

2. Демельханова М.Д., Оказова З.Л. ,Чупанова И.М. Экологические последствия разливов // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 12. – С. 91–94.

4. Разливы нефти: почему они случаются так часто и можно ли их предотвратить // РБК Тренды. www.http//trends,rbc.ru (обращение: 05.06.2023).

6. Савенок В.Е., Ковалевская Н.А., Марущак А.С. Технологии улавливания и сбора нефтенасыщенных сорбентов с очищаемых поверхностей // Вестник Витебского государственного технологического университета. – 2015. – № 29. – С. 108 –112.

7. Самойлов Н.А, Хлесткин Р.Н., Шеметов А.В., Шаммазов А.А Сорбционный метод ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. М: Химия. – 2001.– 189 с.

8. Фокина Н.Ф. Перспективы использования сорбентов различной модификации при очистке природных сред от нефтепродуктов в условиях Кольского Севера // Вестник МГУ. – 2019. – Т. 22. –№ 1. – С. 101–108.

9. Мещеряков С.В., Еремин И.С., Зайцева Е.А. Применение сорбирующих материалов при ликвидации последствий разливов нефти // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2020. – № 2 (293). – С. 21–25.

10. Гребенкин А.Н., Аким Э.Л., Гребенкин А.А., Пекарец А.А., Демидов А.В. Волокнисто-минеральные отходы целюлозно-бумажного производства как сорбенты для разлитых нефтепродуктов // Химические волокна. – 2021. – № 2. – С. 28–33.

11. Консейсао А.А.-да, Самойлов Н.А. Исследование капиллярного подъема нефти и нефтепродуктов в сорбенте «DULROMABSORB» // Башкирский химический журнал. – 2007.– Т. 14, № 4, с. 66–69.

12. Самойлов Н.А., Иорданский А.Л., Ольхов А.А., Консейсао А.А.-да. Анализ работы волокнистых сорбентов для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов // Башкирский химический журнал. – 2020. – № 3. – С. 52–61.

13. Фонарева К.А. Моделирование процесса сорбции нефтепродуктов на элементарном волокне // Нефтегазовае дело. – 2017. – Т. 15. – № 1. – С. 216–220.

14. Терра Экология – современные решения в промышленной экологии. Продукция для ЛАРН и очистки сточных вод. Каталог продукции 2023. – Москва. – 2023.

15. Консейсао А.А.-да. Сравнение поглощающих свойств абсорбента «DULROMABSORB» и промышленных органических абсорбентов для очистки разливов нефти // Материалы VI Международной научной конференции «Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения), Уфа. 17 ноября 2021. – Уфа. – 2021. – С. 315–316.

16. Хлесткин Р.Н., Самойлов Н.А., Осипов М.И., Чичирко О.П. Технология сбора нефти с места аварийного разлива при помощи макропористого технического углерода // Нефтяное хозяйство. – 2005. – № 11.– С. 111–113.

17. Samoilov N.A., Khlestkin R.N., Osipov M.I., Chichirko O.P. Formation of Carbon Sorbent and Oil in Removal Consolidated Bed of Spilled Oil // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2004. – V. 77. – № 2. – P. 327–332.

18. Решняк В.И. Опыт организации и использования технических средств для ликвидации аварийных разливов нефти // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. – 2018. – Т. 10. – № 2. – С. 287–299.

19. Маценко С.В., Волков Г.Г., Волкова Т.А. Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов на море и внутренних акваториях. Расчет достаточности сил и средств: методические рекомендации. Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова. – 2009. – 78 с. – 2013. – № 3. – С. 83–86.

20. Рекомендации по применению технических средств при ликвидации последствий разлива нефтепродуктов. ФГБУ Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (Федеральный центр науки и высоких технологий). – Москва. – 2020.– 33 с.

21. План по предупреждению и ликвидации разливов нефтепродуктов, газового конденсата на объектах ЗАО «Пургаз». – Губкинский. – 2020. – 361 с.

Статья «Особенности сорбционного метода сбора нефти при аварийных разливах » опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№7, Июль 2023)

При добыче нефти и газа нередко возникают негативные ситуации в виде газонефтеводопроявлений (ГНВП). Они требуют не только своевременного обнаружения, но и оперативного, а главное — правильного устранения с использованием наиболее эффективных методов (мероприятий).

Регулирование, проведение и предупреждение газонефтеводопроявлений (ГНВП) — одни из ключевых задач, которые приходится решать, занимаясь добычей нефти и газа.

Поэтому, в специализированных учебных заведениях строительным законодательством предусмотрены целенаправленные программы, предусматривающие углубленное освоение этой темы.

Здесь изучаются не только виды, признаки и причин таких проявлений, но и возможные методы (мероприятия) по предотвращению, проведению и ликвидации.

Что это такое?

Газонефтеводопроявления (ГНВП) — одновременное проникновение газовой среды и/или нефтяных флюидов через швы (структуру) стенок колонны внутрь скважины либо наружу во внешнее пространство.

Обычно они возникают при проведении капитального или текущего ремонта, требуя немедленного устранения.

Проблема актуальна на участках с высоким пластовым давлением, особенно при значительном заглублении забоев, а также при проведении работ бурильщиками или ремонтниками низкой квалификации, которые не прошли обучение по строительству или повышение квалификации по этой теме.

Разновидности негативных проявлений

В зависимости от состояния флюидов существует три разновидности негативных проявлений при освоении скважин:

Причины ГНВП

Ситуации, из-за которых происходят ГНВП при выполнении ремонта скважин, можно условно разделить на две категории субъектные (личностные) и объективные (естественные).

В первом случае предполагается неграмотное планирование и выполнение работ. Обычно такое случается, когда разработкой проекта, проведением строительства или капитального ремонта занимаются специалисты низкой квалификации.

Из-за неправильных расчетов или действий нередко создается недостаточный напор раствора, что вызывает продавливание соединительных швов колонны под действием более высокого внешнего давления или наоборот.

В числе естественных причин появления ГНВП могут быть такие моменты:

Большую часть перечисленных выше причин можно исключить, если обновлять знания и проходить повышение квалификации по программе «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтеводопроявлениях (ГНВП) в процессе бурения и освоения скважин».

Типичные признаки ГНВП

Характерным показателем начала развития негативных проявлений является присутствие в потоке промывочной жидкости газовой среды, которая заметно увеличивается в объеме.

Дополнительными признаками ГНВП также могут быть:

Какие мероприятия необходимо разработать для проведения (предупреждения) ГНВП?

Существует несколько методов для проведения, предупреждения (предупреждения) ГНВП. Их выбор определяется после определения и анализа причин возникновения негативной ситуации.

Ступенчатое глушение

Применяется, если давление перед дросселем или возле башмака выше допустимого значения. Для ликвидации проводится цикличное открытие дросселя в пиковый момент с одновременной промывкой скважины. Циклы повторяют до полного устранения признаков ГНВП.

Раздельное глушение

Вымывание флюида раствором, который был при выявлении ГНВП. Одновременно готовится новая жидкость заданной плотности. На первом этапе глушится скважина, а на втором — заменяется раствор.

Растянутое глушение

Сначала вымывается флюид той же жидкостью, а затем раствором увеличенной плотности. Метод используется при отсутствии емкостей для одновременного приготовления промывки в нужном объеме. Поэтому, ликвидация проявлений растягивается по времени.

Ожидание утяжеления

При выявлении признаков ГВНП останавливается добыча с перекрытием скважины. Затем готовится промывка заданной плотности при одновременном поддержании давления, идентичного пластовому напору. Благодаря этому, предотвращается проявление, флюиды не всплывают на поверхность.

Проект по ликвидации сложных аварий по принципу раздельного сервиса на месторождениях ПАО «ЛУКОЙЛ»

В современной практике ПАО «ЛУКОЙЛ» ликвидация внутрискважинных аварий входит в зону ответственности организаций, осуществляющих капитальный ремонт скважин (КРС). При этом ремонтные бригады, как правило, используют стандартный набор аварийного оборудования, а расчет нагрузок производит мастер в соответствии с техническими регламентами и руководством по эксплуатации инструмента. Этого вполне достаточно для работы на скважинах глубиной до 3,5 км, однако, если речь идет о сложных авариях (полет/прихват внутрискважинного оборудования (ВСО) или инструмента в скважинах глубиной свыше 3,5 км, с большим отходом от вертикали, с участками с большим темпом набора кривизны), такой подход показывает низкую эффективность. Специалисты ПАО «ЛУКОЙЛ» применили новый подход к ликвидации сложных аварий, который предполагает индивидуальный подход к каждой аварийной скважине, распределение ответственности между подрядчиками в процессе ликвидации аварий, а также повышение доступности и качества противоаварийного оборудования, инструмента и сервиса. В настоящей статье представлен опыт применения данного подхода на месторождениях ПАО «ЛУКОЙЛ». В дальнейшем для реализации предложенного подхода планируется создать центр компетенций по ликвидации аварий.

Инженерная практика №07-08/2023

Меркурьев Константин Константинович Менеджер управления скважинных операций ПАО «ЛУКОЙЛ»

Безносиков Андрей Николаевич Руководитель группы ремонта скважин ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»

Инженерная практика

Повышение надежности эксплуатации трубопроводов Новые методы профилактики осложненийПовышение эффективности эксплуатации мехфондаОптимизация контроля работы скважин

Методика подбора трубной продукцииСтендовые испытания защитных покрытий НКТИмпортозамещающее оборудования для БПДНовые подходы к работе с ПЗПТехнология создания жидкости ГРП

Производственно – техническая отраслевая Конференция

Защита оборудования объектов переработки, хранения, транспорта и логистики от коррозии.

19-21 марта 2024 года, г. г. Петергоф (Санкт-Петербург)

ООО «Инженерная практика» приглашает Вас и Ваших коллег принять участие в производственно – технической отраслевой Конференции «Коррозия ‘2024: Защита оборудования объектов переработки, хранения, транспорта и логистики от коррозии. Новейшие технические решения и материалы». Мероприятие планируется провести с 19 по 21 марта 2024 года в очном формате в городе Петергоф. Место проведение – зал «Петергоф» гостиницы «Новый Петергоф» (Санкт-Петербург, Петергоф, Санкт-Петербургский проспект, 34). Организатор – ООО "Инженерная практика". Серебряные спонсоры – ООО «ТАЛАТУ» и ООО «Пигмент-Холдинг». Спонсор – ООО «ИПЦ».

Капитальный ремонт скважин, Строительство скважин

Тренинг-курс (программа "Наставник")

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах ‘2024

12-14 марта 2024 г., г. Пермь

ООО «Инженерная практика» в рамках программы «Наставник» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Трехдневный тренинг-курс будет проводиться в рамках авторского курса С. Балянова. Количество участников ограниченно (группа курса не более 24 человек). Приглашаем к участию.

Нефть и газ оказались гораздо опаснее для будущего человечества, чем принято считать. После добычи этого топлива на планете остаются миллионы заброшенных скважин, большинство из них не закрыты должным образом, начинают протекать и на протяжении десятков лет отравляют окружающую среду. Герметизация колодцев стоит дорого, и далеко не все компании могут позволить себе такие траты. Спасением от катастрофических последствий могут стать углеродные кредиты, однако эксперты сомневаются в эффективности этого инструмента из-за недостаточной регуляции. Скрытая угроза — в материале «Ленты.ру».

Выкачали и бросили

О масштабах проблемы в основном приходится судить на примере США и Канады — среди крупнейших производителей нефти и газа только эти две страны обнародовали близкие к реальным данные.

Только в США, по оценкам национального Агентства по охране окружающей среды (United States Environmental Protection Agency, EPA), находится 3,7 миллиона бездействующих нефтяных и газовых скважин. Они расположены повсюду — от живописных пригородов Лос-Анджелеса до трейлерных парков в Пенсильвании, и их количество увеличивается буквально каждый день. Многие из этих колодцев негерметичны и выделяют огромные объемы метана — парникового газа, который в краткосрочной перспективе опаснее для планеты, чем углекислый.

заброшены в США

На федеральном и региональном уровнях в США требуют, чтобы нефтегазовые компании закрывали скважины после прекращения добычи, но часто этого не происходит. Дело в том, что предприятия гонятся за прибылью, а скважина приносит больше всего денег в первые пару лет существования. Когда добыча начинает снижаться, нефтяные гиганты продают нерентабельную точку более мелким компаниям. В 2021 году выбросы метана от заброшенных скважин в США были эквивалентны 8,2 миллиона тонн углекислого газа. Этот примерно так же вредно для планеты, как выбросы от 1,8 миллиона автомобилей.

На момент полного прекращения выкачивания нефти или газа скважина, как правило, уже принадлежит крошечной организации, которой не хватает средств, чтобы закрыть ее по всем правилам. В результате, по данным EPA, около половины всех заброшенных нефтяных и газовых колодцев в США оказываются не опломбированными.

В Канаде известно о 120 тысячах незакрытых скважин в провинциях Альберта и Саскачеван. Самые старые из них использовались в период Первой мировой войны. В течение века эти скважины в среднем выпускали в атмосферу по 16 тысяч тонн метана ежегодно. Это значение эквивалентно 545 тысячам тонн углекислого газа — столько за год выделяют 237 тысяч автомобилей. В канадском законодательстве прописан принцип «загрязнитель платит»: это значит, что платить за закупорку колодцев и уборку прилегающей территории должны владеющие ими компании. Однако точные сроки проведения работ не указаны, и энергогиганты этим пользуются — затягивают работы или, как в США, передают бездействующие скважины неплатежеспособным фирмам.

Другие лидеры по добыче нефти и газа — Россия, Саудовская Аравия и Китай — не обнародуют достоверных данных о количестве заброшенных скважин. В 2021 году в России сообщалось о 26 тысячах бездействующих колодцев с нефтью. Однако сложно верить в реальность таких оценок, учитывая, что ежегодно в стране появляется 6-7 тысяч новых нефтяных скважин. По газовым скважинам информация не раскрывается.

Трудности учета заброшенных точек добычи во многом связаны с тем, что вести его начали всего около 20 лет назад. Дополнительно усложняет ситуацию тот факт, что огромное количество скважин появилось во времена СССР. Во время приватизации в 1990-х годах их не включили в состав компаний-недропользователей — сейчас они остались бесхозными и давно никем не контролируются.

Бомба замедленного действия

Экологи называют заброшенные нефтяные и газовые скважины бомбами замедленного действия. Они уходят на сотни метров под землю и выделяют метан — парниковый газ, который за 20 лет может нанести в 86 раз больше урона экологии планеты, чем углекислый газ.

Эксперты отмечают, что даже правильно ликвидированные скважины могут сильно навредить планете. Колодцы состоят из стали и бетона, которые со временем приходят в негодность: цементные стяжки начинают разрушаться, а колонны и устьевое оборудование подвергается коррозии.

сделает непригодными для жизни и питья 25 литров воды

В результате случаются разливы нефти и возникают газовые фонтаны — это наносит серьезный ущерб природе, инфраструктуре, здоровью людей и сельскому хозяйству. Многие опасные скважины в России расположены на берегу водоемов, что представляет дополнительную угрозу для всего живого: одна капля нефти способна сделать неблагоприятной для существования средой 25 литров воды.

Из-за большого количества бездействующих точек добычи нефти и газа часть территорий страны пора объявлять зонами экологического бедствия, считают специалисты. Под угрозой, например, находятся Дагестан, Новая Шешма и Сахалин.

Однако опасность существует и для других регионов. Так, в 2016 году крупный разлив нефти из заброшенной и закрытой скважины произошел в поселке Виноградный под Анапой. Последствия оказались губительными для сотен птиц — цапель, бакланов, уток, фазанов и краснокнижных ястребов. По словам местных жителей, топливо регулярно вытекает здесь на поверхность, поэтому не исключено повторение катастрофы.

Безопасность влетит в копеечку

Чтобы «обезвредить» скважину, нужно залить в нее несколько тонн цемента, обеззаразить прилегающую землю, высадить новые растения и провести аэрацию почвы. После этого нужно регулярно проверять территорию на предмет утечек метана.

Стоят такие работы недешево — в США за одну скважину придется заплатить от 20 тысяч до 150 тысяч долларов (1,8-13,5 миллиона рублей). В Канаде оценивают масштабы работ по всей стране в 272 миллиона долларов США и прогнозируют, что к 2025 году стоимость их вырастет более чем в три раза. В России в 2019 году говорилось, что ликвидация старых колодцев обойдется в 100-300 миллиардов рублей. Более актуальные данные не раскрывались.

Одним из способов решения проблемы могут стать добровольные углеродные кредиты. Этот механизм похож на более распространенные в мире системы торговли квотами; отличие в том, что ни на международном, ни на национальном уровне не установлен предельно допустимый уровень выбросов. Загрязняющие воздух компании приобретают специальные инструменты (называемые кредитами) у других фирм или профильных экологических организаций. Предполагается, что отданные за эти кредиты средства пойдут на финансирование инициатив по устранению вредного воздействия на окружающую среду. Таким образом, например, энергетические гиганты могут снизить негативный эффект произведенных ими вредных выбросов, от которых не могут избавиться самостоятельно.

Однако эксперты сомневаются, что углеродные кредиты станут эффективным инструментом для решения проблемы заброшенных скважин. Прежде всего, это может лишить компании мотивации внедрять более безопасные для планеты технологии — они будут полагаться на делегированные другим организациям компенсационные мероприятия.

Кроме того, по словам специалистов, трудно точно смоделировать объемы утечек из незакрытых колодцев, и могут быть другие способы компенсировать ущерб, который они наносят, помимо закупорки цементом и рекультивации земель. При этом есть риск, что энергогиганты выберут дешевые, но бесполезные или некачественные схемы. По оценкам Bloomberg, так уже поступили десятки крупных корпораций в США, заплатив за способы, которые эксперты признали неэффективными.

В числе подобных методов — компенсация выбросов парниковых газов за счет высаживания новых деревьев. Делом в том, что растениям необходимо около ста лет, чтобы стать полноценным средством улавливания углерода, поэтому ощутимо нейтрализовать выбросы и сдержать глобальное потепление в краткосрочной перспективе не получится.

Существует также риск лесных пожаров, при которых накопленный деревьями углекислый газ в огромных объемах возвращается в атмосферу. Кроме того, компенсация эмиссии за счет восстановления лесов может усугубить проблему голода и бедности в мире. Чтобы улавливание было эффективным, придется высаживать очень много деревьев, в том числе на предназначенных для сельского хозяйства землях. На этом фоне могут резко вырасти цены на продукты, из-за чего усилится продовольственный кризис в развивающихся странах.

Некоторые эксперты убеждены, что герметизировать заброшенные нефтяные скважины не стоит, так как из них еще можно добывать топливо, — лучше реанимировать старые колодцы, чем бурить ежегодно тысячи новых. Для этого есть несколько способов. Так, российский академик Вячеслав Селяков предложил пропустить через продуктивные нефтяные пласты электрический ток, чтобы поднять со дна залежи топлива и восстановить его выкачивание. Эту технологию ученый помог внедрить как в России — в Краснодарском крае, так и в Китае, Ливии и Венесуэле. Однако позже более 300 брошенных скважин в Кубани решили зацементировать, хотя каждая из них могла бы давать полтонны нефти ежедневно.

Другой способ добывать нефть из старых скважин — закачать в них воду, чтобы топливо из недр на поверхность начал поднимать водный поршень. Когда эта мера перестает работать, прибегают к третичным методам повышения нефтеотдачи — например, нагнетанию газа или закачке химических реагентов. Как правило, энергетическим компаниям делать это непросто и дорого, поэтому они предпочитают отказаться от таких скважин, а миллионы тонн нефти остаются под землей и ставят под угрозу дальнейшее существование человечества.

Экологические требования во время выполнения работ, связанных с использованием углеводородного сырья и его продуктов, описаны в следующих правовых документах:

Ответственность за разлив нефти

Предоставление заведомо ложных данных или информации о плане предотвращения и ликвидации разливов нефтепродуктов и аналогичных случаев может повлечь за собой наказание в виде административного штрафа:

При повторном нарушении предусмотрены более строгие наказания:

Неинформирование о случаях разлива нефтепродуктов также подвергается штрафам:

Повторное нарушение этого вида приводит к более суровым наказаниям:

План ликвидации разливов нефти

При разливе нефти и нефтепродуктов необходимо разработать индивидуальный план по устранению разливов нефтепродуктов. Подтверждение о готовности предприятия предоставляется после успешной прохождения практических учений, с последующим положительным решением со стороны Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС).

В случае вынесения отрицательного решения, компания обязана устранить выявленные недочеты и повторно пройти комплексные учебные мероприятия. Каждые три года регулярно планируются проведения учений, вне зависимости от статуса утвержденного плана.

План предотвращения и устранения разливов нефтепродуктов должен содержать следующие компоненты:

*Обязательные дополнения к плану ликвидации разливов нефти:

Мероприятия по ликвидации разлива нефти

Процедура ликвидации нефтяных разливов и связанных с ними продуктов (ПЛРН) включает в себя пять последовательных этапов:

Механическая ликвидация

Может осуществляться с использованием специализированной техники или даже вручную в случаях чрезвычайных ситуаций. Среди специальных устройств наиболее распространены скиммеры-нефтесборщики, которые способны эффективно улавливать до 99% нефтепродуктов с поверхности воды.

Скиммеры имеют преимущество в небольшом размере и весе, что позволяет оперативно установить их даже в ограниченных пространствах.

Собранные с помощью скиммера нефтепродукты могут быть переработаны и использованы повторно, особенно если речь идет о ГСМ.

Суть метода: отделение нефтепродукта от воды и возможность дальнейшей переработки и использования.

Термическая ликвидация

Метод термической ликвидации применим в ситуациях, когда слой нефтепродукта еще не смешался с водой или почвой.

Проводить выжигание нефти следует на безопасном расстоянии от зданий, растительности и других пожароопасных объектов. Для использования этого метода требуется согласование с МЧС, чтобы избежать возникновения дополнительных опасных ситуаций.

Перед термической ликвидацией разлива на воде необходимо провести обвалование нефти с помощью нефтеудерживающих бонов. Это позволит предотвратить распространение нефти и ее возгорания по водной поверхности, что облегчит работу ликвидаторов.

Суть метода: выжигание поверхностного нефтяного слоя.

Физико-химическая методика

Физико-химический метод сбора нефтепродуктов является одним из наиболее эффективных и безопасных подходов. В данную категорию входят:

Суть метода: сорбент наносится на загрязненный участок воды или почвы, после чего сорбент поглощает нефтепродукты.

Особенно эффективными являются сорбенты из торфяного сфагнового мха, способные биоразлагать нефть, что позволяет избежать необходимости сбора и утилизации.

Эти сорбенты не впитывают воду, что делает их идеальным выбором для сбора нефтепродуктов с водной поверхности. Процесс быстр, удобен и экологически безопасен.

Биологическая ликвидация

Метод биологической ликвидации основан на использовании специальных бактерий и грибков, которые питаются нефтью, превращая ее в воду и углекислый газ. Эти микроорганизмы способны поглощать килограммы нефтепродуктов за короткий период времени.

Биопрепараты для ликвидации разлива нефтепродуктов успешно работают даже в сложных условиях, где другие методы неэффективны. После их применения нет необходимости в утилизации остатков нефти.

Суть метода: дополнительные меры, в процессе которых микроорганизмы способствуют декомпозиции загрязнителя до более простых соединений.

Где обучить специалиста

Институт ЕВИДПО предлагает более 10 курсов по нефтяной и газовой промышленности. Пройти обучение можно в любое удобное для Вас время, документы отправим на почту!

Есть несколько типовых программ:

Типовая программа

Обучиться можно дистанционно. Длительность обучения 252 часа.

Наш пример диплома:

Обучиться можно дистанционно. Длительность обучения 72 часа.

Наш пример удостоверения о повышении квалификации:

Итоги

Разлив нефтепродуктов представляет собой одну из наиболее сложных задач в области экологии, так как нефть состоит из разнообразных углеводородов, включая тяжелые и летучие компоненты. Ликвидация аварий с нефтепродуктами сосредотачивает свое внимание прежде всего на ограничении распространения нефтяных пятен, чтобы предотвратить дальнейшее расширение зоны загрязнения.

В процессе ликвидации разливов нефтепродуктов все собранные материалы, а также смесь нефти и воды, направляются в специальные резервуары или танкеры, а затем отправляются на переработку.

Термин "разлив" подразумевает выпуск нефти и нефтепродуктов на поверхность почвы, водные ресурсы, береговую зону рек и другие водоемы.