лекция 4

Воздействие на гидросферу при освоении шельфовых месторождений
2020
Нефтяное загрязнение является одним из ведущих факторов антропогенного воздействия на водные экосистемы. Ежегодно в Мировой океан попадает по разным оценкам от 0,5 до 11 млн. т нефти и нефтепродуктов.
НО
аварийные разливы, вызванные добычей и транспортировкой, не являются главным источником загрязнения Мирового океана. Их вклад составляет менее 10% от суммарного потока углеводородов в морскую среду.
Первый по значимости (около 50%) канал поступления нефти имеет природное происхождение и объясняется в основном с ее выходом из трещин и разломов морского дна.
Порядка 30% от общего нефтесодержания связано с судоходством.
Сюда входят как штатные операции (сброс льяльных и балластных вод, очистка судов и др.) так и аварийные ситуации, и нелегальные сбросы судовых нефтяных отходов.
Нефтедобывающие и отгрузочные платформы являются своего рода стационарными судами. С аналогичными системами и подчиняющиеся морскому законодательству.
Подробно на устройстве нефтяной платформы останавливаться не буду, но, если Вы не знакомы с подобными объектами, рекомендую посмотреть видеоролик с ютуб-канала "Дневник моряка" на эту тему
Основные виды воздействия на гидросферу
Как воздействуем?
водопотребление
водоотведение
загрязнение сбросами
сброс грунта при строительстве
загрязнение вод топливом и ГСМ
электромагнитное и шумовое воздействие
попадание в морскую среду продуктов коррозии и гидролиза техногенных материалов
теплообмен между искусственными сооружениями и морской средой
забор морской воды для эксплуатационных и хозяйственных нужд
Какие же системы на платформе предназначены для производства, потребления и хранения воды?
Системы на платформе
система забора и сброса забортной воды
система перекачки балластных вод
система подготовки (очистки) нефтесодержащих вод
система закачки воды в пласт
система открытых и закрытых дренажных стоков
система очистки хозяйственно-бытовых стоков
Система забортной воды
Предназначена для балластировки платформы, для закачки воды в систему ПДД, охлаждение бурового и технологического оборудования, приготовление бурового раствора, для санитарных нужд
Для подъема забортной воды на платформу в технологической схеме имеются насосы, рассчитанные на суммарную потребность в забортной и балластной воде.
Забортная вода очищается фильтрами грубой очистки, которые должны удалять до 98 % частиц размером более 80 мкм.
Для борьбы с морской растительностью и микроорганизмами нередко предусматривают два комплекса обработки воды в том числе гипохлоритом натрия (1,5-3,5 ppm) для предотвращения развития водорослей.
Отфильтрованная вода подается ...
  • в буровой модуль
  • к индивидуальным потребителям (насосы пожарной воды, установка производства азота и др)
  • в установки по производству питьевой воды
  • в систему закачки воды (через охладители)
  • в балластную систему
  • в охладители технологических и вспомогательных систем
Система балластной воды
Стабилизированные нефти как правило какое то время хранятся в емкостях-хранилищах на платформах. На платформах нередко предусматривают систему «влажного» хранения нефти, что предусматривает постоянное заполнение емкостей жидкостью.
Эта же система выполняет и функцию обеспечения устойчивости основания с целью противодействия внешним (волновым и ледовым) нагрузкам.
Подобная технология реализована на платформе "Приразломная", расположенной в Баренцевом море и предназначенной для бурения скважин, добычи, подготовки, хранения и отгрузки нефти в танкеры.

С состав системы балластной воды входят
Манифольды подачи и отвода балластной воды
Напорная емкость балластной воды
Насосы откачки воды
«Да-да, как и на судах»
О.К.
Использование забортной воды на этапе бурения
  • для приготовления бурового раствора
  • для промывки установки нефтесодержащих вод и системы открытого дренажа
  • для охлаждения оборудования установки производства азота и дренажных насосов
  • в системе закачки воды
Система закачки воды
Состоит из...
  • блок деаэрации
    предназначенный для удаления растворенного кислорода из балластной и забортной воды механическим способом с помощью методов вакуумной деаэрации на первой стадии, затем путем добавления поглотителей кислорода с целью понижения концентрации кислорода до 10 частей на млрд
  • блок тонкой очистки балластной и забортной воды
    рассчитанный для удаления до 98% твердых частиц размером больше 10 мкм
  • дожимные насосы
    подающие деаэрированную воду к главным насосам закачки воды
  • насосы закачки воды (водонагнетательные насосы)
Деаэрированная вода смешивается с промысловой водой до главных водонагнетательных насосов.
Для борьбы с ростом микроорганизмов, а также для предотвращения пенообразования в деаэраторе, образования отложений и засорения скважинного оборудования, используются сертифицированные химические вещества.
Пресная вода также используется для приготовления бурового, цементажного, кислотного и других растворов, а также для обмыва оборудования бурового комплекса.
Система пресной воды
Система бытового водоснабжения обеспечивает подачу питьевой воды к потребителям жилого и вспомогательного модулей
Нормирование

Сточные воды, образующиеся на буровых платформах при бурении морских скважин, используемые в оборотном водоснабжении, классифицируются согласно РД153-39-031-98, или Руководящему Документу «Правила охраны вод от загрязнения при бурении скважин на морских нефтегазовых месторождениях», утвержденному Минтопэнерго РФ 20 марта 1998 года.

Согласно этому документу они подразделяются по вторичному использованию и утилизации на


  • оборотные
  • и нормативно-очищенные сточные воды.
В первую категорию
входят условно-чистые стоки, применяемые в компрессорных системах охлаждения.
Ко второй категории относятся
производственно-дождевые воды,буровые стоки,маслонефтесодержащие стоки, очищенный буровой раствор, закачиваемые в пласт очищенные буровые стоки и подготовленная морская и пластовая вода,а так же сбрасываемые в водный объект хозяйственно-бытовые стоки.
  • Производственно-дождевые воды
    представляют собой дождевые воды, образующиеся в результате смыва атмосферных осадков с загрязненной поверхности нефтяной платформы. Для сбора дождевой воды нефтяные платформы должны быть покрыты герметичным настилом, оборудованным коллекторной системой для сбора осадка, который после очистки поступает в систему оборотного водоснабжения.
  • Маслонефтесодержащие
    стоки образуются при смешивании воды с нефтепродуктами в местах протечек горюче-смазочных материалов и обслуживания оборудования нефтепромысла.
  • Пластовые
    воды представляют природные воды, отличающиеся высоким солесодержанием, которые выкачиваются вместе с нефтью
  • Хозяйственно-бытовые сточные воды
    происходят из санитарно-гигиенического и пищевого блока.
При нормальных эксплуатационных режимах платформы основным источником опасных открытых стоков будет смыв, дождь и протечки из технологического оборудования. Для их надежного сбора и удаления существует система открытых и закрытых дренажей.

Для выполнения указанных требований по сбросу предусмотрена установка специального дополнительного оборудования
читать конвенцию
Вот тут и ваше домашнее задание: Рассмотреть и описать способы и технологии очистки вод на платформе ( 5-7 технологий). Это исключительно важный вопрос, так как вода нужна не только для технологического процесса, но и для жизнеобеспечения экипажа. Тут можно ответить, что только потребление хоз.быт.воды на одного члена экипажа в сутки составляет около 250 л.
О.К.
РД153-39-031-98 регламентируется и качество очистки производственных и производственно-дождевых сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения.

В соответствии с ними содержание
  • нефтепродуктов в очищенных стоках должно составлять не более 15 мг/л,
  • взвешенных веществе – не более 20 мг/л,
  • показатель БПК полн не более 20 мг/л,
  • солесодержанием не более 2000 мг/л и рН в диапазоне от 6,5 до 8,5.
СанПиН 4631-88 «Санитарные правила и нормы охраны прибрежных сточных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения»
Согласно СанПиН 4631-88 пункту 4. «Требования к охране морских вод при хозяйственной деятельности», подпункту д), показатели сбрасываемых очищенных сточных вод, образующихся при бурении скважин для добычи нефти и газа, эксплуатации платформ и судов, кроме прошедших очистку и обеззараживание на судовых установках, должны составлять
50 мг/л по БПК5 и
100 мг/л по взвешенным веществам.

Сбрасываться они должны только при условии их не смешивания со сточными и водами производственного происхождения.
— Пластовая вода, извлекаемая из месторождений вместе с нефтью, представляющая собой эмульсию типа «вода в масле», отделяется с помощью сепарации. Она должна быть очищена для закачки в пласт. В том и другом случае она должна быть предварительно подготовлена. Следует отметить, что сброс нефтесодержащих сточных вод, кроме пластовых, разрешен только при концентрации в них нефти не более 15 мг/л и за пределами российских территориальных вод.
Водонефтяная эмульсия
— Пластовые воды в соответствии с ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству», должны содержать не более, чем 15 или 20 мг/л нефти, при условии ее наличия в виде эмульсии не более, чем 5 мг/л. Концентрация взвешенных веществ в этих водах должна составлять не более, чем 15 мг/л фракции размерами до 10 микрон.
как не допустить утечек и загрязнения?
Системы предупреждения загрязнения водных объектов
К мероприятиям по охране гидросферы от загрязнения и истощения относятся
  • внедрение природоохранных технологий, очистных установок
  • предотвращение загрязнения гидросферы при авариях
  • внедрение систем сбора всех сточных вод
  • предупреждение аварийных ситуаций
  • предотвращение загрязнения гидросферы горюче-смазочными материалами
  • конструктивные решения
Конструктивные решения
  • применение закрытой дренажной системы опасных стоков
  • применение открытой дренажной системы опасных стоков, предназначенной для нефтесодержащей воды, поступающей через дренажные отверстия настилов
Например: Для предотвращения загрязнения окружающей среды при заправке, опорожнении гидросистемы или сливе протечек все емкости рабочей жидкости оборудованы запорными клапанами, позволяющими производить подачу и слив жидкости по присоединенным к ним шлангам.
На этом, пожалуй, остановимся. И на следующем занятии узнаем, как контролируют сбросы загрязненной воды и состояние морских и пресных поверхностных вод в рамках ПЭМ и ПЭК на нефтяных объектах.
О.К.
Made on
Tilda