Справочные материалы по нефти и газу

ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕДОБЫЧИ

CПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ для специалистов, рассматривающих проектные документы по РАЗВЕДКЕ И ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ПРИРОДНОГО ГАЗА на предмет их соответствия экологической политике

© Background for NEPA reviewers: crude oil and natural gas exploration, development and production. Подготовлено для: US Environmental Protection Agency (EPA) и Science Applications International Corporation / Разъяснение терминов дается в СЛОВАРЕ

ВВЕДЕНИЕ

Основная задача этого документа - помочь сотрудникам Агентства по Охране Окружающей Среды США (EPA) при подготовке документов в процессе выработки замечаний в соответствии с Национальным Законом по Экологической Политике (NEPA), при рассмотрении предложений по разведке месторождений нефти и газа, подготовке месторождений к эксплуатации и по добыче нефти и газа на федеральных территориях. В соответствии с NEPA и Разделом 309 Закона о Чистоте Воздуха (CAA), EPA рассматривает и высказывает свои замечания по любым действиям федеральных агентств, которые оказывают существенное воздействие на окружающую среду. Этот документ был разработан, чтобы помочь сотрудникам EPA при рассмотрении тех вопросов, которые наиболее характерны для деятельности по добыче нефти и газа во время выработки замечаний в соответствии с NEPA/Разделом 309 CAA. И наконец, этот документ рассчитан также на то, чтобы помочь операторам планировать свою деятельность на федеральных землях и помочь федеральным руководителям в области землепользования при подготовке Заявлений по Воздействию на Окружающую Среду (EIS).

Этот документ не разрабатывался как всестороннее руководство, в нем основное внимание уделяется главным соображениям, которые учитываются EPA (поверхностные и подземные воды, воздух, экосистемы, чувствительные приемники) в той мере, насколько эти вопросы связаны с нефтью и газом. В нем не повторяются заново традиционные соображения NEPA (воздействие на заливные луга, археологические ресурсы и т.д.), поскольку подобные воздействия могут наблюдаться при осуществлении любого проекта развития. Более того, в этом документе не рассматривается (подробно) риск для здоровья человека, связанный с добычей нефти и газа, поскольку факторы риска в значительной мере зависят от конкретных объектов. И наконец, рассматриваются только наземные операции, прибрежные операции бурения и добычи не рассматриваются.

Этот документ построен таким образом, чтобы предоставить общее описание операций на промплощадке, потенциальный экологический эффект каждой такой операции, возможные меры предотвращения/снижения такого эффекта и типы вопросов, которые можно использовать как составную часть реагирования Агентства. EPA отдает себе отчет в том, что каждая операция по добыче нефти и газа и каждое Заключение по Воздействию уникальны. Таким образом, при рассмотрении может потребоваться провести дополнительный анализ, чтобы полнее оценить влияние проекта. Рассматривающему лицу не следует полагаться исключительно на этот документ как на исчерпывающий перечень потенциальных видов воздействия или сфер, которые следует охватить в документах NEPA. Те отдельные операции, которые рассматриваются, включают области, которые в целом оказывают значительное воздействие на окружающую среду. К этим операциям относятся: резервные амбары, обращение с буровыми растворами/обломками породы, удаление добываемой воды, строительные конструкции на промплощадке скважины и строительство дорог, системы сбора продукции (резервуары и трубопроводы) и производственные операции.

РАЗВЕДКА И ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА: ОБЩИЙ ОБЗОР

Разведка месторождений и добыча нефти и газа включает все виды деятельности, связанные с поиском месторождений и добычей жидкой нефти и газа из недр Земли. Нефть и природный газ обнаруживаются почти исключительно в осадочных породах, они накапливаются в геологических структурах, называемых ловушками, где непроницаемые породы верхнего слоя препятствуют дальнейшей миграции жидкости. Количество нефти, находящейся в такой ловушке может варьировать от следовых количество до миллиардов баррелей. На суше основные области добычи нефти на территории Соединенных Штатов включают юго-запад страны (включая Калифорнию), средний запад и Аляску, (определенный вклад вносит аренда в Апаллаччах).

Хотя иногда такие ловушки могут располагаться достаточно близко от поверхности и их можно легко обнаружить (например, по просачиванию на поверхность), сейчас при разведке и поиске потенциально богатых месторождений полагаются на современные геофизические методы.

Гравитационная и сейсмическая разведка подземных геологических структур дают косвенные данные о вероятности найти перспективные нефтеносные образования. Этот процесс осложняется тем, что (по меньшей мере на территории США), средняя глубина залегания, на которой можно ожидать найти нефть, постоянно растет, поскольку многие из наиболее близких к поверхности месторождений, как полагают, уже обнаружены.

Если данные геофизической разведки позволяют полагать, что имеются неплохие шансы найти нефть, то операторы получают все необходимые права на участки земли на поверхности и на добычу полезных ископаемых и готовятся к проведению бурения. Если получено разрешение на бурение (оно выдается соответствующим агентством землепользования), то бурят разведывательную скважину. Несмотря на значительные усилия по поиску потенциальных нефтяных месторождений, только в 1 из 7 разведочных скважин удается обнаружить углеводороды, еще меньше доля скважин, в которых находят достаточно большие запасы нефти, чтобы ее добыча была экономически обоснованной. Нефть и газ обычно присутствуют в месторождениях совместно и их вместе и добывают. Кроме того, газ встречается и в отдельных месторождениях, не связанных с месторождениями нефти, которые можно было бы экономически выгодно эксплуатировать. В таких случаях можно добывать природный газ и продавать его, не используя оборудования, которое используется для добычи нефти.

Изменения технологии и рост спроса на природный газ подогрели интерес к альтернативному источнику природного газа - метану угольных залежей. Угольный метан обнаруживается в сорбированном виде в угольных пластах (или абсорбированный), где он удерживается в толще минерала. Хотя все угольные пласты содержат те или иные количества метана, экономически эффективным источником газа могут служить не все угольные залежи. Расчетные запасы метана угольных залежей сейчас приближаются к величине запасов обычного природного газа в США. К основным районам добычи относятся бассейн Сан-Хуан (Колорадо и Нью-Мексико), бассейны Аппалачских гор и Варриор на северо-востоке США (Kuuskraa, V.A., and C.F. Brandenburg, October 9, 1989)

Современное бурение скважин происходит с использованием вращающегося бура, который проходит почву и скальные породы на расчетную глубину скважины. Бур постоянно омывается циркулирующей буровой жидкостью или "суспензией", которая охлаждает и смазывает бур и выносит обломки породы на поверхность. Если бур доходит до требуемой глубины и там не обнаруживается достаточно продуктивных запасок нефти или газа, то скважину необходимо закрыть, а участок бурения законсервировать. Даже если удается обнаружить нефть и/или газ, то скважина может оказаться недостаточно производительной. Если обнаруженный слой не обладает необходимой комбинацией предполагаемого объема, пористости и проницаемости, то лимитирующим фактором может оказаться себестоимость добычи.

Если оператор приходит к выводу, что скважина будет использоваться для добычи, то такую скважину необходимо завершить и подготовить к эксплуатации. В тех случаях, когда месторождение достаточно обширно, то производится бурение дополнительных скважин, (чтобы определить границы месторождения) и вспомогательных скважин, для увеличения объемов добычи на данном месторождении. Поскольку лишь немногие новые скважины на территории США обладают достаточной энергией (давлением) для подачи нефти на поверхность, в скважины опускают погружные насосы и начинается собственно добыча.

Этот первоначальный этап добычи (первичная добыча) может продолжаться несколько лет (или даже многие годы). На этом этапе требуется лишь рутинное обслуживание скважин, которые откачивают нефть на поверхность для доставки на нефтеперерабатывающие предприятия. Однако, по мере того, как нефть извлекается из месторождения, давление в нефтеносных слоях падает, до тех пор пока скважина не перестает давать нефть. Поскольку при этом в нефтеносном слое может оставаться до 70 процентов извлекаемых запасов нефти, то можно воспользоваться дополнительными мерами для повышения давления в пласте (путем контролируемой подачи воды с поверхности в толщу пласта). Закачиваемая вода выталкивает нефть по направлению к скважине. Проекты осуществления такой вторичной добычи или "заводнение" могут потребовать бурения от нескольких до нескольких сот скважин для нагнетания воды по всей территории месторождения, чтобы увеличить срок эксплуатации нефтедобывающих скважин. По большей части для закачки используют воду, которая извлекалась попутно с нефтью (ее отделяют от нефти и снова закачивают в пласт).

Для проведения многих описанных выше работ, нефтяные компании часто привлекают компании по обслуживанию. Эти подрядчики обычно бурят скважины и выполняют другие специальные работы, такие, например, как установку обсадных труб, проведение обследования пласта, работу с отходами и т.д. (см. Рис. 2). Когда скважина или месторождение перестают давать экономически целесообразный выход нефти или газа, то месторождение подлежит консервации (закрытию) и восстановлению. Закрытие промплощадки включает в себя и окончательное решение вопроса об избавлении от (часто весьма значительных объемов) отходов, которые накапливаются в течение периода эксплуатации. При бурении и добыче накапливаются буровые растворы, обломки породы и попутно добытая вода.

Количества буровых растворов и обломков породы отчасти зависят от глубины скважины, эта величина может варьировать от 1000 до более чем 10000 футов. (В среднем в настоящее время бурение производится на глубину порядка несколько менее 5000 футов, при этом расчетное количество отходов составляет порядка 2 баррелей на 1 фут). Наиболее значительным отходом при этом является пластовая вода (ее часто называют попутной водой), которая поступает на поверхность вместе с добываемой нефтью. Объем попутной воды растет по мере старения скважины. Среднее соотношение вода/нефть для нефтяных скважин на территории США составляет около 10 баррелей воды на 1 баррель нефти (хотя этот показатель значительно варьирует для разных частей страны). Помимо этих отходов предприятия по добыче нефти и газа производят также отходы песка и трубной окалины (накипи), отходы, связанные с проведением работ по обслуживанию и закрытию скважины, отходы цемента, нефтяные остатки, отходы, связанные с работой оборудования и химические добавки, используемые для различных применений. Иногда отходы размешают в амбарах на промплощадках. Попутную воду часто закачивают обратно в пласт (либо для вторичной добычи нефти, либо для захоронения). Применяются и дополнительные меры удаления отходов - наземный сброс, выпаривание или сброс в поверхностные водоемы.

В следующем разделе приводится подробное описание эксплуатационных и производственных операций, а также типичные методы работы с отходами, используемые в период эксплуатации проекта.

ЗАКОНОДАТЕЛЬНАЯ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ ОСНОВА

Вопросы, связанные с нефтью и газом, рассматриваются рядом федеральных законов. Как будет показано ниже, требования Национального Закона по Экологической Политике обычно рассматриваются при осуществлении действий по аренде федеральных земель. Кроме того, в некоторых федеральных экологических законах имеются требования, рассчитанные на защиту здоровья населения и окружающей среды. Эти требования применимы к операциям, связанных с нефтью и газом. К ним относятся Закон о Безопасной Питьевой Воде, Закон о Чистом Воздухе, Закон о Ресурсосбережении и Восстановлении Ресурсов (более подробно эти законы рассматриваются ниже). Могут также действовать законы и постановления отдельных штатов, связанные с регулированием в нефтегазовой отрасли, хотя эти законы и постановления и не рассматриваются в настоящем докладе.

Аренда федеральных земель

Работы связанные с добычей нефти и газа на территории Соединенных Штатов, проводятся в соответствии с системой аренды, в рамках которой арендатор выплачивает либо плату за право добычи нефти или газа, либо арендную плату за те арендуемые федеральные земли, на которых добыча не производится.

Закон об Аренде Минеральных Ресурсов 1920 г. [30 Кодекс США (USC) Раздел 180, с изменениями и дополнениями] является тем законом, который регулирует права на сдачу в аренду нефтяных и газовых месторождений на федеральных землях. В соответствии с этим законом, Министр Внутренних Дел отвечает за предоставление аренды и управление арендой нефтяных и газовых месторождений на федеральных землях.

Однако, Министр может предоставить месторождения нефти и газа в аренду на федеральных землях только с согласия Министра Сельского Хозяйства. Далее, все операции на поверхности Земли в связи с арендой нефтяных и газовых месторождений на землях Федеральной Лесной Службы должны быть предварительно разрешены Министром Сельского Хозяйства.

Бюро Землеустройства (BLM) - агентство Министерства Внутренних Дел, которое управляет программой аренды, также, как правило, требует согласия какого-либо другого агентства, которое несет ответственность за управление данным участком федеральных земель (например, Министерство Обороны или Министерство Энергетики), прежде чем оно даст разрешение на аренду месторождений нефти и газа. Однако, BLM не обязательно будет требовать согласия агентств (помимо согласия Министерства Сельского Хозяйства), прежде чем оно даст согласие на выполнение конкретных операций на поверхности Земли после того, как было дано разрешение на аренду.

Регулирующие акты BLM в области управления программами аренды месторождений нефти и газа на федеральных землях можно найти в 43 Кодексе Федеральных Нормативных Документов (CFR) (Часть 3100). Для земель, которые находятся под управлением Национальной Лесной Системы, эти регулирующие акты дополняются также нормативными документами Лесной Службы Соединенных Штатов 36 CFR (Части 228 и 261).

После принятия Закона о Реформе Федеральной Аренды Нефтяных и Газовых Месторождений от 1987 г. (этот закон дополняет Закон об Аренде Минеральных Ресурсов) большинство договоров аренды месторождений нефти и газа на федеральных землях заключаются по результатам тендеров или аукционов в соответствии с нормативным документом 43 CFR (Часть 3110). Представители общественности могут указывать участки земли для включения в списки для продажи в рамках тендеров на аренду или же BLM может указывать такие участки по своей собственной инициативе. Перед тем как участки земли фактически предлагаются под аренду, BLM должно проверить, что эти участки разрешены законом для аренды (т.е. проверить, что они не запрещены для аренды законом) и что эти участки целесообразно сдавать в аренду, и что они административно доступны. Для этого BLM сначала использует План Управления Ресурсами, чтобы определить общую площадь подлежащего аренде участка. Планы Управления Ресурсами охватывают обширные географические территории, они предназначены для того, чтобы давать общее представление по дальнейшему использованию земель, находящихся под управлением BLM, включая указания на то, что определенные территории может быть целесообразно сдавать в аренду для добычи нефти и газа. В соответствии с нормативным документом по планированию BLM в 43 CFR (Части 1600 и 1601), BLM должно провести полномасштабный экологический анализ в соответствии с NEPA перед завершением любого Плана Управления Ресурсами.

Земли, которые в рамках Плана Управления Ресурсами рассматриваются как приемлемые для сдачи в аренду, подлежат дальнейшему рассмотрению BLM перед тем, как они будут включаться в предложения для аренды. Традиционно, BLM не проводит полномасштабного обзора по NEPA для конкретных участков земли до сдачи их в аренду. Вместо этого такой обзор откладывается до момента, когда арендатор требует разрешения на бурение или на проведение других работ, которые нарушают состояние поверхности. (См. 43 CFR 3162.5-1.) Некоторые суды, однако, требуют, чтобы BLM вырабатывало полномасштабную декларацию по воздействию на окружающую среду в соответствии с NEPA перед выдачей конкретных разрешений на аренду, за исключением тех случаев, когда BLM оставляет за собой абсолютное право (путем соответствующего указания в договоре аренды) запрещать все и любые работы в соответствии с арендой к какой либо последующей дате, если возникнет необходимость охраны экологически ценных ресурсов. Таким образом, BLM может провести полномасштабный обзор по NEPA, либо в рамках экологической экспертизы или в рамках декларации о воздействии на окружающую среду или перед выдачей разрешения на аренду, либо только тогда, когда арендатор просит разрешения на проведение работ, которые нарушают состояние поверхности.

Постановления Лесной Службы, которыми определяются участки земли под управлением Национальной Лесной Системы, которые могут сдаваться в аренду, содержатся в 36 CFR (Часть 228). В соответствии с нормативными документами актами Лесной Службы, Лесная Служба готовит планы управления для всех территорий Национальных Лесов или для отдельных участков земли. В качестве составной части Лесного Плана, Лесная Служба решает, какие земли (если такие земли вообще имеются) могут оставаться открытыми для сдачи в аренду под добычу нефти и газа. Лесная Служба проводит полномасштабный анализ по NEPA на стадии Лесного Плана и проводит также последующий анализ по NEPA, если это целесообразно, когда BLM предлагает конкретные участки для включения в список земель, предлагаемых а аренду для добычи нефти и газа. В соответствии со своими нормативными документами, Лесная Служба может дать согласие на аренду конкретного участка только если оно убеждается, что экологические последствия аренды адекватно разрешаются и что данная аренда совместима с соответствующим Лесным Планом. Лесная Служба, подобно BLM, имеет полномочия требовать, чтобы конкретные договоры аренды предусматривали особые положения по охране окружающей среды. Земли, предложенные для конкурсной продажи, по которым не поступили адекватные предложения, могут быть предложены для аренды вне конкурса первому покупателю, удовлетворяющему соответствующим требованиям. (См. 43 CFR Часть 3110).

Регулирующие акты BLM в 43 CFR (Часть 3160) охватывают все аспекты производственной и вспомогательной деятельности на арендованных федеральных землях (включая бурение, строительство дорог, удаление отходов, восстановление и т.д.). Эти регулирующие акты охватывают также операции, связанные с арендой нефтяных и газовых месторождений на индейских территориях, хотя аренда нефтяных и газовых месторождений на индейских территориях не предоставляется BLM; такие договора аренды заключаются с Бюро по Делам Индейцев Министерства Внутренних Дел (в соответствии с отдельными регулирующими актами). Регулирующие акты Лесной Службы в 36 CFR (Часть 228) устанавливают критерии согласия или отказа Лесной Службы по планы использования участков поверхности Земли под управлением Национальной Лесной Системы.

В соответствии с Законом о Реформе Аренды Нефтяных и Газовых Месторождений BLM и Лесная Служба могут потребовать адекватного залога, чтобы обеспечить восстановление арендуемых земель. Нормативные документы BLM по вопросам залога приведены в 43 CFR (Подраздел 3104). В соответствии с этими документами актами требуется предоставление поручительства или индивидуальных облигаций, которые обеспечат соблюдение Закона об Аренде Нефтяных и Газовых Месторождений и регулирующих актов, включая полное и своевременное заглушение скважин, рекультивацию арендуемых территорий в соответствии с планом, утвержденным BLM (или Лесной Службой для земель Национальной Лесной Системы), как это требуется в соответствии с 43 CFR Subpart 3161, и восстановления каких-либо земель или поверхностных водоемов, которые подверглись негативному воздействию во время аренды после прекращения или приостановления операций. Для земель Национальной Лесной Системы нормативные документы Лесной Службы (36 CFR Часть 228) предусматривают, что Лесная Служба может потребовать внесения дополнительного залога, если, по ее мнению, величина залога BLM неадекватна для рекультивации и/или восстановления каких-либо земель или поверхностных водоемов, которые подверглись негативному воздействию во время аренды после прекращения операций на арендуемой собственности.

Важно отметить, что аренда в случае добычи метана из угольных пластов часто осложняется неопределенностью, связанной с правами собственности на этот вид ресурсов (Rocky Mountain Mineral Law Foundation, 1992). Исторически сложилось так, что метан угольных пластов не имел никакой экономической ценности (или представлял весьма низкую ценность), так что, как правило, договора аренды и даже федеральные законы, связанные с правами на минеральные ресурсы на федеральных землях, не затрагивали проблемы метана угольных пластов. Возникновение коммерческого интереса к этому источнику газа подогрело разногласия между владельцами прав на поверхность земли, уголь, нефть и газ и каждый из этих владельцев утверждал, что права на угольный метан принадлежат ему. В дополнение к этому, поскольку добыча метана из угольного пласта может повредить сам угольный пласт, могут возникать конфликты, связанные с противоречиями планов по добыче газа из угольных пластов и добычи угля - источника этого газа. К настоящему времени все еще нет сколько-нибудь определенного ответа на вопрос о правах собственности на газ угольных залежей.

Закон о безопасной питьевой воде

Закон о безопасной питьевой воде (SDWA) непосредственно связан с операциями по добыче нефти и газа в рамках Программы Контроля Подземной Закачки (UIC). Задача этой программы - защита пригодных для использования запасов подземных вод от загрязнения закачиваемыми жидкостями. Скважины для закачки под землю, используемые при добыче нефти и газа, классифицируются как скважины Класса II Они используются для закачки попутной воды, для закачки растворов с целью увеличения добычи и для хранения углеводородов (представляющих собой жидкости при стандартной температуре и давлении). Минимальные требования для программ UIC устанавливаются 40 CFR (Части 144, 145, и 146). Для того, чтобы можно было руководствоваться программами UIC штатов, они должны соответствовать этим минимальным требованиям.

Эти минимальные требования предусматривают, что запрещена любая подземная закачка, за исключением тех операций закачки, которые разрешены программой UIC. Кроме того, программа UIC устанавливает конкретные требования к строительству, операциям и закрытию (такие как обсадка, бетонирование, закрытие и консервация, мониторинг закачиваемых растворов и механической целостности скважин). Несмотря на эти меры, все же происходит загрязнение питьевой воды за счет неадекватно заглушенных закрытых скважин, неадекватной обсадки или благодаря непосредственной закачке в водоносные слои. В 1989 г., по инициативе EPA была проведена оценка программы UIC. Была образована рабочая группа по промежуточной оценке эффективности технических аспектов нормативных документов UIC. Эта рабочая группа рекомендовала пересмотреть требования к операциям, мониторингу и строительству. В декабре 1990 г., EPA был образован Федеральный Консультативный Комитет, состоящий из представителей EPA, промышленности, штатов и экологических групп для реализации рекомендаций, выработанных Рабочей Группой. В настоящее время этот комитет разрабатывает три руководства. Предполагается, что эти руководства будут выпущены в 1992 г.: (1) Эксплуатация, мониторинг и отчетность для коммерческих скважин для сброса соленой воды класса IID; (2) Требования к управлению и мониторингу для скважин класса II со статусом временно законсервированных; и (3) Сопровождение случаев нарушения механической целостности для скважин класса II.

Закон о чистой воде

В соответствии с Законом о Чистой Воде, выбросы в поверхностные водоемы, связанные с деятельностью по разведке и добыче нефти и газа рассматриваются главным образом в рамках Национальной Системы Устранения Сбросов Загрязнителей (NPDES). EPA были распространены национальные руководства по сбросам загрязнителей точечными источниками, производящими операции разведки и добычи нефти и газа. Эти руководства охватывают три категории: промплощадки в пределах территориальных вод, наземные сбросы и сбросы в прибрежные воды. Сбросы в прибрежные воды вызваны операциями, производящимися в пределах водных объектов (или в пределах водно-болотных угодий, примыкающих к водным объектам), расположенными в территориальных водах. Требуется, чтобы сбросы в прибрежные воды удовлетворяли требованиям технологических указаний для стоков, приведенных в 40 CFR §435.42. Наземные сбросы запрещены, включая потенциально загрязненные ливневые стоки, за исключением отводов нефтяных скважин (10 баррелей в день на скважину) и сбросов попутной воды, которые считаются благоприятными для сельского хозяйства или для воспроизводства дикой природы (см. 40 CFR §435.30). К настоящему времени, Агентство еще не распространило ограничений на сбросы для отводов скважин. В результате, технологически обусловленные ограничения разрешений для отводов скважин устанавливаются для каждого отдельного случая или в рамках общего разрешения для всего штата. Во всех случаях, когда разрешаются сбросы, связанные с операциями в области нефти и газа, сотрудники, которые выдают разрешение NPDES, должны обеспечить, что предельные величины для сбросов обеспечивают соблюдение применимых стандартов качества воды.

В соответствии с Разделом 319 Закона о Чистой Воде, каждый штат потребовал разработать и реализовать программы, которые устанавливают и регулируют сбросы неточечных источников промышленных предприятий, включая промплощадки для разведки месторождений и добычи нефти и газа. Роль EPA, как правило, ограничивалась рассмотрением планов штатов и предоставлением руководящих указаний по программе. Следует отметить, что в соответствии с 19 дополнениями к Закону об Управлении Прибрежными Зонами, от EPA требуется разрабатывать и издавать руководящие материалы, устанавливающие "меры управления" для источников неточечного загрязнения прибрежных вод. Эти меры должны насколько возможно полнее отражать максимально достижимую степень сокращения загрязнения за счет использования наилучших доступных практических мер контроля загрязнения неточечных источников, технологий, процессов, критериев размещения промплощадок, методов эксплуатации или иных альтернатив.

В соответствии с Разделом 402(p) Закона о Чистой Воде, от EPA требуется выдавать разрешения NPDES для сброса загрязненных ливневых стоков, связанных с операциями по добыче нефти и газа. Подавать заявку на получение разрешения NPDES должны только те нефтяные и газовые предприятия, сбросы ливневых стоков которых приводят к сбросу подлежащего отчетности количества загрязнителей (что подтверждается наличием нефтяной пленки), для чего требуется/требовалось уведомление в соответствии с 40 CFR 110.6, 117.21, или 3026 в любое время, начиная с 16 ноября 1987 г, или предприятия, сбросы которых приводят к нарушению стандартов качества воды.

Наконец, для операций, связанных с разведкой месторождений или добычей нефти и газа, которые включают сброс извлеченных пород в водоемы на территории Соединенных Штатов (включая многие водно-болотные угодья) требуется подать заявку в Инженерный Корпус Армии США (в соответствии с Разделом 404 Закона о Чистой Воде). Инженерный Корпус и EPA оценивают заявки по Разделу 404 в соответствии с критериями, разработанными EPA и определяют, давать ли разрешение на предлагаемые операции.

Закон о чистом воздухе (CAA)

В соответствии с Законом о Чистом Воздухе (Раздел 109, 42 USC §7409), EPA установлены национальные первичные и вторичные стандарты качества воздуха для шести критериальных загрязнителей. Эти Национальные Стандарты Качества Атмосферного Воздуха (NAAQS) устанавливают предельно допустимые концентрации для отдельных загрязнителей воздуха, включая свинец, окислы азота, двуокись серы, окись углерода, озон и аэрозольные частицы диаметром менее 10 микрон. Было установлено, что власти штатов и местные органы власти несут ответственность за приведение соответствующих регионов в соответствие с NAAQS. Основными инструментами для этого являются Планы Реализации Штатов (SIP). Штаты также получили полномочия на введение более жестких требований.

CAA также определяет подлежащие выполнению ограничения на выбросы семи опасных загрязнителей. Национальные Стандарты Выбросов для Опасных Загрязнителей Воздуха (NESHAP) охватывают и бензол. Однако, ни одно из этих ограничений не относится к разведке и добыче. Дополнения к CAA (1990 г.) значительно расширяют перечень отдельных загрязнителей, для которых должны определяться национальные стандарты выбросов.

Новые Стандарты Показателей для Источников (NSPS), официально введенные Разделом 111 CAA, распространяют допустимые выбросы на новые крупные источники и на существенную модернизацию существующих источников. NSPS могут распространяться на загрязнители, которые не включены в NAAQS и NESHAP. (Для разведки месторождений и добывающей промышленности особый интерес предоставляют летучие органические вещества (ЛОВ) и сероводород.)

Для ряда категорий источников были приняты NSPS, которые могут оказать влияние на операции разведки месторождений и добычи (См. 40 CFR Часть 60, с последующими дополнениями) К ним относятся промышленные парогенераторы, емкости для хранения жидких нефтепродуктов, емкости для хранения летучих органических веществ (включая емкости для хранения жидких нефтепродуктов) и газоперерабатывающие заводы (ЛОВ и SO2). Конкретные NSPS зависят от того, достигнуто ли в данном регионе соблюдение NAAQS и от того, применимы ли ограничения по Незначительному Ущербу (NSD).

В соответствии с дополнениями 1990 г. к CAA, Конгресс требует, чтобы EPA устанавливало технологические стандарты для различных опасных загрязнителей воздуха. От EPA требуется опубликовать перечень категорий источников к ноябрю 1991 г., предоставить график введения стандартов к апрелю 1992 г. и ввести отдельные технологические стандарты для избранных источников в период между 1993 и 2000 гг. Следует учесть, что этот перечень категорий может распространяться на предприятия разведки и добычи, такие как газовые факелы или амбары для хранения буровых растворов и измельченной породы. В дополнение к этому, в соответствии с Разделом 112(n)(5) Дополнений 1990 г. к Закону о Чистом Воздухе, требуется, чтобы Администратор EPA провел оценку опасности для здоровья людей и окружающей среды выбросов сероводорода, связанных с разработкой ресурсов нефти и природного газа и предоставил доклад Конгрессу с результатами и рекомендациями в течение 24 месяцев после вступления Дополнений в силу. Этот раздел также предоставляет Администратору полномочия, основываясь на результатах этого исследования, по разработке и реализации стратегии контроля этих выбросов в соответствии с этим разделом и разделом 111. Раздел 112(n)(4) содержит определенные ограничения по категоризации нефтяных и газовых скважин и трубопроводов как значительных источников.

Закон о ресурсосбережении и восстановлении ресурсов

В соответствии с Разделом 3001(b)(2)(A) дополнений 1980 г. к Закону о Ресурсосбережении и Восстановлении Ресурсов (RCRA), Конгресс условно исключил некоторые виды твердых отходов из регулирования опасных отходов. Категорий исключенных из регулирования отходов включали "буровые растворы, попутные воды и другие отходы, связанные с разведкой и разработкой месторождений нефти и газа или добычей сырой нефти и природного газа..." Раздел 8002(m) Дополнений 1980 г. требует от EPA провести изучение этих отходов, а также существующих федеральных программ регулирования и программ регулирования штатов и предоставить отчет Конгрессу. Дополнения также требуют, чтобы EPA определило, подлежали ли эти отходы регулированию как опасные отходы.

EPA были определены масштабы исключений из закона и, соответственно, охват доклада о нефтяных и газовых отходах для Конгресса в соответствии с буквой закона RCRA и историческим развитием законодательства. В соответствии с выводами EPA, имеются три критерия для установления исключений для тех или иных отходов. Во-первых, охват исключений включает отходы, связанные с деятельностью по поиску месторождений, добыче и очистке нефти и газа (при условии, что процесс очистки является интегральной составной частью основных операций на месторождении). Во-вторых, первичные операции на месторождении включают операции, связанные с добычей, но они не охватывают деятельности по транспортировке или производству (например, отходы, которые получаются при очистке магистральных нефтепроводов, имеющие отношение к добыче нефти; являющиеся предметом исключения первичные операции на месторождении охватывают операции, производимые на нефтяной вышке (или в непосредственной близости от нее) и предшествующие отправке нефти на переработку). И наконец, отходы должны быть характерными или же связанными исключительно с этими операциями (например, отходы растворителей, связанные с очисткой, исключению не подлежат) и они не должны быть связаны с транспортировкой или производством. Что же касается добычи газа, то исключение распространяется на отходы, связанные с производством (включая очистку газа на газоочистительной установке), до транспортировки газа на рынок.

С докладом EPA 1987 г. "Доклад Конгрессу по Управлению Отходами, Связанными с Разведкой, Подготовкой Месторождений и Добычей Сырой Нефти, Природного Газа и Геотермальной Энергии" и определением регулирования от июля 1988 г., Агентство завершило эту деятельность установив, что регулирование по Подразделу C как опасных отходов не производится. Вместо этого, контроль этих отходов целесообразнее контролировать в рамках федеральных программ регулирования и программ регулирования штатов, включая Подраздел D RCRA. В настоящее время EPA находится на ранней стадии разработки Федеральной программы по Подразделу D, которая будет охватывать нефтяные и газовые отходы, исключенные из Подраздела C.

Как указывается в Регулирующем Определении от 6 июля 1988 г. (53 FR 25454), Агентство полагает, что попутная вода, буровые растворы и измельченная порода, а также некоторые сопутствующие отходы должны быть исключением из Подраздела C. Примеры исключенных сопутствующих отходов включают: растворы, используемые для завершающих операций на скважине, рабочие растворы, растворы для стимулирования добычи; основные осадки и вода и другие придонные осадки в резервуарах для хранения продукции или отходов, являющихся исключением; отходы связанные с доработкой; растворы паккера и компоненты, извлеченные из попутной воды перед ее закачиванием или сбросом. Однако, Агентство считает, что некоторые сопутствующие отходы не охватываются первоначальным исключением. К ним относятся: неиспользованные растворы для разрыва пласта или кислоты; отходы, связанные с очисткой градирни газоперерабатывающей установки; отходы компаний по обслуживанию газовых и нефтяных месторождений, такие как пустые бочки, отработанные растворы после промывки бочек, промывные воды вакуум установок, песок пескоструйных машин, отходы красок, использованные растворители, разлитые химические вещества, отработанные кислоты и другие отходы, которые не характерны исключительно для операций по добыче нефти и газа. Такие отходы могут регулироваться в соответствии с Подразделом C как опасные отходы, если они приведены в перечне или проявляют соответствующие свойства (см. 40 CFR 260-271).

И наконец, EPA считает, что отходы, связанные с разведкой запасов и добычей метана из угольных пластов должны регулироваться точно так же, как и отходы обычной добычи нефти и газа. Соответственно с этим, отходы, связанные с добычей метана из угольных пластов, исключены из регулирования по Подразделу C RCRA вместе с аналогичными особыми отходами операций по разведке и добыче нефти и газа.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ ПО РАЗВЕДКЕ И ДОБЫЧЕ

РАЗВЕДКА И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Работы по разведке и разработке месторождений, описанные ниже, включают бурение скважины, обустройство ее, стимулирование добычи, вывод из эксплуатации и обращение с отходами. Операции добычи, которая начинается после обустройства скважины (и, если необходимо, стимулирования), включают первичную и вторичную добычу, сбор продукта, очистку попутных промысловых вод и работу с отходами. Операции по разведке и добыче и основные работы при их выполнении описаны далее в соответствующих подразделах.

Строительство дорог и обслуживание

Первоначальное повреждение поверхности почвы, связанное с нефте- и газодобычей, происходит при строительстве дорог с целью обеспечения доступа в районы для разведки, бурения и разработки месторождений. В отдельных случаях при проведении изысканий можно применять внедорожные транспортные средства, избегая таким образом необходимости в строительстве дорог; однако, для транспортировки большого количества буровых вышек и другого оборудования на бурильные площадки прокладывают и обслуживают грейдерные дороги. При прокладке дорог, планировке их грейдерами, укладке дренажных труб, строительстве берм (обочин) возможно нарушение существующих природных систем дренажа поверхностных вод. Для борьбы с пылью часто дороги систематически опрыскивают водой или другими жидкостями.

Предварительная разведка

На основании первоначальных геологических изысканий выявляют районы, которые имеют перспективную геологическую структуру и состав. Затем проводится геофизическая разведка или изыскания, обычно с использованием методов сейсмоисследований с целью установления очертаний подземных структур и выявления потенциальных ловушек, в которых могут накапливаться углеводороды (см. рис.3).

Сейсморазведка позволяет установить расположение пластов путем измерения скорости ударных волн при их распространении под землей, отражении, рефракции (отклонении) и движении с различными скоростями через породы разных видов. Обычно толчок создается зарядом взрывчатого вещества, помещенного под поверхностью земли (как правило, заряд имеет массу 50 фунтов и устанавливается на глубине 100 - 200 футов) или непосредственно над самой поверхностью (масса заряда от 2,5 до 5 фунтов). Иногда вместо заряда используют большой грузовой автомобиль. При распространении ударных волн датчик, называемый геофоном, и установленный на заданном расстоянии от места начального толчка, фиксирует ударные волны по мере их выхода на поверхность. Ударные волны после отражения и рефракции выходят на поверхность с определенной частью своей начальной энергии, а корреляция со временем и пройденным расстоянием позволяет установить очертания подземных слоев. Обычно сейсморазведка проводится вдоль линий поперечного разреза и для обслуживания линий и оборудования необходимо часто перемещаться вдоль линии разведки. Это, в свою очередь, требует строительства дороги или, как минимум, создания временной дороги для транспортных средств вдоль каждой линии разреза.

Реже используется метод сбора геофизической информации путем гравитационной разведки, при которой определяют малейшие изменения силы тяжести, соответствующие различной плотности отдельных видов пород.

Результаты сейсморазведки или другого косвенного вида изысканий подтверждают прямыми изысканиями, такими, как нанесение на карту выходов пород, следов нефти и анализ керновых проб. Вся имеющаяся информация используется для определения целесообразности бурения скважины и выбора площадки для скважины.

Бурение скважин

Выбор площадки для буровой производится на основе сейсмической и гравитационной разведки, имеющихся геологических данных, топографии, доступности и требований по аренде. Обычно нанимается подрядчик для выполнения буровых работ в полевых условиях, а руководят буровиками геолог и инженер по бурению. Дополнительно к проведению буровых работ, для которых нанимается внешняя фирма, другие сторонние подрядчики обеспечивают работы по созданию разреза скважины, подготовке бурильных растворов и повышению продуктивности скважины.

Операции бурения требуют строительства подъездных дорог, монтажной площадки, емкости для буровых растворов и, по возможности, временных рабочих поселков или вагончиков на колесах. Обычно операции бурения проводятся круглосуточно, 7 дней в неделю. На площадке устанавливают передвижную лабораторию для определения первоначальных выходов нефти и газа (следов нефти и газа) в буровом шламе (кусочках породы из слоя на глубине), взятых на интересующих глубинах.

После того, как выбрана площадка для скважины, готовится монтажная площадка. Площадь монтажных площадок обычно составляет от 2 до 5 акров; они представляют собой ровные площадки, на которых устанавливается оборудование буровой. Как правило на площадке располагается буровая вышка и необходимые устройства (например, насосы, емкости для бурильных растворов, отстойник-накопитель, генераторы, стеллажи для труб и т.д.) (см. рис.4). Наиболее часто используется буровая вышка для вращательного бурения, работающая от дизельного двигателя. Буровая вышка снабжена подъемной системой (которая состоит из собственно вышки, верхнего блока и подвижного блока) для подъема и опускания бура. Головка бура крепится (и вращается) с помощью полой буровой колонны, новые участки или секции к которой присоединяются по мере проходки скважины. Измельченные кусочки породы поднимаются из скважины бурильным раствором, который постоянно циркулирует вниз внутри буровой колонны, проходит через отверстия головки бура и поднимается вверх по кольцевому пространству между буровой трубой и стенкой скважины или обсадной трубы. Буровая жидкость или раствор смазывает и охлаждает головку бура, уравновешивает давление в скважине и выносит кусочки породы на поверхность (см. рис.5).

На поверхности возвращаемая жидкость (раствор) обычно проходит через несколько емкостей или амбаров, в которых кусочки породы отделяются от раствора. Во многих случаях применяются также виброгрохоты для отделения частиц сланцевых глин, отделители песка и мути с целью облегчения разделения кусочков породы и жидкости. Песок и частицы мути, отделенные от бурового раствора, обычно сбрасывают в отстойник-накопитель. После того, как отделены кусочки породы, буровой раствор подается на вход насоса и цикл повторяется. Кусочки пород являются основными отходами, образующимися при бурении. Кусочки горных пород могут удерживать за счет адгезии до 10% твердой фазы бурового раствора. В результате этого потенциальные загрязняющие вещества очевидно связаны с применяемыми буровыми растворами, как будет показано в следующем разделе.

Первоначально скважина бурится на глубину около 100 футов и в нее цементируется труба кондуктора или обсадная труба. Необходимая длина трубы кондуктора зависит от перепада давлений для промывки скважины при бурении до глубины поверхностной обсадной трубы (см. ниже), давления в пласте и расположения любого федерального водозабора. Труба должна быть установлена в горную породу, достаточно прочную, чтобы выдержать максимальное ожидаемое давление. К скважине присоединяется ряд клапанов устройства для предотвращения выбросов (ВОР). Выброс происходит в том случае, когда давление в пласте превосходит противодавление колонны бурового раствора, что создает условия для выброса пластовых флюидов из скважины. Это является одной из самых больших опасностей при бурении, приводящей к большим потерям средств. Правильный подбор состава бурового раствора является существенным для решения этой проблемы.

Бурение возобновляют после установки обсадных труб и клапанов ВОР, применяя головку бура меньшего размера. Когда глубина проходки достигнет нескольких сот футов, из скважины вынимается буровая колонна и головка бура, а поверхностная обсадная труба опускается в скважину и цементируется в ней. (Глубина поверхностной обсадной трубы зависит от мест нахождения федеральных водозаборов, давлений в пласте и склонности скважины к обрушению). Эта операция предупреждает какое-либо обрушение поверхностного пласта в скважину; она также имеет целью защитить водоносные горизонты от загрязнения. Если имеются более глубокие водоносные горизонты пресной воды, то цемент выдавливают через трубы для закупоривания пластов пресной воды и предотвращения разбавления бурильного раствора (с последующим проникновением загрязнения в зоны с пресной водой). Это предупреждает колебания плотности бурильного раствора и набухание глин, встречающихся в некоторых пластах.

Во время процесса бурения из скважины периодически вынимается буровая колонна для смены буровой головки, установки обсадных труб и/или выемки керновых проб из ствола скважины. Как уже объяснялось ранее, вначале устанавливается труба кондуктора на глубину порядка 100 футов и монтируются клапана ВОР. Затем, когда при бурении прошли зоны пресной воды или водоносные горизонты, устанавливается поверхностная обсадная труба. В разведочных скважинах после установки поверхностной обсадной трубы осуществляют проходку скважины на проектную глубину до монтажа последней обсадной трубы. Поскольку обсадная колонна скважины стоит дорого, то более глубокие участки обсадной колонны не устанавливают до определения потенциальных возможностей скважины по добыче ископаемого. И наоборот, после проходки эксплуатационной скважины может быть сразу установлена обсадная колонна с целью предупреждения обрушения скважины. В таких скважинах по мере проходки дополнительные обсадные трубы меньшего диаметра опускаются в скважину и цементируются в ней. Обычно 90-футовые участки, образованные тремя 30-футовыми отрезками труб, последовательно опускаются в ствол скважины до достижения конечной глубины. После установки обсадной колонны отработанный буровой раствор и цемент возвращаются на поверхность. Установка обсадной колонны и подготовка скважины к промышленной эксплуатации называется окончательными операциями и подробно описаны в следующем разделе.

Буровые растворы

Несмотря на то, что бурение можно осуществлять без применения жидкостей (буровых растворов), в большинстве случаев требуется буровой раствор для охлаждения головки бура и компенсации давления в нижней части скважины. В районах с мягкими породами успешные окончательные операции при обустройстве скважины могут потребовать тщательного контроля свойств бурового раствора. В районах с твердыми породами вода может удовлетворить требованиям и иногда даже является наилучшей буровой жидкостью. Дополнительно к буровым растворам во многих районах применят воздух и газ в качестве буровых сред. Поэтому выбор типа бурового раствора определяется специфическими требованиями геологического района. Он также зависит от способности бурового раствора охлаждать и смазывать головку бура и буровую колонну; обеспечивать удаление и транспортировку кусочков породы из нижней части скважины на поверхность; поддерживать кусочки породы во взвешенном состоянии при остановке циркуляции; компенсировать возникающее подземное давление; и покрывать стенки скважины фильтрационным осадком с низкой проницаемостью в пластах малой плотности.

Обычный буровой раствор состоит из непрерывной фазы (жидкой фазы), диспергированной гелеобразующей фазы, такой как коллоидные твердые вещества и/или эмульсии жидкостей, которые создают требуемую вязкость и слой на стенках. Растворы могут быть на водной или нефтяной основе с различными диспергированными твердыми веществами, такими как утяжеляющие материалы и разнообразные химические добавки для управления свойствами буровых растворов.

Буровые растворы на водной основе могут готовиться на пресной или на соленой воде. Раствор на пресной воде может представлять собой простую смесь глина-вода, химически обработанную смесь глина-вода или обработанный солями кальция буровой раствор. В буровых растворах на соленой воде глинистый минерал (аттапульгит) гидратируется и образует в соленой воде устойчивую суспензию. Такие глины часто называют солеными глинами и применяют в соленой воде таким же образом, как и бентонит в пресной воде. Вообще говоря, различие между буровыми растворами на пресной и соленой воде состоит в типе глин, применяемых как гелеобразующая фаза.

Буровые растворы на нефти дороги и применяются как буровые жидкости специального назначения. Они не чувствительны к обычным загрязняющим веществам, таким как соль, гипс и ангидрит (CaSO4), так как эти соединения нерастворимы в нефти. Основные направления использования буровых растворов на нефти следующие:

Бурение и взятие керновых проб в перспективных для добычи зонах с целью определения содержания воды, проницаемости и пористости пласта.
Бурение в бентонитовых (вспучивающихся) сланцах, которые постоянно гидратируются, набухают и обрушиваются в скважину при контакте с водой.
Высокотемпературное бурение, когда возможное отвердение или другие проблемы делают применение других буровых растворов нежелательным.
В качестве перфорационной жидкости (обычно несколько баррелей размещается напротив зоны, в которой необходимо выполнить перфорацию, предупреждает загрязнение участка после перфорирования) (см. ниже описание перфорирования).
Облегчение разъединения труб, смазка, предупреждение коррозии и ремонтные работы на эксплуатационных скважинах.

Колебания плотности бурового раствора могут предупредить затруднения, обусловленные прекращением циркуляции раствора. Этот подход включает использование воздуха и природного газа в качестве буровых сред. Основное преимущество применения такой практики работы заключается в экономии за счет значительного повышения скорости проходки. Однако, есть и сопутствующие опасности (например, взрывы и пожары); необходимы дополнительные меры предосторожности.

Отходы буровых растворов

Из-за широкого диапазона составов применяемых буровых растворов потенциальные загрязняющие вещества, содержащиеся в отработавших буровых жидкостях существенно отличаются от площадки к площадке. Далее, поскольку использованный раствор хранится в отстойнике-накопителе, то в него могут попадать и другие загрязнители при эксплуатации скважин.

Хлориды из рассолов из нижней части скважины, соляных куполов или бурового раствора на соленой воде могут содержаться в высоких концентрациях. Пульпа в отстойнике-накопителе может иметь концентрацию хлоридов от 1,5 до 30,0 ppt (EPA, 1987). Барий из барита, применяемого как утяжелитель, может содержаться в количестве до 400000 мг/л в буровых растворах, применяемых для глубинного бурения (Neff; EPA). Из-за контакта с нефтеносными пластами (а также и при использовании нефтепродуктов в качестве добавок) отработавший буровой раствор может содержать ряд органических соединений, представляющих потенциальную опасность. К ним относятся нафтены, толуол, этилбензол, фенол, бензол и фенантрен. Использованные буровые растворы, наконец, могут содержать ряд минеральных соединений, как из добавок, так и выделившихся из пластов. К этим веществам относятся мышьяк, хром, свинец, алюминий, сера и многочисленные сульфаты.

Оценка пластов

Методы оценки пластов, такие как создание разреза скважины и исследование с помощью буровой штанги, являются средством для определения целесообразности проведения окончательных операций на скважине для промышленной эксплуатации. Эти методы также полезны для оценки конкретных характеристик залежи промышленного значения, что диктует метод проведения окончательных операций. Разрез скважины состоит из графического отображения условий бурения или имеющихся подземных особенностей, связанных с процессом освоения или разведки потенциально выгодной для разработки зоны. Линейные разрезы скважин являются особым видом разрезов, которые получают путем опускания датчиков в скважину на проволочном тросе. Эти датчики дистанционно измеряют электрические, акустические и/или радиоактивные свойства пород и пластовых флюидов. При исследовании с помощью буровой штанги временно изолируют перспективный пласт (от других пластов, через которые выполнена проходка) путем сброса давления бурового раствора, что позволяет жидкостям поступать внутрь буровой штанги. Отбор керновых проб состоит в измельчении с последующим восстановлением относительно большого, цельного образца породы залежи для определения пористости, проницаемости и содержания жидкостей.

Если разведочная скважина подтвердила перспективность и экономическую целесообразность добычи, то скважину обустраивают (см. следующий раздел), а в зависимости от размеров запасов нефтяной промысел может быть расширен путем закладки большего числа скважин. Если же разведочная скважина не подтвердила экономическую выгоду добычи, то скважину закрывают и оставляют (см. раздел по оставлению скважин).

Обустройство скважины

После достижения проектной глубины бурения и определения достаточных запасов для экономически выгодной их добычи производится окончательное обустройство скважины. Скважины с обсадной колонной являются наиболее распространенным типом. Прежде всего в скважине производится цементирование колонны обсадных труб (колонна обсадных труб представляет собой участки обсадных труб, каждый из которых имеет длину около 30 футов). Затем внутрь обсадной колонны устанавливается колонна труб для добычи (колонна труб состоит из отрезков тюбингов или труб, по которым текут углеводороды; каждый участок имеет длину от 30 до 32 футов). Паккеры (передвижные заглушки) устанавливают для разделения зон добычи (если это требуется).

Перед установкой колонны труб с целью создания условий для протекания жидкостей из промышленного пласта в зацементированную колонну обсадных труб операторы используют перфорационную пушку для проделывания отверстий в нижней части обсадной колонны. Перфорационная пушка опускается в скважину на направляющем кабеле (по которому передаются электрические сигналы) с помощью проволочного троса до достижения глубины залегания промышленного пласта или зоны, в которой необходимо выполнить перфорацию. Затем производится выстрел из перфорационной пушки, пробивающей отверстия в обсадной колонне снарядами, выстреливаемыми из пушки, и образуя каналы, соединяющие пласт со стволом скважины. В этот момент давление, создаваемое жидкостью внутри обсадной колонны обычно превышает давление в пласте, поэтому жидкость из пласта не может проникнуть внутрь обсадной колонны. Для поступления пластовых флюидов в скважину (рассолы с химическими добавками для регулирования потока из пласта) она тампонируется с помощью цилиндрической резиновой манжеты, подвешенной на тросе внутри буровой колонны. Полученные отходы (рапа и химические добавки) обычно сбрасывают в отстойник-накопитель.

Обустройство скважины может быть выполнено одиночным (завершающие операции в одном пласте); многослойным (завершающие операции в отдельных пластах в одно и тоже время с отдельным оборудованием для добычи из каждого пласта); или комбинированным (завершающие операции в более, чем одном пласте одновременно, но с использованием общей системы добычи) (см. рис.6).

В некоторых районах страны пески в пластах влияют на добычу, затрудняя работу добывающего оборудования на поверхности. Это часто имеет место на Западном побережье и на побережье (Мексиканского) залива на месторождениях, в которых добыча производится из песчаных грунтов со слабыми когезионными свойствами. Песок, добываемый вместе с нефтью и водой, создает проблемы в процессах очистки и разделения (например, частицы песка разрушают оборудование для добычи). Устройство в нижней части скважины заполненной гравием обсадной трубы позволяет уменьшить попадание песка в производственную линию. Обсадная труба с гравийным наполнением выполняется из участка колонны добывающей трубы с маленькими экранами вместо отверстий или щелей. Пространство между экраном и стенками скважины заполняют крупным песком, позволяющим задерживать песок из пласта.

Отходы при завершающих операциях

Отходы при обустройстве скважины включают жидкости, закачанные в скважину для регулирования давления. Этими жидкостями могут быть вода с добавками или без них (соли, органические полимеры или ингибиторы коррозии), которые применяются для регулирования плотности, вязкости и скорости фильтрации; предотвращения желирования жидкости и уменьшения коррозии. Обычно их сбрасывают в отстойник-накопитель или в отдельный резервуар; отходы при обустройстве также включают отходы цемента, остатки нефти, парафинов и других материалов, извлеченных из скважины.

Стимулирование добычи из скважины

В некоторых случаях после окончания буровых работ на скважине из пласта не происходит достаточного выхода нефтепродуктов, как ожидалось по анализам разреза скважины или керновых проб. Пористость или проницаемость пород может быть слишком низкой для обеспечения потока или буровой раствор повредил структуру пласта, закрыв поры и уменьшив проницаемость возле ствола скважины. Операторы буровой применяют различные технологии стимулирования скважины для коррекции этих проблем в процессе разведки или эксплуатации скважины. Обычно работы по стимулированию скважины передаются по контракту обслуживающим компаниям. Стимулирование скважины часто проводится изначально в тех случаях, когда скважина окончательно обустроена и необходимо постоянно обеспечивать на протяжении срока эксплуатации равномерный объем добычи. Стимулирование добычи, проводимое на работающей скважине, часто называют “вторичная эксплуатация”.

Наиболее часто применяют два метода повышения продуктивности скважин: обработка кислотой и разрыв пласта. Обработка кислотой повышает проницаемость пласта в области вокруг ствола скважины и увеличивает локальный размер пор. Обработка кислотой растворяет смолы, карбонаты и другие материалы, блокирующие область вокруг скважины. После кислотной обработки “использованная” кислота возвращается на поверхность. Если нет потока из скважины, то ее тампонируют для извлечения жидкости (с помощью резиновой манжеты, опускаемой в скважину на тросе). В настоящее время обработка кислотой применяется прежде всего в карбонатных породах (известняк и доломит). Соляная кислота, несомненно, применяется наиболее широко, поскольку это экономически выгодно и при этом не образуются нерастворимые продукты реакции. Из других кислот следует назвать муравьиную, уксусную и плавиковую и смесь этих кислот.

Обработка кислотой является локальным методом стимулирования добычи. В зависимости от пласта, вида примененной кислоты, использованного ее объема и скорости нагнетания изменяется степень стимулирования добычи. Используют обычно от 200 до 2000 галлонов кислоты, а использованную кислоту вывозят автотранспортом обслуживающей компании, производящей работы, для хранения в отведенных местах. Жидкость, извлеченная тампонированием из скважины, обычно представляет собой рассол и обрабатывается как попутные промысловые воды.

Другим методом стимулирования добычи является гидравлическое разрушение пласта. Гидравлическое разрушение пласта включает закачивание жидкости (кислоты, нефти, воды или вспененного материала) в пласт с расходом, превышающим тот, который может пропустить пространство пор пласта. Происходит разрушение пласта из-за высокого давления, создаваемого в процессе разрыва. Поддерживающий материал, такой как песок, стеклянные шарики или шелуха земляного ореха закачивается вместе с жидкостью для предупреждения смыкания разрывов (т.е., сохраняются открытыми разрывы пласта).

После применения требуемого способа стимулирования добычи снова проверяют расход из скважины. Если результаты плохие, то скважину закрывают. Если же есть улучшения в структуре пласта и становится экономически выгодным работать, то устанавливают добывающее оборудование для извлечения на поверхность нефти, где ее можно очистить от примесей и продать.

Отходы при стимулировании добычи

Отходы, образующиеся при стимулировании добычи включают использованные растворы с утяжеляющими веществами, поверхностно-активные вещества, пульпы, попутно-промысловые воды, кислоты, ингибиторы, гели, растворители и другие материалы. Эти жидкости обычно смешаны с нефтепродуктами, поскольку давление в пласте вытесняет жидкости в ствол скважины. В результате большое количество материалов выводится из производственного потока на устройствах для обработки, описанных ниже. Начальный возврат может сбрасываться в отстойник-накопитель или в отдельный резервуар для растворов от вторичной эксплуатации. Возможной альтернативой является вывоз некоторых жидкостей с помощью автотранспорта в специальные места хранения вне площадки буровой установки.

Закрытие скважин

Как обсуждалось ранее, если разведочная скважина пробурена без положительного результата, то ее закрывают и оставляют. Эксплуатационные скважины также могут быть закрыты и оставлены, если аренда территории более экономически не выгодна и оборудование может быть переброшено на другой участок, на котором будет использовано более эффективно.

Процедура закрытия пробуренных неуспешных разведочных скважин различна и зависит от состояния скважины и нормативных требований. Целью закрытия скважины является предотвращение смешивания потоков жидкостей из основных геологических пластов. Цементный раствор, который циркулирует в буровых трубах часто применяется для закрытия сухих скважин. В отдельных случаях, вместо заполнения всего объема скважины цементом, операторы буровой могут заблокировать только конкретные пласты, которые должны быть изолированы в соответствии с требованиями органов надзора. Оставшееся пространство внутри скважины между цементными заглушками затем заполняют химически обработанным раствором, который расслаивается значительно медленнее по сравнению с обычным буровым раствором.

В случае эксплуатационных скважин, которые более не являются экономически выгодными, тюбинги и обсадные трубы поднимаются из скважины после демонтажа устройств устьевой части скважины. Цементные пробки могут быть установлены сверху и снизу водоносных горизонтов с пресной водой и вдоль всех зон перфораций (с захватом еще некоторого расстояния вверх и вниз в этой области). Цементный раствор, а иногда и обогащенный бурильный раствор, закачивают в скважину для компенсации противодавления или давления пласта. Обсадная колонна отрезается и вытягивается на расстоянии от 100 до 200 футов от поверхности или уровня земли в зависимости от местных требований. Окончательная цементная заглушка устанавливается на всем расстоянии до поверхности и, наконец, бетонная плита укладывается на верхнюю часть цементной заглушки на уровне земли.

Отходы при закрытии скважин

Оставление скважины обычно включает в себя закрытие площадки. Такие отходы, как остатки пульпы и излишки цемента могут быть сброшены в отстойник-накопитель перед его окончательным закрытием. Закрытие отстойника-накопителя рассмотрено ниже в разделе “Работа с отходами”.

ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА

Проект разработки месторождения

После того, как установлена экономическая целесообразность добычи из залежи, возникает потребность в проектировании промысла. Разведочные скважины позволяют получить информацию о глубине залегания нефтеносных отложений, водоносных пластов, качестве нефти и газа и о других характеристиках залежи. Дополнительные скважины, называемые скважинами для оконтуривания, бурят для определения границ залежи. В зависимости от полученных данных выбирается метод добычи; размещение скважин и порядок добычи наносится на карту с целью достижения оптимального извлечения нефтепродуктов и удовлетворения требованиям штата по размещению скважин. Сеть скважин для добычи из залежи проектируется таким образом, чтобы сохранить максимально высоким давление в нижней части скважины. Влияющие факторы включают вязкость нефти, геологическую структуру и природные условия течения в залежи.

Соответствующее развитие добычи газа осуществляется с учетом различных факторов. Поскольку газодобывающие компании (учитывая риск) не начинают разработку месторождения до тех пор, пока не будет обеспечен покупатель природного газа. Поэтому число и размещение скважин частично зависит от объемов поставок газа по контрактам в дополнение к физическим характеристикам месторождения.

Добыча

После проходки и обустройства скважин они готовы к добыче. Имеется несколько способов извлечения ископаемых при промышленной добыче. Первым является первичная добыча, при которой используется естественный поток и искусственный подъем углеводородов на поверхность. Искусственный подъем может осуществляться с помощью глубинных насосов для выкачивания углеводородов на поверхность или газлифта, при котором газ нагнетается в кольцевое пространство между буровой трубой и обсадной колонной скважины. При газлифтной добыче специальные клапана в тюбинге обеспечивают выход газа в трубу на нужных глубинах и смешивание с добываемым сырьем. При этом уменьшается плотность добываемого продукта и облегчается выход потока из скважины под действием давления в залежи.

Большинство месторождений сначала эксплуатируют с применением методов первичной добычи, однако естественное снижение дебита скважин обычно указывает на необходимость повторной эксплуатации или использования других способов извлечения для поддержания или повышения объемов добычи нефти.

Способы вторичной эксплуатации месторождений применяются, когда природная энергия залежи использована и первичная добыча более не эффективна. Эти способы включают заводнение пластов или закачивание газа в залежь для поддержания давления. В случае заводнения промысловую воду иногда необходимо обрабатывать перед закачиванием для выполнения исходных требований к ней (устанавливаемых местными органами). Расположение скважин для ввода воды и эксплуатационных скважин наносится на карту с целью достижения максимальной эффективности (во всех нефтеносных слоях повышается давление на необходимую величину). Источником водоснабжения может быть промысловая вода или вода из близлежащего водоема. Ввод газа или ввод газа без смешивания состоит в закачивании газообразного вещества, которое не смешивается с нефтью в залежи. Процесс подобен заводнению, за тем исключением, что вместо закачиваемой жидкости используют газ метан, этан или азот.

Способы третичной эксплуатации месторождений применяются для извлечения последних порций нефти, которые еще экономически целесообразно добывать (путем воздействия на показатели нефти и самой залежи). Обычно третичное извлечение заключается в закачивании жидкости (кроме воды) для увеличения давления в порах пласта и облегчения течения более плотных или тяжелых углеводородов. Вдув пара, а в некоторых, весьма редких случаях, микробиологическая обработка (использование бактерий, разрывающих длинные цепи молекул углеводородов) или сжигание на месте также может быть использовано для третичной добычи.

Подача со смешиванием, способ третичной эксплуатации, включает закачивание жидкости, легко смешивающейся с нефтью в залежи. В качестве нагнетаемой жидкости может быть использован спирт, очищенные углеводороды, пропан, бутан или диоксид углерода. Закачивание полимеров предусматривает ввод полимеров (длинных цепей молекул, которые загущают воду), таких как полисахариды и полиакриламиды. После загущения воды процесс добычи продолжается как и при заводнении пласта. Из-за высокой стоимости полимеров этот способ применяется ограниченно только в нефтяных залежах, продуктивность которых не повышается при нагнетании воды.

Для подачи пара (аналогично заводнению) используют как нагнетательные, так и эксплуатационные скважины. Воду нагревают на поверхности в паровых котлах до превращения ее в пар. Затем пар подается в залежь через нагнетательные скважины. Этот способ применяют для тяжелых сортов нефти (более плотных, чем извлекаемые с помощью полимеров) и зачастую некоторое количество добытой нефти-сырца используется в качестве топлива для паровых котлов.

Циклическая подача пара (“тяни-толкай” или пушпульный режим) применяется в эксплуатационных скважинах при нагнетании. Один и тот же ствол скважины используется в качестве временной скважины для нагнетания пара. Затем он преобразуется во временную эксплуатационную скважину. Скважину могут закрыть на несколько дней с тем, чтобы накопленная в залежи энергия не расходовалась слишком быстро. Данный цикл нагнетание/добыча повторяется до тех пор, пока не будет достигнут предел экономической эффективности.

Сжигание (сгорание) in-situ (на месте) предусматривает сжигание нефти в пористом пространстве внутри залежи. Сочетание кислорода (подаваемого путем нагнетания воздуха по нагнетательной скважине) и топлива (нефть из залежи) образует горючую смесь, которая горит, пока не прекратится доступ кислорода или топлива. Сжигание небольшой части нефти под землей увеличивает пластовое давление и вытесняет остатки несгоревшей нефти к эксплуатационной скважине. Этот способ не очень популярен из-за высоких эксплуатационных расходов и массы проблем при реализации (например, расплавление обсадной трубы); в большинстве случаев он экономически не выгоден. Как вторичная, так и третичная эксплуатация нефтяных месторождений часто называется “форсированной” добычей.

Открытые скважины составляют особый случай эксплуатации и обычно этот способ применяется в конце срока эксплуатации скважины. Открытые скважины определяются как скважины, из которых добывают менее десяти баррелей нефти в сутки. По сравнению с обычными скважинами расход воды на открытые скважины может быть высоким, значительно более 10 баррелей воды на каждый добываемый баррель нефти. Имея граничную экономическую эффективность добычи работа на открытых скважинах очень чувствительна к ценам на нефть. В результате они являются первыми кандидатами на различные нормативные ограничения с точки зрения контроля отходов. Ими обычно владеют и их эксплуатируют независимые компании, а при больших объемах добычи возможны значительные отличия в оборудовании для обработки продуктов на поверхности. Следует заметить, что количество открытых скважин составляет около 75% всех эксплуатируемых в Соединенных Штатах скважин и в стране на них добывалось 15% нефти в 1989 г.

Сбор продуктов

После извлечения из скважин нефти и газа, осуществляют их сбор или собирание в трубопроводах с целью транспортировки к установкам для обработки (рассмотрены в следующем разделе). Обычно собирающие трубопроводы (линии потока) проходят от устья скважины к установкам для обработки, а от последних - на хранение. Линии потока могут располагаться над или под землей. При подземном расположении их оборудуют системами для обнаружения утечек с целью предупреждения ущерба для окружающей среды и потерь продукта.

Иногда собирающие линии могут забиваться отложениями парафинов и накипи (карбонаты и другие материалы на стенках труб). В таких случаях применяют “чушки” (болванки) для очистки трубопроводов или нагретую нефть для удаления образовавшейся пробки. Болванки представляют собой твердые тела цилиндрической формы с диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода. Перемещаясь внутри трубы под действием давления сырой нефти, болванки соскребают отложения со стенок и выталкивают их в ловушку для болванки, в которой накипь и другие отходы отделяются для последующего вторичного использования или удаления. Нагретая нефть, нагнетаемая в трубопровод, расплавляет парафины.

Обработка добытых продуктов

Добытые продукты представляют собой сложную смесь газа, нефти, воды (часто называемой промысловой водой) и других примесей (таких, как песок и накипь). Для отделения товарной продукции - природного газа и сырой нефти- от промысловой воды и песка применяется последовательность гравитационных, химических и тепловых процессов обработки. Целью обработки является выполнение требований по показателям нефти, направляемой на нефтеперерабатывающие заводы или природного газа для магистральных трубопроводов. Конкретные установки для обработки описаны ниже (см. рис.7).

Двухфазный сепаратор

Обычно добытый продукт вначале обрабатывается в двухфазном сепараторе, в котором производится отделение газа от жидкой фазы смеси. В двухфазном сепараторе газ поднимается над жидкостями и удаляется через отвод, оставшаяся смесь нефть/вода отводится из нижней части. Газ направляется на установки для дополнительной обработки: дегидратацию, удаление серы и сжатие, как описано ниже. Смесь нефть/вода, отведенная из двухфазного сепаратора обычно содержит большое количество воды. Большая часть ее является свободной водой, легко отделяемой под действием силы тяжести. Если это так, то жидкости направляются в устройство для отделения свободной воды.

Трехфазный сепаратор

Если на арендуемом участке компания добывает газ (или добывает большие количества природного газа и нефти), то производственное оборудование включает трехфазный сепаратор. Газовая и жидкая фазы потока продуктов разделяются под действием силы тяжести, как и в двухфазном сепараторе; газ отводится из верхней части. Трехфазный сепаратор дополнительно отделяет газовый конденсат или жидкие фракции природного газа (ЖФПГ) от воды под действием силы тяжести. Вода тяжелее ЖФПГ и удаляется из самой нижней части емкости, ЖФПГ отводят с поверхности воды. Дополнительная информация об установках для обработки газа приведена ниже. На газовом месторождении, где единственным добываемым углеводородом является природный газ, используют входной сепаратор вместо трехфазного. По соображениям безопасности входные сепараторы снабжают разгрузочными клапанами, которые соединены со сборниками аварийного сброса (обычно с отстойниками). В случае сжигания природного газа в факеле агентство по надзору за нефте- и газодобычей может затребовать информацию (в зависимости от состава газа и объемов сжигания в факеле) о влиянии на качество атмосферного воздуха.

Отделение свободной воды

Процесс отделения свободной воды основан на гравитационном разделении газа, нефти и легко удаляемой или “свободной” воды по раздельным патрубкам для отдельной обработки с целью предупреждения не нужного подогрева излишнего количества воды при последующей обработке. Устройство для отделения свободной воды снабжено патрубком для отвода газа в верхней части, нефти - в средней части и отводом воды в днище. Извлеченный в отделителе свободной воды газ поступает на установку для обработки газа, а вода сбрасывается в отстойник - пеноотделитель для последующего отстаивания. Остаток смеси нефти с водой перекачивается в устройство для тепловой обработки.

Устройство для тепловой обработки

После отделения свободной воды от промысловой жидкости оставшаяся жидкость представляет собой эмульсию, которую направляют в устройство для тепловой обработки. Из-за полярных свойств вода, суспендированная в нефти, стремится образовать маленькие капли, которые трудно отделить гравитационным методом. Поэтому такие эмульсии требуют нагревания для облегчения удаления воды. Так называемые устройства для тепловой обработки обеспечивают контакт жидкости с источником тепла в закрытом сборнике. Более тяжелая вода опускается на дно емкости для удаления. Связанный газ или испарившиеся во время процесса легкие углеводороды поднимаются к патрубку для отвода газа в верхней части сборника. Получаемая в результате нефть готова к хранению и транспортировке. Вода сбрасывается в отстойник-пеноотделитель или в систему для хранения промысловых вод.

Дегидратация газа

Газ, отделенный с помощью любого из типов сепараторов, описанных ранее, все еще содержит воду в виде пара, который необходимо удалить путем дегидратации. При дегидратации газа обычно применяют осушающие вещества, такие, как силикагель, гликоль, метанол или глинозем для отделения воды от продукта. Если не требуется последующая десульфуризация (удаление сероводорода), то природный газ готов к сжатию, хранению или транспортировке. Вода, отделенная от природного газа, направляется в систему для хранения промысловых вод. В процессе дегидратации могут образовываться и другие отходы или может возникнуть необходимость в обработке продуктов дегидратации.

Обезвоживание/удаление серы

Природный газ из некоторых месторождений содержит сероводород, диоксид углерода или другие примеси, которые необходимо удалить для удовлетворения технических требований к газу для перекачки по магистральным трубопроводам для продажи и требований по использованию его в качестве топлива. Облагораживание заключается в снижении содержания сероводорода и диоксида углерода в природном газе. Сероводород из природного газа удаляется при контакте с амином, сульфинолом, губчатым железом, растворами каустической соды и другими веществами, превращающими серу. Повторное использование амина или сульфинола обеспечивается за счет тепловой регенерации.

Наиболее распространенным способом удаления сероводорода является обработка с помощью амина. Процесс основан на том, что алифатические алканоламины реагируют с кислыми газами при умеренных температурах, а кислые газы затем выделяются при незначительном повышении температуры. Отходы, образующиеся при аминном облагораживании включают использованный амин, использованный фильтрационный материал и кислый газ, который можно сжигать в факеле, в топках или направить на установку для извлечения серы. Регенерацию амина производят путем нагревания и рециркуляции в процесс.

При обработке губчатым железом оксид железа реагирует с сероводородом с образованием сульфида железа. Губчатое железо состоит из мелкодисперсного оксида железа, покрывающего носитель, например, древесные стружки. Данный процесс обычно используется для обработки газа при относительно умеренных температурах и содержании сероводорода. Отходы, которые образуются в процессе обработки губчатым железом, состоят из сульфида железа и древесных стружек. Обычно при работе с губчатым железом после использования железа отходы губчатого железа удаляют и проводят их окисление, а затем их закапывают на площадке или вывозят в хранилище отходов вне площадки. Поскольку возможно сжигание использованного губчатого железа в топках, то это обычно производят в малых количествах в тех местах, где нет промышленных установок для сжигания.

При обработке каустической содой обычно используют 15 - 20% (по массе) раствор гидроксида натрия. Обычная обработка каустическим раствором заключается в простом барботировании природного газа через слой каустической соды в резервуаре. Израсходованная каустическая сода образуется как отход этого процесса.

В установках, предназначенных для извлечения серы из природного газа с высоким содержанием сероводорода, может быть применен каталитический процесс. Сероводород удаляется из серосодержащего газа с помощью раствора амина или сульфинола. Как составная часть процесса регенерации, сероводород извлекается из раствора. Затем сероводород сжигается в присутствии кислорода с образованием диоксида серы. Смесь сероводорода и диоксида серы пропускается через нагретый катализатор, при этом образуется элементарная сера. Этот процесс известен под названием процесса Клауса. В качестве катализатора используется инертная окись алюминия в виде гранул. Катализатор не реагирует в процессе получения серы. Он просто обеспечивает большую поверхность контакта для ускорения и стимулирования процесса.

Отходы, образующиеся при обработке газа, включают гликоль, сульфинол, фильтрационные материалы для каустической соды, отработанное губчатое железо и/или суспензии серы и натриевых солей. Эти отходы могут содержать легкие углеводороды и соли. Вода из процесса дегидратации может быть сброшена в виде пара, или, если его сконденсировать, закачана в нагнетательные скважины II класса, в хранилища Национальной системы удаления загрязняющих веществ (NPDES), либо в отстойник-испаритель.

Извлечение жидких фракций из природного газа

Для извлечения жидких фракций из природного газа применяются либо процессы сжатия и/или охлаждения, процессы абсорбции, криогенные процессы с целью отделения бутана, пропана и других жидких фракций природного газа от метана. При этих процессах из технологического потока абсорбируют компоненты с более тяжелыми молекулами с помощью абсорбционной нефти, которая рециркулирует, или используют температуру и давление для разделения фракций с различными температурами точки кипения. Образующиеся отходы включают смазочные масла, отработанную или разложившуюся абсорбционную нефть, сточные воды, воду градирни и продувочную воду котлов.

Сжатие

Компрессорная установка и вспомогательные системы (топливная, электрические генераторы, парогенераторное оборудование, насосы и система грязеотстойников) необходимы для работы газовых установок и повышения давления газа до уровня давления в магистрали. Привод компрессоров осуществляется с помощью электрических двигателей, двигателей внутреннего сгорания или турбин. Образующиеся отходы состоят из смазочных масел, охлаждающей воды и мусора, такого, как ветошь, сорбенты и фильтры.

Отстойники для отделения пены

Во время описанных этапов обработки основное внимание уделено удалению воды из природного газа и нефти. Однако в процессе с водой может удаляться и значительное количество нефти. Поэтому первой задачей отстойника для отделения пены является извлечение остаточных количеств нефти, удаленной вместе с промысловыми водами. Благодаря относительно большому времени пребывания жидкостей в отстойнике для отделения пены основное количество остаточной нефти поднимается на поверхность, где ее можно собрать и возвратить в нефтепровод.

Удаление твердых веществ

Еще одной важной функцией обработки является удаление извлеченного песка и других твердых частиц из потока продукта. Каждый резервуар для обработки снабжен устройством для удаления накапливающегося песка и осадков, которые выпадают в нижней части емкостей под действием силы тяжести. Эти осевшие твердые примеси удаляются в отстойник-осадитель.

Поскольку осаждение твердых частиц при обработке не полное, то в резервуарах для хранения продукта накапливаются осадки при последующем гравитационном осаждении. Донный осадок резервуаров, как его называют, периодически удаляется из резервуаров для хранения через люки ловушек, разработанных с этой целью. Донный осадок хранится в отстойнике-осадителе для последующего вывода.

Промысловые воды

Промысловые воды могут содержать загрязняющие вещества в значительных количествах, создавая опасность для окружающей среды. Наибольшую озабоченность вызывают обычно хлориды. Концентрация хлоридов может составлять от 15 частей на тонну (ppt) до более 150 ppt, в зависимости от конкретных геологических условий. Катионами, содержание которых обычно связано с высокой концентрацией хлоридов в промысловых водах, являются натрий, кальций, магний и калий, в порядке убывания наличия.

В связи с тем, что воды из пласта добываются вместе с углеводородами, концентрация органических соединений в воде, удаляемой в процессах обработки, может быть весьма высокой. Кроме нефти и масел, в промысловых водах (как и в донном осадке и в суспензиях из отстойников) можно обнаружить специфические фракции, которые включают бензол, нафтены, толуол, фенантрен, бромдихлорметан, 1,2-трихлорэтан и пентахлорфенол.

Часто в промысловых водах находят и другие загрязнители, которые появляются как в связи с условиями в пластах, пройденных скважиной, так и в результате деятельности по добыче полезных ископаемых. Минеральные загрязняющие вещества могут включать свинец, мышьяк, барий, сурьму, серу и цинк. Химические вещества, применяемые при добыче путем закачивания в пласты, такие, как жидкости для обработки кислотой и обрушения пластов, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, каустическая сода, также извлекаются на поверхность при добыче вместе с пластовыми жидкостями.

Наконец, в промысловых жидкостях.часто обнаруживают естественные радионуклиды. Уран, радон и радий находят в пластовых растворах наиболее часто, а стронций и торий встречаются реже. Уран имеет тенденцию накапливаться в сырой нефти, в то время, как радон распределен в сырой нефти, природном газе и воде с уменьшающимися концентрациями. Радий чаще всего встречается в промысловых водах и отложениях.

Отложения на стенках труб, или подобные цементу твердые осадки в производственных трубах, трубопроводах и на днищах сепараторов могут содержать сульфаты бария, стронция и радия. При анализе в промышленных условиях измерена активность отложений в диапазоне от 50 до 30000 пикоКюри/г (pCi/gm). Кроме того, песок из пластов, извлеченный из донного осадка резервуаров, сепараторов и устройств для тепловой обработки, может иметь активность в диапазоне от 0 до 250 pCi/gm. Загрязнение почвы вокруг эксплуатационных скважин может колебаться от 0 до 2000 pCi/gm.

Работа с отходами

Разведочные и эксплуатационные отходы

При проведении разведочных и эксплуатационных работ образуется ряд отходов, связанных с бурением скважин, добычей жидких полезных ископаемых и обработкой промысловых жидкостей. Эти отходы включают отработанные буровые растворы, кусочки породы при бурении, промысловые воды, осадки из сепаратора и донный осадок, извлеченный песок и т.д. Работа с этими отходами обычно представляет собой постоянную деятельность, часто тесно связанную с процессами бурения скважин или добычи. В результате объем и характеристики образующихся потоков отходов (например, осадков из сепараторов или отстойников-накопителей) могут резко отличаться на разных нефтепромыслах под влиянием как геологических факторов, так и применяемой технологии утилизации отходов.

Отработанные буровые растворы и шламовые массы являются самыми большими по объему потоками отходов, образующихся при бурении. Совместное получение экономически не выгодных веществ с нефтепродуктами связано с большим объемом образующихся отходов в процессе нефтедобычи. Промысловые воды, песок, соединения серы, естественные радионуклиды и металлы могут содержаться в значительных количествах в нефтеносных пластах и должны быть отделены от производственного потока до направления сырой нефти или природного газа в трубопровод для перекачки. Таким образом, в зависимости от содержания воды (процентное содержание воды в добываемых жидкостях) и других качеств добываемых жидкостей, нефтяники могут столкнуться с необходимостью управления большими объемами отходов.

В целом обращение с отходами на буровых площадках при разведке и эксплуатации вращается вокруг использования различных отстойников и резервуаров для хранения материалов на площадке до их удаления. Исторически число отстойников было малым, иногда использовался только один, в который направлялись промысловые воды и другие накапливающиеся отходы. Однако по мере ужесточения требований и стоимости удаления отходов для некоторых их видов, вынуждены были обратить внимание на потенциально нежелательные свойства одних отходов по сравнению с другими. В результате многие владельцы скважин применяют большое число отстойников и резервуаров для изолирования легко удаляемых отходов от отходов, которые создают больше проблем.

Ряд нормативных, экономических, гидрологических и геологических факторов в их сочетании определяют конечный выбор вариантов для удаления отходов, образующихся в процессе разведки и эксплуатации месторождений. Например, любой предполагаемый сброс отходов (таких как промысловые воды или буровые растворы) в поверхностные воды должен отвечать требованиям NPDES к стокам. Потоки отходов с показателями, превышающими установленные, требуют предварительной обработки, что может оказаться слишком дорогостоящим в сравнении с другими вариантами удаления отходов, например, закачивания в глубинные скважины. Подобно этому, резервуары-испарители или распределение донного осадка на поверхности почвы может оказаться неприемлемым в районах с высоким уровнем грунтовых или подпочвенных вод и потребует поиска альтернативных способов.

В некоторых случаях отходы при разведке и эксплуатации месторождений можно удалить способами, приносящими пользу для иных применений. Полезное использование промысловых вод может заключаться в поливке дорог для борьбы со льдом и пылью, либо в использовании их для орошения в случае низкого содержания хлоридов. Донный осадок из резервуаров можно применить в дорожном строительстве. Среди наиболее прибыльных, полезных применений загрязняющих веществ из производственного потока следует назвать производство элементарной серы на установках для облагораживания природного газа. Объемы получения серы из природного газа составляли около 15% от общего ее производства в США в 1988 году (U.S. Bureau of Mines, Annual Report for Sulfur, {Ежегодный отчет по сере}, 1990г.). Такое полезное использование позволяет уменьшить общие объемы отходов и затраты на эксплуатацию скважины.

Как уже обсуждалось выше, текущие освобождения RCRA от налогообложения многих отходов, образующихся при разведке и эксплуатации месторождений могут оказывать значительное влияние на решения владельцев скважин с точки зрения работы с отходами. Из-за требований RCRA владельцы часто пытаются разделить облагаемые и необлагаемые налогами отходы. Например, неиспользованные растворы для стимулирования добычи определенно относятся к категории необлагаемых налогами отходов. Смешивая неиспользованные кислоты с отработанными промышленными растворами может уменьшить концентрацию вредных веществ, а общий объем отходов потребует отнесения их к категории, указанной в подразделе С, а не к неиспользованным кислотам, хотя и со значительно меньшим объемом.

Кроме RCRA другие государственные и местные нормы и правила могут стимулировать разделение источников загрязнения на буровой и при переработке. Например, смешивание отходов с низким рН может затруднить выполнение требований NPDES на предельные концентрации стоков. Подобно этому, смешивание отходов с высоким содержанием хлоридов или углеводородов с буровыми растворами может привести к превышению уровня загрязненности для сельскохозяйственных угодий, увеличению площадей или необходимого для удаления отходов времени и, следовательно, к увеличению затрат.

Поскольку как широко распространенные нормы и правила, так и компоненты отходов влияют на выбор вариантов удаления и на их стоимость, то выбор стратегии обращения с отходами тесно связан с выбором решений с типичным преобладанием инженерных составляющих. Эта взаимосвязь воплощается в типовых усилиях по минимизации количества отходов, используемых все шире на площадках при разведке и добыче ископаемых. Системы с замкнутым циклом использования суспензий позволяют снизить затраты как на суспензию, так и на обработку отходов путем уменьшения общих объемов буровых растворов. Проекты заводнения пластов с одновременным удалением промысловых вод при использовании их для увеличения добычи нефти. Системы повторного использования газа из отдушин обсадных труб иногда используемые совместно с подачей пара в пласт, позволяют увеличить объемы добычи и извлечения жидких фракций природного газа и при этом устранить источник выбросов в атмосферу.

В следующих разделах приведено описание преобладающих способов работы с отходами, применяемых на практике совместно с работами по разведке и добыче.

Отстойники-накопители

Во время операций бурения отработанные буровые растворы, кусочки измельченной породы и другие отходы накапливаются на территории площадки. Отстойники-накопители служат в качестве первичных емкостей для хранения этих отходов, часто вместе с подготовленной водой, которая идет на приготовление бурового раствора. Обычно расположенные рядом с буровой вышкой, отстойники-накопители могут, как правило, принять 2 - 3 объема от проектного количества бурового раствора для проходки скважины. В зависимости от требований норм и правил, гидрогеологических условий и состава бурового раствора, для отстойников-накопителей может потребоваться использование глины или синтетического пленочного уплотнения для предотвращения вертикальной миграции содержимого отстойника. В некоторых случаях надземный бассейн или резервуар может быть использован вместо более обычного земляного отстойника.

Содержимое отстойника изменяется в зависимости от состава бурового раствора, геологии пласта и практики работы. В дополнение к отработанному буровому раствору и кусочкам измельченной породы в отстойник могут подаваться остатки цементного раствора, дождевая вода, неиспользованные добавки к буровому раствору, стоки из буровой установки и различные химические вещества, применяемые на нефтяном месторождении. Если используется буровой раствор на соленой воде или при проходке скважины встретился соляной купол, то содержание хлоридов в отходах, направляемых в отстойник, может быть весьма высоким. Подобно этому, буровые растворы на основе нефти могут существенно повысить содержание углеводородов в буровых отходах. Поскольку отстойник-накопитель может оставаться открытым некоторое время с момента начала добычи (при современных технологиях 6-12 месяцев), то существует возможность для смешивания различных отходов от обустройства скважины и/или добычи нефти с отходами при проходке.

Было установлено, что концентрации хлоридов в отстойниках-накопителях составляют от 570 до 135000 мг/л. Содержание нефти и масел может достигать от 800 до 28000 мг/л. Содержание бария (в результате применения барита в качестве утяжелителя бурового раствора) находится в диапазоне от 30 до 56200 мг/л. Другие загрязняющие вещества включают бензол, фенантрен, нафтены, толуол и прочие легко и средне летучие органические вещества. Могут присутствовать различные металлы, включая алюминий, железо, кадмий, хром и свинец.

Отстойники-накопители могут служить в качестве временных или постоянных емкостей для хранения некоторых или всех отходов, которые в них содержатся. В зависимости от преобладающих нормативных требований, а также от гидрогеологических условий и содержимого отстойника, некоторые или все отходы могут быть захоронены в отстойнике. С этой целью возможно альтернативное использование ряда мест на площадке промысла и вне ее.

Во многих случаях владельцы промысла осуществляют засыпку отстойников-накопителей природным грунтом для постоянного захоронения буровых отходов. Обычно захоронению предшествует удаление воды из отстойника. На месте (in situ) для отвердения отходов применяют цемент, гашенную или негашеную известь с целью снижения подвижности содержимого отстойника до захоронения.

Отходы из отстойника-накопителя можно удалить и другим путем - сбросом в поверхностные воды или используя их в сельском хозяйстве. Эти методы рассмотрены отдельно в связи с обращением с отходами, образующихся при добыче.

Удаление буровых отходов в кольцевое пространство

В тех случаях, когда захоронение отходов на площадке экономически нецелесообразно (например, высокие концентрации хлоридов или тяжелых металлов), владельцы могут вывести отходы из отстойника путем нагнетания их в кольцевое пространство скважины. Отходы из отстойника-накопителя, которые можно перекачивать насосами, нагнетаются в кольцевое пространство скважины. Этот способ отличается от нагнетания под землю, поскольку отходы попадают в ствол скважины, а не в подземные пласты. Закачивание в кольцевое пространство не устраняет необходимости в установке цементных пробок для федеральных водозаборов.

Централизованные земляные отвалы для удаления отходов

Из-за экономических, арендных ограничений или по нормативным причинам некоторые владельцы промыслов удаляют отходы из отстойников-накопителей в земляные отвалы за пределами площадки. Отходы перевозят на эти централизованные сооружения на автотранспорте. (Дополнительную информацию о централизованных сооружениях см. ниже).

Уменьшение количества отходов при бурении

Из-за потенциально высокой стоимости транспортировки и/или удаления больших объемов отходов при бурении некоторые владельцы уменьшают бремя отходов путем использования замкнутых систем для буровых растворов и рециркуляцию их. Замкнутые системы позволяют уменьшить общий объем используемого бурового раствора (и, следовательно, удаляемого) за счет эффективной рециркуляции раствора и его возврата после отделения кусочков измельченной породы. Такие системы позволяют рециркулировать либо жидкость, либо твердую фазу раствора или обе вместе, в зависимости от проекта.

Иногда некоторые владельцы промыслов уменьшают затраты на удаление раствора и отходов путем рециркуляции использованного бурового раствора. Это более применимо в случае более дорогих буровых растворов на основе нефти; для районов, где трудно осуществить хранение отходов на площадке или вне ее, или на месторождениях, где запланирована проходка большого количества скважин. Рециркуляция бурового раствора основана на удалении кусочков измельченной породы и химическом восстановлении необходимых свойств буровых растворов. В этом случае необходимо производить удаление только кусочков измельченной породы и остатков бурового раствора.

Отстойники и резервуары для хранения, отстаивания и удаления пены

Удаленные из производственного потока отходы необходимо сохранить на площадке до их удаления. К этим отходам относятся промысловые воды из сепараторов и дегидрататоров, необработанные эмульсии из устройств для тепловой обработки, осадки из сепараторов, донные осадки из резервуаров и отходы процессов удаления серы и дегидратации. Их можно хранить в земляных отстойниках или резервуарах отдельно или вместе.

Промысловая вода, отходящая из различных установок для обработки на площадке может иметь различное содержание твердых частиц, нефти и масел и эмульсий (среди прочих веществ). Вода с высоким содержанием твердых частиц или углеводородов требует дополнительного времени для разделения твердой фазы и всплывания нефтепродуктов для последующего извлечения. Эти воды направляются сначала в отстойники-осадители или отделители пены, а затем - на хранение в резервуары или другие земляные отстойники. Отделенные углеводороды возвращаются в производственный поток, а осажденные твердые частицы периодически удаляются из отстойника и хранятся в земляном отстойнике для осадков.

Двух- и трех фазные сепараторы, устройства для отделения воды и тепловой обработки непрерывно накапливают осадок, который выпадает из обрабатываемых продуктов. Основную массу этих осадков составляют песок, ил, парафины, сульфаты и другие вещества вместе с водой и остаточными количествами углеводородов. Осадки из сепараторов необходимо периодически удалять, обычно сбрасывая их в земляной отстойник-осадитель или резервуар. В резервуарах промысловой воды и хранения продуктов также со временем происходит накопление осаждающихся твердых частиц, которые необходимо удалять. Этот донный осадок можно соединять с содержимым отстойников-осадителей.

Нагнетание под землю

Как указывалось выше, промысловая вода является отходами с наибольшими объемами, которые образуются при нефте- и газодобыче. В стране около 90% всех промысловых вод удаляется с помощью нагнетания в скважины, что разрешено программой UIC (EPA). Большое количество этой воды используется при заводнении или нагнетании пара для стимулирования добычи нефти. Остальная часть из этих 90% удаляется путем нагнетания в глубинные скважины или в кольцевое пространство скважин.

Использование промысловых вод для заводнения или при нагнетании пара в пласт обычно требует ее предварительной обработки. В зависимости от качества воды, предварительная обработка может включать лишь добавление ингибиторов коррозии для защиты целостности нагнетательных скважин. Однако в некоторых случаях твердые частицы, нефть и масла и другие примеси в отходах могут повредить скважины и загрязнить инжекторы. По этим причинам проведение заводнения или нагнетания пара может потребовать установки на площадке устройств для обработки воды. Отходы, удаленные из нагнетаемой воды, можно хранить в резервуарах или земляных емкостях с другими отходами нефтяных месторождений или закачивать в глубинные скважины.

Нагнетание воды в глубинные скважины или в кольцевое пространство заключается в перекачивании насосами жидких отходов в определенный пласт для постоянного хранения. При нагнетании в глубинные скважины зона нагнетания известна. Нагнетание можно осуществлять в исходный пласт из которого проведена добыча, пласты соленых вод или в более старые истощенные пласты. В соответствии с требованиями программы UIC обычно определяются ограничения по проекту, мониторингу и давлению нагнетания для операторов, работающих с нагнетательными скважинами.

Нагнетание в кольцевое пространство включает закачивание промысловой воды в кольцевое пространство между буровой трубой и обсадной колонной или поверхностной обсадной трубой и промежуточной обсадной колонной скважины, из которой уже не проводится добыча. Поскольку в этом случае точная зона нагнетания неизвестна, то все федеральные водозаборы должны изолироваться цементными пробками.

Сброс промысловых вод в поверхностные воды

В некоторых случаях владельцы скважин могут сбрасывать промысловую воду в поверхностные воды. Такие сбросы требуют разрешения NPDES с указанием допустимых концентраций в стоках загрязняющих веществ. В связи с этим промысловые воды необходимо подвергать предварительной обработке перед сбросом. Обычно устанавливаются нормативы по допустимым уровням для хлоридов, нефти и масел, общего количества растворенных твердых веществ (TDS), рН и сульфатов.

Испарительные и фильтрующие земляные отстойники

Испарительные и фильтрующие земляные отстойники применяются для удаления промысловых вод. Испарительные отстойники обычно имеют противофильтрационный экран из глины или синтетической пленки, а фильтрующие земляные отстойники устраивают без такого экрана, что позволят просачивание вод в грунт. Экономическая целесообразность использования испарительных или фильтрующих отстойников частично определяется гидрогеологией района и концентрациями компонентов в отходах. Владельцы скважин могут строить отдельные испарительные отстойники для каждой площадки или месторождения или перевозить либо перекачивать по трубам воду на централизованные устройства, обслуживающие ряд буровых.

Использование отходов в земледелии

В качестве альтернативы захоронению твердых веществ из отстойников-накопителей, осадков из отстойников и других твердых и полутвердых отходов возможно использование участков обрабатываемой земли для удаления указанных отходов. Внесение отходов из отстойников на поля обычно включает распределение отходов тонким слоем на поверхности почвы с механической вспашкой или без нее для обеспечения биологического разложения, адсорбции и разбавления компонентов. В зависимости от предполагаемого использования земель изменяют степень нагрузки. В некоторых штатах и местностях нормативные документы ограничивают предельные нагрузки в зависимости от общей дозы на единицу обрабатываемой площади (например, килограммов нефти и масел на один гектар, кг/га).

Часто этот метод применяют при окончательном закрытии отстойника-накопителя или площадки, при этом использование в земледелии позволяет быстро восстановить растительный покров на поврежденных участках. Факторы, влияющие на качество почвы на площадке и ее продуктивность включают общее содержание хлоридов, концентрацию нефти и масел и наличие избирательно действующих на растения фитотоксичных компонентов. Еще одну возможность для владельцев скважин представляют коммерческие земледельческие хозяйства.

Поверхностное распределение промысловых вод

Владельцы скважин могут использовать ряд способов распределения промысловых вод по поверхности. Для вод с низким или умеренным содержанием солей промысловые воды можно использовать для поливки дорог с целью борьбы с пылью или со льдом. Полив дорог может потребовать дополнительной обработки вод до их использования. Концентрации нефти и масел, рН и естественные радионуклиды регулируются на уровне штата или местными органами.

Использование промысловых вод для орошения

В программе NPDES предусмотрены исключения при установлении разрешающих требований на поверхностный сброс промысловых вод, если они приносят пользу в сельском хозяйстве (ограничено западной частью США). Поэтому обработанные промысловые воды можно сбрасывать в оросительные каналы или другие водоводы для сельскохозяйственных целей. Некоторые владельцы скважин направляют промысловые воды, после их обработки в устройствах рециркуляционной системы, непосредственно в оросительные каналы. Уровень очистки воды, часто требуемый для проведения заводнения пласта, может быть достаточным для такого сброса вод, что дает владельцам возможность удалять излишнее количество обработанной воды таким способом.

Централизованные сооружения для обработки

Многие владельцы используют централизованные сооружения для удаления необлагаемых и части облагаемых налогами отходов. Такие централизованные сооружения могут иметь нагнетательные скважины классов I и II, установки для сжигания отходов, отстойники-испарители, земляные угодья и/или возможности для восстановления растительного покрова. Ими пользуются мелкие владельцы скважин и в районах, где существуют специфические проблемы с удалением отходов. Централизованные сооружения для обработки отходов обычно имеют достаточную производительность для переработки отходов от нескольких месторождений.

Извлечение сырой нефти из отходов

Фирмы, занимающиеся извлечением сырой нефти из отходов, представляют собой независимых владельцев, которые занимаются обработкой различных отходов нефтяных месторождений с целью сбора и продажи остатков нефти, извлеченной из отходов. В основном для этого используются отходы парафинов, отходы при очистке трубопроводов болванками и донный осадок резервуаров. Для извлечения остаточных количеств нефти применяются гравитационные, тепловые и химические методы с целью отделения сырой нефти от промысловой воды и осадков и для “разрушения” стабильных эмульсий.

Следует особо отметить, что отходы после извлечения сырой нефти не являются обязательно исключаемыми из перечня RCRA, подраздел С. В ожидании окончательного решения EPA временно приняла решение о том, что только отходы, получаемые при обработке необлагаемых налогом отходов не облагаются налогом. Поэтому смешивание необлагаемых и облагаемых налогом отходов до или после их обработки может привести к тому, что все они подпадут под требования подраздела С необходимостью больших затрат.

Материалы для дорожного строительства

Еще одним вариантом захоронения или удаления за пределы площадки донного осадка и отходов из отстойников-осадителей является применение этих материалов некоторыми владельцами скважин для отмостки дорожного плотна на арендуемых участках. Такая утилизация может потребовать предварительной обработки донного осадка для нейтрализации тяжелых металлов или других опасных веществ до использования. Обычно проводится обезвоживание осадков перед их смешиванием с другими строительными материалами для дорог, а затем применение их для дорожного полотна.

Извлечение газов из отдушины обсадной колонны

Нагнетание пара для увеличения добычи обычно приводит к повышению давления газов в пласте, поступающих в колонну обсадных труб. Присутствующие газы могут содержать природный газ, сероводород и легкие органические компоненты, перешедшие в газообразную форму при повышении температуры в пласте при проникновении в него пара. Исторически газы из отдушины сбрасываются в атмосферу. Их сброс может регулироваться требованиями Управления гражданской авиации (САА) или иными нормами и правилами. Некоторые владельцы скважин контролируют выброс в атмосферу этих газов, направляя их в систему для извлечения. В системе отделяются конденсирующиеся фракции природного газа от сероводорода и других газов и направляют в производственную линию. В отдельных скрубберах отделяют серосодержащие компоненты от очищенного природного газа, направляемого на сжигание в факеле. Такие системы позволяют повысить извлечение жидких фракций из природного газа и увеличить поток продукта путем снижения противодавления в стволе скважины, создаваемого в противном случае газами. Дополнительно к этому значительно уменьшается выброс в атмосферу углеводородов и SO2.

Газовые факелы

Объем добычи газа на нефтяных месторождениях может быть ниже экономически выгодного уровня. При свободном выходе в атмосферу без сжигания природный газ из скважины может создавать опасность взрыва на площадке. Поэтому некоторые владельцы скважин сжигают отходящий газ в факеле (сжигают). В связи с тем, что отходящий газ может содержать сероводород, некоторые владельцы скважин вынуждены направлять продукты сгорания газа в скруббер для удаления диоксида серы, образующегося при сгорании сероводорода.

Различные и необлагаемые налогом отходы нефтяных месторождений

Проведение разведки и эксплуатация скважин требует эксплуатации промышленного оборудования и проведения операций с большим числом веществ для очистки, обработки продуктов и отходов, технического обслуживания систем и т.п. Многие из этих отходов являются неопасными промышленными отходами, которые можно вывозить на обычные сельскохозяйственные поля или размещать на площадке промысла. Другие отходы могут быть облагаемые налогами веществами, подпадающими под действие требований RCRA, подраздел С. Отсутствие разделения облагаемых налогом отходов может создать трудности с утилизацией смеси отходов.

Закрытие площадки

Когда отдельная скважина или ряд скважин месторождения исчерпаны и становится экономически не выгодным продолжать добычу, владелец может принять решение о прекращении добычи и о закрытии или оставлении площадки. Закрытие установки влечет за собой соответствующее закрытие скважин с демонтажем оборудования и закрытием устья скважины, как показано в разделе по закрытию скважин. Закрывают отстойники-накопители и другие котлованы, вырытые в земле на площадке скважины (см. раздел по работе с отходами), а саму площадку восстанавливают. Обычно все оборудование для перекачивания, сбора или добычи продуктов на площадке демонтируют для использования на других скважинах. Монтажную площадку скважины восстанавливают, а дороги взрыхляют для разрушения уплотненных участков и восстановления природной консистенции почвы. Если отходы накапливали на площадке (например, вносили в почву, засыпали в отстойниках-накопителях и т.д.), то может потребоваться заключение о возможности их постоянного нахождения на площадке.

После закрытия площадки (демонтажа оборудования и закрытия отходов на площадке) проводят восстановление земли. Если верхний слой почвы снимали и сохраняли отдельно при проведении первоначальных земляных работ, то эту почву распределяют по поврежденной земле и засевают всю площадку (по возможности теми же видами растений). Для окончательной рекультивации может потребоваться несколько лет.

Деятельность, проводимая при закрытии площадки и восстановлении почвы, зависит от требований к рекультивации в штате или на национальном уровне и объема долговых обязательств перед административными органами по обеспечению полноты закрытия и восстановления местности.

ДОБЫЧА МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

В последние годы добыча метана из угольных пластов стала ценным альтернативным источником природного газа. Газ из угольных пластов с исторической точки зрения рассматривался как опасность для угольных шахт, требующая дегазации до начала добычи угля и постоянной вентиляции. В настоящее время его можно экономически выгодно добывать не только наряду с эксплуатацией шахт, но и из пластов, которые слишком глубоко залегают для добычи угля (Mills, R.A. and J.W.Stevenson, May 13, 1991). Добыча газа из угольных пластов обычно основана на традиционных технологиях, часто с изменениями для учета отличающейся природы газоносных пород. В данном разделе рассмотрена природа газа из угольных пластов и основные практические приемы его добычи.

Природа ресурса

В отличие от обычных месторождений в песке или в песчанике, в которых свободно мигрирующий природный газ занимает пустоты в слое, угольные пласты содержат сорбированные газы, обычно метан и диоксид углерода, которые образуются на месте как побочный продукт самого процесса образования углей. Эти газы занимают участки поверхности во всей угольной материнской породе. Поскольку площадь поверхности угля может быть достаточно большой (весьма приблизительно, около одного миллиарда квадратных футов на тонну угля), то содержание газа в угольном пласте может значительно превосходить объем газа, находящийся в эквивалентной площади обычного газового месторождения (Kuuskraa, V.A. and C.F.Brandenburg, October 9, 1989).

Все угли содержат некоторое количество метана. Содержание метана в угле обычно меняется в зависимости от его категории (чем выше категория угля, тем больше содержание газа) и глубины залегания (чем глубже залегает уголь, тем выше содержание газа). В частности, глубина залегания угольного пласта определяет давление в пласте. Сорбция газа на угле зависит от давления в пласте. Изотерма десорбции определяет давление, при котором газ начинает десорбироваться (выделяться) в зависимости от температуры (Schraufnagel, R.A., et al, May 13, 1991).

Угольные пласты обычно насыщены водой. Гидростатическое давление пластовой воды вносит свой вклад в общее давление в пласте и повышает сорбцию газа. Таким образом, изотерма десорбции определяет величину, до которой необходимо понизить гидростатическое давление для выхода метана их угля (Schraufnagel, R.A., et al, May 13, 1991).

Сеть пересекающихся трещин внутри пласта, называемая “кливаж”, определяет проницаемость пласта (Puri, R. et al., May 13, 1991). Кливаж (слоистость) позволяет перемещение жидкостей и газов внутри пласта. Как и в обычных залежах природного газа проницаемость угольного пласта можно увеличить путем гидравлического разрушения, вызывая распространение трещин в направлении от ствола скважины.

Такие факторы, как содержание газа, давление в пласте, проницаемость и давление воды в совокупности определяют экономическую целесообразность добычи газа из угольных пластов. Например, пласт с низким содержанием газа и высоким гидростатическим давлением по изотерме десорбции потребует излишней добычи воды на единицу добываемого метана. Аналогично этому, пласт с очень низкой проницаемостью потребует интенсивного разрушения для того, чтобы извлечь содержащийся в нем газ. Отсутствие необходимой технологии увеличения добычи препятствует извлечению газа.

Виды проектов разработки угольных пластов

Из различных видов добычи газа из угольных пластов наиболее часто применяют на практике следующие: вертикальные скважины для дегазации до начала шахтной добычи; горизонтальные скважины для дегазации; вертикальные газовые скважины в пустой породе; и, наконец, вертикальные газовые скважины независимо от угледобычи. Проекты скважин для добычи газа совместно с шахтами вначале возникли с целью сведения к минимуму риска, создаваемого шахтным газом при добыче угля, а также для минимизации объема воздуха для вентиляции шахт. Однако владельцы шахт и кооперативные предприятия с участием шахт и газовиков имеют целью обеспечение прибыльности добычи и продажи газа, а не сброса его в атмосферу. Опыт осуществления дегазации шахт в последнее время привел к разработке проектов добычи газа независимо от работы шахт.

Вертикальные скважины для дегазации до начала угледобычи

До начала разработок угольного пласта осуществляют бурение вертикальных скважин для дегазации на малом расстоянии от верхней части пласта или в самом пласте. При бурении скважин для дегазации применяется обычная буровая техника, как и при добыче природного газа, однако скважины меньше, по сравнению с используемыми в обычной газодобыче. Эти скважины служат для частичного удаления рудничного газа и уменьшения количества воды в пласте до начала разработки месторождений. Добытый газ продают после его очистки на поверхности и сжатия.

Горизонтальные скважины для дегазации

В шахте могут быть пробурены горизонтальные скважины до начала добычи угля на сотни метров в угольный пласт с целью уменьшения содержания метана в угле, который будут добывать. По этой схеме газ с низким давлением собирается в больших трубах, идущих на поверхность через основной ствол или вентиляционные стволы шахты. Газ можно выбросить в атмосферу или продать. Продажа газа, однако, требует больших мощностей для сжатия и может потребоваться отделение диоксида углерода.

Газовые скважины в пустой породе

Современная угледобыча часто включает использование технологии выемки лавами. При такой сплошной системе разработки строится щит длиной до нескольких сот метров. Щит установлен на мобильной машине с самоподдерживающейся кровлей. По мере продвижения щита происходит осадка пород за ним. Эта осадка в результате приводит к возникновению сильно растрескавшейся “балластной” зоны, называемой еще закладкой, часто распространенной на сотни футов над пластом (Mills, R.A. and J.W.Stevenson, May 13, 1991). В этой зоне с очень высокой проницаемостью накапливается газ, который может просачиваться назад в шахту, создавая опасность взрыва.

Скважины в породе для отвода газа предназначены для его вывода из верхней части породы до того, как он начнет просачиваться в шахту. Пробуренные на небольшом расстоянии от верхней части шахты, эти скважины позволяют получать газ низкого давления с потенциально высоким содержанием диоксида углерода. Добытый газ можно обработать и сжать для продажи или сбросить в атмосферу.

Вертикальные газовые скважины независимо от угледобычи

В последнее время основной интерес в области добычи газа из угольных пластов вызывают проекты проведение работ независимо от угледобычи. В таких проектах основной целью является добыча газа как и при обычной добыче природного газа из месторождений. До настоящего времени целью являются угольные пласты, залегающие слишком глубоко для угледобычи, а также слои, содержащие много угольных пластов различной ширины.

Проекты дегазации или других вариантов добычи газа из угольных пластов, осуществляемые вместе с угледобычей, выходят за рамки настоящего документа. Рассмотренные выше операции были приведены только с целью показать весь диапазон существующих проектов по добыче газа из угольных пластов. Остальная часть данной работы будет посвящена только добыче газа.

Проходка и обустройство скважин для добычи метана из угольных пластов

Большинство скважин для добычи газа из угольных пластов бурят с применением обычной для нефтяных и газовых скважин технологии. Наиболее часто применяют вращательное бурение для проходки скважин диаметром от 7 7/8 до 9 1/2 дюйма (от 200 до 240 мм), в зависимости от требуемой обсадной колонны и размера труб. Иногда осуществляют бурение скважин меньшего диаметра с целью снижения стоимости буровых работ. В западных штатах владельцы скважин могут использовать монтажные площадки буровых для обычных скважин природного газа для сведения к минимуму затрат на добычу (Logan, T.L. 1989-1990). В целом предпочтительно применение буровых растворов на воде, а не нефтяных или пенных суспензий, как с целью удешевления работ, так и для снижения потенциально возможных повреждений пластов. Наконец, при обычных буровых работах используют передвижные емкости для буровых растворов и малого размера земляные отстойники для приема избытка пластовых жидкостей и возвращаемых растворов.

Одним из главных опасений при проведении буровых работ в угольных пластах является возможность нарушения пласта. Такие разрушения приводят к необратимой сорбции компонентов бурового раствора на угле в непосредственной близости от ствола скважины и к уменьшению проницаемости (Puri, R. et. al., May 13, 1991). Дополнительно к этому кусочки угля и угольная мелочь забивают трещины возле ствола скважины, еще больше снижая проницаемость. В связи с этим, владельцы буровых могут выбрать вариант проведения буровых работ под давлением в скважине, при этом мелкие частицы и растворы остаются в стволе скважины и вымываются при обустройстве скважины (Logan, T.L. 1989-1990).

Для окончательного обустройства скважин по добыче газа из угольных пластов применяется ряд технологий в зависимости от состояния пластов и стратегии добычи. К ним относятся: обустройство открытого устья скважины, обустройство открытого устья скважины с полостью и обустройство скважины с обсадной колонной с применением обсадных труб со щелями или круглыми отверстиями. Любой из этих методов может быть использован совместно с разрушением пластов и/или других технологий стимулирования добычи.

Для обустройства открытого устья скважины необходима проходка скважины до верхней части пласта, ввод обсадной колонны почти до пласта, а затем продолжение бурения через пласт на достаточную глубину, чтобы создать отстойник или “крысиную нору” для накопления мелких частиц и прочего мусора в нижней части ствола скважины. При эксплуатации этих скважин, которые являются достаточно обычными, возникают трудности в случае неисправности насосов и уменьшения проницаемости пласта из-за накопления мелких частиц и заноса ствола скважины (Lambert, S.W., S.L. Graves, and A.H. Jones, 1989-1990).

Альтернативная стратегия обустройства открытой скважины предусматривает проходку через пласт, опускание обсадной колонны до верхнего уровня пласта, а затем создание большой полости вокруг ствола скважины путем “подъема” скважины. Полость образуется в результате извлечения угля, который падает на дно скважины. После удаления остатков мусора в зоне добычи устанавливается предварительно перфорированная обсадная труба. Хотя по такому способу легче бороться с накоплением мелких кусочков угля, однако такой метод обустройства связан с риском того, что буровая труба и обсадная колонна могут застрять в нижней части скважины, что потребует переделок (Logan, T.L. 1989-1990). Важно отметить, что способы открытого обустройства скважин позволяют обрабатывать один пласт, однако ни один из этих способов не создает хороших условий для проведения добычи из нескольких пластов (Lambert, S.W., S.L. Graves, and A.H. Jones, 1989-1990).

Обустройство скважины с обсадной колонной требует проходки через один или несколько угольных пластов до самого нижней зоны, цементирование колонны обсадных труб в зонах. Затем проводят перфорацию с применением перфорационной пушки или подобного способа. Как цементный раствор, так и растворы для обустройства могут вызвать разрушение пласта из-за необратимой сорбции компонентов растворов или блокирования трещин цементом или мусором. Опять же, риск повреждения пласта может быть снижен, если обустройство скважины будет закончено при малом избыточном давлении. Способ обустройства скважины с обсадной колонной обеспечивает наилучшие возможности для проведения добычи газа из нескольких пластов.

Повышение продуктивности скважин по добыче метана из угольных пластов

По мере развития технологии добычи газа продолжаются дискуссии о том, какой метод повышения продуктивности скважины дает наилучшие результаты. Выбор способа повышения продуктивности зависит от числа пластов, из которых производится добыча газа, глубины залегания, мощности и давления в нужных пластах, а также от ряда других факторов. Определенный успех был достигнут при применении гидроразрушения пластов с использованием в качестве разрушающей жидкости воды и геля с поперечными связями. Гели обеспечивают подачу большего количества несущего материала, однако могут сорбироваться на угле, вызывая набухание и потерю проницаемости (Palmer, I.D., et al, May 13, 1991). Кроме того, промывка водой/кислотой после разрушающих растворов только частично устраняет проблемы сорбции. Вода может переносит меньшее количество несущего материала, но значительно дешевле гелей и не сорбируется на угле (Schraufnagel, R.A., et al, May 13, 1991).

Добыча метана из угольных пластов

Как описано ранее, добыча метана из угольных пластов требует понижения давления в пласте до величины, ниже того уровня, при котором газ начинает десорбироваться из угля. Это достигается за счет отвода воды, что снижает гидростатическое давление внутри угольного пласта. После обустройства скважины и установки тюбинга для добычи, вода поступает в скважины и откачивается на поверхность. По мере откачивания воды давление в пласте снижается до точки на изотерме десорбции, в которой начинается выделение сортированного газа. Чем сильнее падение давления, тем быстрее происходит освобождение газа. В результате скважины в угольных пластах обладают свойством, которое называют “отрицательный наклон”, согласно которому расход газа растет во времени, достигает плато и затем уменьшается. В этом заключается отличие от обычных скважин для добычи нефти или газа, для которых достигается пиковая добыча с последующим постоянным ее падением.

Вначале выход воды из скважин для добычи газа из угольных пластов очень большой. Содержание газа мало или он отсутствует в потоке, пока давление все еще превосходит давление десорбции в данной залежи. По мере падения давления начинается десорбция газа, выходящего вместе с водой в скважину. Наконец, когда давление воды значительно упало, в скважину поступает свободный газ и вода (McElhiney, J.E., R.A. Koenig, and R.A.Schraufnagel, 1989-1990). Промежуток времени от первоначального откачивания воды до добычи газа может составлять от нескольких дней до нескольких лет (Burkett, W.C., et al., May 13, 1991).

Установки для добычи метана из угольных пластов в значительной степени похожи на площадки по добыче природного газа, но отличаются размерами. Поскольку вместе с рудничным газом извлекается вода, то обычно необходимо наличие устройств для отделения воды или других сепараторов. Резервуары для воды на площадке по добыче газа из угольных пластов больше по объему или требуют более частого опорожнения по сравнению с применяемыми при добыче природного газа. Кроме того, для рудничного газа редко требуется удаление серы (облагораживание).1

Примечание: (1- Во всех документах, просмотренных при подготовке этого доклада, не упоминается об удалении серы. Хотя угли могут иметь высокое содержание серы, авторы не нашли указаний на то, что газы из таких пластов могут содержать соединения серы.)

На площадках для добычи газа из угольных пластов требуются более мощные компрессорные установки по сравнению с добычей природного газа. Обычно необходимо предварительное сжатие для перекачки добытого газа на центральную станцию сжатия/обработки. Однако давление добычи газа из угольных пластов часто значительно ниже давлений в магистральных газопроводах.

Добыча воды из скважин рудничного газа падает со временем до минимальной величины. Эта минимальная величина (различная для разных скважин) обычно превосходит расход воды из скважин при добыче природного газа. Однако и качество воды из скважин по добыче рудничного газа выше, чем из обычных скважин нефти и природного газа. Например, во всех восточных месторождениях среднее содержание твердых растворенных веществ (TDS) примерно равно 4000 мг/л, в то время, как в западных месторождениях средние значения по содержанию TDS находятся на уровне 1000 мг/л. Для обоих регионов компонентами, вызывающими опасения, являются железо и марганец (Lee-Ryan, P.B., et al., May 13, 1991).

Обращение с отходами при добыче метана из угольных пластов

Проекты по добыче метана из угольных пластов обычно не требуют отдельного обращения с отходами. Отходы при разведке и эксплуатации объектов по добыче газа из угольных пластов подобны тем, которые образуются при добыче нефти или природного газа, поскольку технологии и материалы в целом аналогичны. Как отмечалось выше, наибольший поток отходов при добыче газа из угольных пластов составляет промысловая вода. Обычно образуются большие объемы воды, чем при добыче природного газа, но меньшие, чем на нефтяных разработках, а вода имеет более высокое качество. Обработка промысловых вод, как правило, требует отделения твердых веществ в земляных отстойниках-осадителях перед сбросом в поверхностные воды или нагнетания в глубинные скважины.

Следует упомянуть, что скважины для добычи газа из угольных пластов требуют более частого проведения дополнительных работ в сравнении с обычными скважинами природного газа. Необходимость в доработке (до 4 раз в год) возникает в результате накопления угольной мелочи и мусора в нижней части скважины, вызывая отказ насосов и потерю проницаемости пластов (Schraufnagel, R.A., et al, May 13, 1991). Более частое проведение операций по доработке влечет за собой и образование отходов в больших объемах.

В заключительной части данного документа рассмотрено потенциальное влияние на окружающую среду, связанное с операциями по разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. В этом анализе рассмотрены также и проекты по добыче метана из угольных пластов наряду с обычными операциями по добыче нефти и природного газа. Согласно этому подходу, подробное рассмотрение проектов по добыче метана из угольных пластов проводится только в тех случаях, когда оно обосновано специфическим воздействием на среду или отличается иным образом для этих проектов.

ПОТЕНЦИАЛЬНО ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Приведенное ниже описание потенциального воздействия на окружающую среду основано на конкретных документированных примерах ущерба, связанного с деятельностью по разведке месторождений и добыче нефти и газа. Этот перечень видов воздействия не является исчерпывающим, Точно также, не всякая операция, связанная с добычей нефти и газа, может потенциально оказать все описанные виды возможного воздействия. Вместо этого, потенциальные виды воздействия устанавливаются и описываются в рамках концептуальной структуры, где это возможно, для каждого положения описываются возможные варианты. В общем, можно сказать, что необходимо проводить исследования, чтобы определить потенциальные виды воздействия для каждого конкретного объекта.

Этот раздел структурирован по компонентам окружающей среды или по соответствующей тематике (подземные воды, поверхностные воды, почвы, воздух, экосистемы и землепользование). В свою очередь, подразделы для отдельных компонентов окружающей среды организованы в соответствии с операциями по добыче нефти и газа (разведка и разработка месторождений, добыча и обращение с отходами) по конкретным вопросам или положениям, которые определяют потенциальные воздействия для каждой описанной операции. Раздел по экосистемам характеризует экосистемы (прибрежные и сухопутные) и содержит описание положений и соответствующих переменных, а раздел по землепользованию устанавливает типичные операции землепользования (например, выпас скота и т.д.) и влияние, которое на эти операции может оказать деятельность, связанная с нефтью и газом.

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ

Термин "грунтовые воды" относится к воде, насыщающей приповерхностную область (зону). Эта зона называется водоисточником, если из нее можно добыть достаточные для использования количества пресной или питьевой воды. Примерно половина всего населения США и 95 процентов сельского населения используют грунтовые воды для питьевого водоснабжения. Обычно скорость течения грунтовых вод весьма невелика по сравнению с поверхностными водами. Грунтовые воды могут пополняться за счет поверхностных вод или осадков. Грунтовые воды могут вытекать на поверхность естественным путем (в виде родников) или питать существующие поверхностные водные объекты (озера, ручьи и т.д.).

Ниже отмечается многие из потенциально возможных видов воздействия на грунтовые воды, связанные с операциями по добыче нефти и газа. Для этих видов воздействия представлены различные пути загрязнения грунтовых вод и последующие возможные виды воздействия на здоровье людей или окружающую среду и виды воздействия, связанные с утратой доступных источников грунтовых вод, что впоследствии может повлиять на доступность питьевой воды и привести к возможному пересыханию поверхностных водоемов (например, водно-болотных угодий и т.д.). Еще раз подчеркивается, что потенциальное и фактическое воздействие определяется конкретными условиями для каждого отдельного объекта (например, производимой деятельностью, конкретным состоянием окружающей среды на объекте и т.д.).

Разведочное и подготовительное бурение

Потенциальное воздействие разведочного и подготовительного бурения на грунтовые воды может представлять собой непосредственный результат бурения скважины с поверхности через ненасыщенные водой зоны, насыщенные водой зоны (водоисточник) до проникновения в потенциально нефтеносные пласты. Нефтеносные пласты часто являются также и зонами, содержащими соленые соды. В этом случае потенциально опасные загрязнители не ограничиваются углеводородами, а включают также соли и металлы. Конкретные виды потенциального воздействия описаны ниже..

Вертикальная миграция загрязнителей

Потенциальное воздействие на грунтовые воды может быть связано с хранением буровых растворов, резервными амбарами для отходов и другими запасами жидкостей (дизельное топливо, глинистые добавки) на поверхности. При этом скважина может представлять собой потенциальный канал для выделения загрязнителей. Протекающие или аварийные резервуары или амбары, ливневые стоки с промплощадки могут привести к миграции загрязнителей в приповерхностные водоисточники. Исторически использовавшаяся практика применения неизолированных запасных котлованов и амбаров для бурового раствора (которые, возможно, вырывались на глубину водоносного горизонта), которая и сейчас используется в некоторых местах, приводит к случаям загрязнения грунтовых вод. Кроме того, скважина может служить каналом, связывающим зону добычи (в которой находятся углеводороды и другие загрязнители) и пригодные для использования водоисточники. Если скважина не снабжена обсадными трубами или же если обсадка и цементная изоляция повреждаются, то возникает повышенная опасность потенциальной миграции загрязнителей. Масштабы потенциального воздействия зависят от объема и компонентов утечки, от глубины залегания грунтовых вод и от характеристик почвы. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как: углеводороды, тяжелые металлы и хлориды.

Понижения уровня грунтовых вод

При бурении скважины через водоносные горизонты, вода может выходить из этих зон (возможно из водоисточников) и выкачиваться на поверхность вместе с буровым раствором, что потенциально может привести к локальному снижению уровня водоисточника. Однако, при прохождении водоносных слоев, операторы могут попытаться быстро предотвратить попадание пресной воды в колонну бурового раствора, поскольку это может привести к набуханию желеобразующих добавок (например, бентонита) в буровом растворе и к потере их эффективности.

Добыча

В разделе ниже принимается, что первичная добыча включает искусственное повышение отдачи пластов без управления давлением пласта или изменения подземных свойств продукта. Потенциальный эффект от воздействия на подземный пласт, связанные с каждым этапом добычи, рассматриваются до потенциальных эффектов операций на поверхности, которые одинаковы для всех этапов добычи. Некоторые из описанных методов не применимы для добычи газа.

Миграция стимулирующих растворов в грунтовые воды

Стимулирующее воздействие на зону добычи гидравлического разрыва может повлиять на грунтовые воды. В общем, попытки стимулировать добычу за счет облегчения течения пластовых жидкостей к скважине включают увеличение проницаемости зоны добычи или образование каналов (разрывов), по которым может мигрировать жидкость. Если возникающие за счет повышения давления разрывы выходят за пределы зоны добычи, то может возникать воздействие на грунтовые воды из-за миграции разрыхляющих растворов в водоисточники.

В случае скважин по добыче метана из угольных пластов на востоке США, вероятность воздействия на грунтовые воды за счет разрыхляющих растворов может увеличиваться из-за часто неглубокого залегания целевых угольных пластов.

Повреждения и выбросы на действующих скважинах

В некоторых случаях повышение давления в зоне добычи за счет гидравлического или взрывного разрыва может привести к повреждению расположенных неподалеку артезианских скважин и закрытых скважин. Если давление достаточно велико, то могут происходить выбросы из скважин, приводящие к загрязнению грунтовых вод разрыхляющими растворами и углеводородами. В случае скважин по добыче метана из угольных пластов на востоке США, вероятность воздействия гидравлического разрыва на действующие скважины может увеличиваться из-за часто неглубокого залегания целевых угольных пластов.

Миграция нагнетаемых растворов в грунтовые воды

Заводнение связано с потенциальной опасностью загрязнения грунтовых вод нагнетаемыми растворами (часто это попутные рассолы). Рыхлые зоны (естественные разрывы в сланцах) или другие дефекты в геологических пластах могут привести к миграции закачиваемых растворов в зоны пресной воды. Миграция может также вызываться и утечками из обсадки нагнетающих скважин. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как: рассолы, следовые загрязнители попутных вод и углеводороды. (См. Рис. 8).

Дополнительную озабоченность может вызывать возможное расположение закрытых, неправильно заглушенных скважин или артезианских скважин для пресной воды в гидрологическом контакте с зонами закачки. Эти скважины могут служить каналами для нагнетаемых растворов или же на них может повлиять увеличение давления в зоне добычи. Потенциальная возможность воздействия нагнетаемых растворов через закрытые скважины зависит от геологических свойств данной области, относительных величин давления в зоне нагнетания и в соответствующем водоисточнике, от типа, расположения и состояния закрытой скважины.

Миграция пара и других нагнетаемых растворов в грунтовые воды

Как нагнетание пара, так и закачивание химических веществ потенциально могут привести к нежелательной миграции закачиваемых растворов и/или углеводородов в расположенные неподалеку водоисточники или скважины. Масштабы потенциального воздействия зависят, помимо прочих факторов, от природы нагнетаемых растворов. Пар, для получения которого часто используется попутная вода, может содержать значительное количество солей. При нагнетании химических веществ растворы могут содержать поверхностно-активные вещества, полимеры и щелочи. Как и в случае заводнения, закрытые скважины, пробуренные в этот же пласт могут служить каналами для проникновения закачиваемых растворов в водоисточники.

Потенциальный ущерб от подземного сжигания

Подземное сжигание, которое довольно редко используется, связано с потенциальными видами воздействия, подобными воздействию описанных выше методов. Кроме того, подземное сжигание может приводить к значительному повреждению обсадки скважины, что способствует миграции растворов между зонами, содержащими жидкости.

Миграция в грунтовые воды при утечках из сборных линий

Продукты, выкачиваемые на поверхность из одной или нескольких скважин на арендуемом участке должны собираться в сборных линиях-коллекторах, которые соединяют скважины с установками для переработки и хранения. Коррозия, постоянные утечки или разрывы сборных линий могут привести к миграции углеводородов в неглубоко расположенные грунтовые воды.

Утечки из резервуаров для продукции

Перед отправкой запасы нефти и газа могут храниться в наземных или подземных резервуарах. Утечки из резервуаров для продукции могут привести к миграции в грунтовые воды. Масштабы потенциального воздействия зависят от объема и длительности утечки.

Работа с отходами

Некоторые операции с отходами при добыче нефти и газа тесно связаны с общей практикой работы с растворами. Например, амбары для буровых растворов и резервные котлованы служит для хранения используемых растворов, а также для хранения отходов материалов, которые накапливаются при буровых операциях. С другой стороны, наземный сброс буровых растворов после закрытия амбаров, производится исключительно как операция с отходами. Некоторые практические операции по работе с растворами, равно как и операции непосредственно связанные с отходами, могут оказать потенциальное воздействие на грунтовые воды.

Миграция растворов, которые закачиваются в глубокие скважины

В масштабах страны примерно 90% попутно добываемых вод закачиваются в глубокие скважины, либо для увеличения добычи нефти, либо для глубинного сброса отходов. В дополнение к этому в глубинные пласты могут закачиваться и другие растворы нефтяной скважины. Как и в случае заводнения, описанного выше, неадекватное оборудование обсадки и/или коррозия обсадных труб могут привести к миграции отходов в водоисточник (либо из пласта, в который производится закачивание, либо из самой скважины). Кроме того, работающие или закрытые скважины, пробуренные в этот же пласт, могут представлять потенциальную опасность миграции закачиваемых растворов в водоисточники.

Миграция при закачивании в кольцевое пространство скважины

Закачивание в кольцевое пространство скважины иногда используется для удаления попутной воды или буровых растворов. Неправильная цементация обсадки, поврежденная обсадка или контакт с водоисточником могут привести к миграции этих жидкостей в водоисточники, пригодные для использования.

Миграция отходов, хранящихся в резервуарах или амбарах

Хотя резервные котлованы или амбары для бурового раствора часто закрывают вскоре после начала добычи, другие сборники отходов используются в течение всего срока эксплуатации. Обычно наиболее значительную часть содержимого резервных амбаров составляют буровые растворы и измельченная порода, в амбарах могут присутствовать практически все остальные отходы (включая попутную воду, эмульсии, нефтяные отходы и т.д.). Утечки или аварии стенок резервных амбаров и/или отсутствие изолирующих слоев могут привести к миграции растворов в грунтовые воды или поверхностные водоемы. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как хлориды, металлы и углеводороды. Смешивание отходов в резервных амбарах или резервуарах может усилить потенциальное воздействие на грунтовые воды. Сброс сепарационных суспензий, эмульсий, не подлежащих переработке, донного отстоя из резервуаров и отходов обработки нефти в амбары для попутной воды увеличивает перечень компонентов, которые могут мигрировать в грунтовые воды в случае утечки.

Миграция отходов очистки газа

Если в рамках аренды требуется производить очистку газа, существует вероятность миграции отходов газоочистки в грунтовые воды (и в поверхностные водоемы). В процессе очистки газа могут выделяться в качестве отходов элементарная сера, отработанная губчатое железо, другие аминосоединения и гликоли. Смешение этих отходов с попутной водой или другими жидкими отходами в амбарах может увеличить потенциальное воздействие на грунтовые воды.

Вертикальная миграция загрязнителей поверхностных объектов переработки

От избытка буровых растворов и попутной воды можно избавиться при помощи различных методов переработки на поверхности, таких как полив дорог, полив поверхности земли или выпаривание. Ливневые стоки в местах, где используется полив дорог солеными водами, может привести к инфильтрации хлоридов в неглубокие водоисточники. Подобным образом, установки для выпаривания могут привести к вертикальной миграции засоленных растворов в неглубоко расположенные грунтовые воды. И наконец, наземный сброс отходов (распределение по поверхности и запахивание в землю твердых и жидких отходов, таких как попутная вода и буровые растворы) может привести к инфильтрации хлоридов и отходов нефтепродуктов в неглубоко расположенные грунтовые воды.

Закрытие объекта

В этот раздел включены только те потенциальные виды воздействия при закрытии объекта, которые не рассматриваются в других разделах. Например, захоронение буровых растворов рассматривается в разделе работы с отходами, хотя эта операция может производиться как составная часть операций окончательного закрытия скважины.

Вертикальная миграция содержимого закрытого амбара в грунтовые воды

При закрытии скважины, котлованы на промплощадке могут заполняться грунтом для окончательного захоронения. Если при этом не обезвоживается содержимое котлована и/или же используется покрывной грунт неадекватного качества для минимизации проникновения дождевой воды, то в результате загрязнители могут мигрировать в неглубокие водоисточники. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как хлориды, углеводороды, металлы, естественные радионуклиды, и другие отходы нефтедобывающего объекта.

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДОЕМЫ

К поверхностным водоемам относятся озера, ручьи, реки, водно-болотные угодья и т.д. Они являются основой для жизни разнообразной дикой флоры и фауны. Кроме того, многие виды землепользования зависят от поверхностных вод, включая выпас скота, лесное хозяйство и отдых. Поверхностные водоемы и грунтовые воды существуют как динамично взаимодействующие системы, поверхностные воды могут пополнять грунтовые воды, подпитывая приповерхностные водоисточники; грунтовые воды также могут втекать в поверхностные водоемы, поддерживая сток поверхностных водоемов даже в периоды низких осадков или в отсутствие осадков. Типичные виды воздействия на поверхностные водоемы включают высокую нагрузку по суспензиям или нерастворимым твердым веществам (часто связанную с ливневым стоком) и загрязнение солями, токсичными веществами или бактериальное загрязнение. Рыбы и другие виды, обитающие в водоемах (флора и фауна), могут обладать особой чувствительностью к отдельным токсичным веществам (см. Табл. 1 - Критерии Качества Воды).

Ниже приводятся потенциальные виды воздействия на поверхностные водоемы, которые связаны с операциями по добыче нефти и газа. Для этих видов воздействия представлены различные пути загрязнения поверхностных водоемов и последующие возможные воздействия на здоровье людей или на окружающую среду. Еще раз подчеркивается, что потенциальное и фактическое воздействие определяется конкретными условиями для каждого отдельного объекта (например, производимой деятельностью, конкретным состоянием окружающей среды на объекте и т.д.)

Разведочное и подготовительное бурение

Ливневые стоки объекта и поверхностные водоемы

Строительство дорог может привести к эрозии почвы и к переносу грунта и осадков в поверхностные водоемы, приводя к высокому содержанию взвешенных частиц и более быстрому заиливанию. Кроме того, утечки из резервных котлованов и амбаров для бурового раствора и их переполнение могут привести к миграции загрязнителей в поверхностные водоемы. Подобным образом, после того, как на промплощадке начались работы по бурению, в почвах могут накапливаться отходы нефтепродуктов и различные химические вещества (добавки для бурового раствора, дизельное топливо, смазочные материалы, промывные растворы буровой и т.д.). Утечки из резервуаров на объекте или прорыв таких резервуаров могут внести дополнительный вклад в распространение отходов. Поверхностные ливневые стоки могут переносить такие отходы в поверхностные водоемы, что потенциально может оказать влияние на популяции водных видов и ухудшить качество поверхностных вод. Потенциальное воздействие зависит от содержимого амбаров, однако внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как: измельченные твердые отходы бурения и другие твердые материалы, добавки для буровых растворов, рапа, естественные радионуклиды, отходы нефтепродуктов и металлы.

Добыча

Миграция при утечках из резервуаров для хранения продукции

Запасы нефти и газа могут храниться в поверхностных или подземных резервуарах перед их поставкой. Утечка из резервуаров для хранения может привести как к непосредственной миграции загрязнителей в поверхностные водоемы так и к их смыву ливневыми стоками с загрязненных почв. Масштабы потенциального воздействия зависят от компонентов, степени интенсивности или длительности утечки.

Миграция при утечках из сборных линий

Продукты, выкачиваемые на поверхность из одной или нескольких скважин на арендуемом участке должны собираться в сборных линиях-коллекторах, ведущих к установкам для их хранения и переработки. Длительные утечки из сборных линий или их разрывы могут привести к миграции нефти непосредственно в принимающие поверхностные водоемы (или к попаданию нефти в эти водоемы с ливневыми стоками с загрязненных почв). Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как углеводороды и ароматические углеводороды.

Вертикальная миграция закачиваемых растворов

Закачивание воды в продуктивную зону для вторичной добычи может привести к нежелательной миграции воды через закрытые или неадекватно заглушенные скважины в данной области. Может происходить прорыв соленых вод (выход подземных вод из зоны добычи на поверхность) с их возможной миграцией в поверхностные водоемы. Такая потенциальная возможность может еще сильнее проявляться при третичной добыче, когда используются более высокие давления при нагнетании пара. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как хлориды, добавки к закачиваемым растворам и углеводороды.

Работа с отходами

Сброс попутной воды в поверхностные водоемы

Попутное извлечение воды из зоны добычи вместе с нефтью и газом характерно для всех стадий добычи, вода может поступать попутно уже в первые дни работы скважины. Попутная вода как правило представляет собой наиболее значительную часть отходов, связанных с добычей нефти и газа. Попутная вода требует значительных мощностей для ее переработки и хранения на поверхности, прежде чем от нее можно будет избавиться каким-либо образом. Потенциальная опасность воздействия попутной воды на поверхностные водоемы связана с непосредственным сбросом попутной воды в водоемы, утечками из амбаров и резервуаров (или с авариями на этих объектах) или с ливневыми стоками с поверхностных испарительных установок. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как остаточные нефтепродукты, металлы, хлориды и естественные радионуклиды.

Миграция смешанных отходов

Смешивание отходов в амбарах или резервуарах может привести к усилению потенциального воздействия на поверхностные водоемы. Сброс сепарационных суспензий, эмульсий, не подлежащих переработке, донного отстоя из резервуаров и других отходов сепарации и обработки нефти вместе с попутной водой в резервные амбары может привести к повышению подвижности этих отходов и увеличить количество компонентов, которые могут мигрировать в поверхностные водоемы при их утечке.

Ливневые стоки поверхностных установок для переработки

Избыток буровых растворов или попутной воды может подвергаться переработке на поверхности при помощи различных методов, включая слив на дороги, запахивание в землю и выпаривание. Ливневые стоки в местах, где практикуют слив соленых вод на дорогах, может привести к миграции хлоридов в поверхностные водоемы. Подобным образом, ливневые стоки установок для выпаривания также может привести к миграции соленых вод в поверхностные водоемы. И наконец, наземный сброс отходов (распределение по поверхности и запахивание жидких и твердых отходов, таких как попутная вода и буровые растворы) может привести к миграции хлоридов и отходов нефтепродуктов в поверхностные водоемы.

Миграция отходов очистки газа

Если при аренде данного участка требуется производить очистку газа, то возникает потенциальная возможность миграции хранящихся отходов газоочистки в поверхностные водоемы. В процессе очистки газа могут образовываться отходы элементарной серы, отработанное губчатое железо, другие аминосоединения и гликоли. Смешивание этих отходов с попутной водой или другими жидкими отходами в амбарах может усилить их потенциальное воздействие на поверхностные водоемы.

Закрытие объекта

В этом разделе рассматриваются только те виды потенциального воздействия, связанные с закрытием объекта, которые не рассматриваются в других разделах. Например, сброс буровых растворов рассматривается в разделе, посвященном работе с отходами, хотя такие операции могут быть и составной частью процесса закрытия объекта.

Осадки в поверхностных водоемах

Если не производится рекультивация и посадка растительности на закрытых нефтяных промплощадках, то грунт с этих промплощадок может попадать в поверхностные водоемы (из-за эрозии и ливневых стоков). Кроме того, такая эрозия может увеличить риск загрязнения поверхностных водоемов за счет других источников (например, закрытых свалок, загрязненной почвы и т.д.).

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВЫ

Ниже отмечены типичные виды воздействия на почвы, связанные с операциями по добыче нефти и газа, включающие уплотнение грунта (и повреждение прикорневой зоны верхних слоев почвы), эрозия и смыв грунта (связанные с уничтожением растительного покрова и смывом грунта дождями), загрязнение грунта органическими веществами (например, углеводородами и т.д.) и неорганическими веществами (солями и серой), что приводит к токсическому воздействию на растения и загрязнению ливневых стоков. Еще раз подчеркивается, что потенциальное и фактическое воздействие определяется конкретными условиями для каждого отдельного объекта (например, производимой деятельностью, конкретным состоянием окружающей среды на объекте и т.д.).

Разведка и подготовка

Уплотнение и эрозия почвы, связанные со строительством дорог

Обычно при разведке месторождений прокладываются временные дороги для обеспечения доступа к месту разведочного бурения и для транспортировки вышек и другого оборудования для бурения и разработки месторождения. Нарушение грунтового покрова, связанное с выравниванием дорожной трассы, может привести к эрозии, а последующее движением транспорта по этим дорогами может привести к уплотнению грунта и снижению его продуктивности. Прикорневые участки грунта могут повреждаться и не смогут в дальнейшем поддерживать дикую растительность. Кроме того, постоянное движение транспорта по бездорожью также может привести к подобному уплотнению грунта и повреждению растительности. Уничтожение или повреждение растительного покрова и почв может привести к усилению смыва грунта осадками и к дальнейшему развитию процесса эрозии.

Смыв с промплощадки

Ливневые стоки с промплощадок при значительных осадках потенциально связаны с возможностью смыва содержимого амбаров и открыто хранимых отходов, что может привести к воздействию на почвы. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как отходы нефтепродуктов, буровые растворы и соли. Если при бурении проходят солевой купол или другие пласты с высоким содержанием солей, то в амбарах могут находиться концентрированные солевые растворы, что усиливает степень потенциального негативного воздействия на почвы.

Добыча

Уплотнение и эрозия почв в период добычи

Для начала добычи необходима дополнительная подготовка промплощадки - от подготовительного бурения до установки сборочных трубопроводов и строительства дорог для транспортировки продукции. Как правило, такая подготовка объекта может непосредственно оказать воздействие на грунт на объекте, а также расширить площадь потенциального воздействия. Помимо этого, усиление движения транспорта, связанное с транспортировкой продукции и вывозом отходов может привести к усилению уплотнения грунта на дорогах и вблизи дорог.

Утечки из резервуаров для хранения продукции

Перед поставкой запасы нефти и газа могут храниться в наземных или подземных резервуарах. При утечке из резервуаров для хранения может возникнуть опасность их миграции в почвы на промплощадке. Масштаб потенциального воздействия зависит от интенсивности и продолжительности утечки.

Утечки из коллекторной линии

Продукты, выкачиваемые на поверхность из одной или нескольких скважин, должны собираться коллекторными линиями, ведущими к установкам для их хранения и переработки. Длительные утечки из коллекторных линий (или их разрыв) могут привести к воздействию на почвы как на самой промплощадке, так и за ее пределами. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как углеводороды и ароматические углеводороды.

Нагнетаемые растворы и прорыв соленой воды

Нагнетание воды в зону месторождения при вторичной добыче может привести к нежелательной миграции воды в закрытые или неадекватно заглушенные скважины в данной области. Может происходить выброс соленых вод (появление воды из зоны добычи на поверхности), что потенциально может причинить ущерб затронутым почвам.

Этот потенциальный эффект может многократно усилиться при третичной добыче, когда используется высокое давление для парового подъема. Внимания в данном случае заслуживают такие компоненты как хлориды, добавки к нагнетаемым растворам и углеводороды.

Работа с отходами

Рытье котлованов, их переполнение и утечки

Как уже ранее обсуждалось, для операций бурения на промплощадке требуются резервные котлованы и амбары для хранения и временного сброса буровых растворов и отходов буровой. При рытье этих котлованов происходит непосредственное воздействие на почвы. Если верхние слои грунта при рытье котлованов не отделяются от нижних слоев, то при рекультивации участка их продуктивность и эффективность может быть утрачена. Кроме того, при нарушении изолирующего слоя в котловане (или при его отсутствии) может происходить инфильтрация растворов в подстилающие слои грунта. Подобным образом, утечки через стенки амбара (или их разрушение) могут привести к растеканию отходов по поверхности грунта как на самой промплощадке, так и за ее пределами. Масштабы потенциального воздействия зависят от состава растворов, находящихся в котловане и от объема утечек. Следует учесть, что загрязнение почв рассолами может привести к тому, что они станут непригодными для произрастания растений. Другие виды воздействия на почвы могут быть связаны с наземных хранением промывных вод буровой и других отходов и с утечками из резервуаров для хранения (или с авариями на этих резервуарах).

Отходы очистки газа

Если в на данной арендуемой площадке требуется производить очистку газа, то существует опасность загрязнения грунта хранящимися отходами газоочистки. В процессе очистки газа могут образовываться следующие отходы: элементарная сера, отработанное губчатое железо, другие аминосоединения и гликоли. Смешивание этих отходов с попутной водой или другими жидкими отходами в котлованах может усилить их потенциальное воздействие на почвы. Ранее отходы серы газоочистительных установок часто сбрасывали непосредственно на почву, формируя запас серы для последующего вывоза. Вода, которая протекает через такое хранилище, сильно закисляется и разрушительно воздействует на почвы. Такую практику могут использовать и сейчас.

Захоронение отходов из амбаров на промплощадке

Неглубокое захоронение буровых отходов и других отходов из амбаров, накопленных в процессе добычи, может привести к вертикальной миграции солей и углеводородов в верхние слои почвы, что наносит ущерб растениям и приводит к потере продуктивности почв.

Наземный сброс отходов из амбаров

Наземный сброс отходов из амбаров (запахивание твердых отходов или шламов в землю) может привести к долгосрочному ущербу для продуктивности почв, если эти отходы содержат высокие общие концентрации растворенных солей (особенно хлористого натрия) или содержать значительные количества нефти и масел, или же если естественная способность почв нейтрализовать эти отходы превышается. Чувствительность к солям и углеводородам зависит от типа почвы и видов растений. Однако, повреждения могут наступать уже при величине электрического сопротивления почв в 4 мОм/см. и при концентрации нефти и масел порядка 2 мг./л.

Выпаривание попутной воды

Наземное выпаривание попутной воды может привести к накоплению солей в затронутых грунтах. Значительные концентрации солей могут снизить продуктивность почв на многие годы.

Закрытие объекта

Осадки в поверхностных водоемах за счет смыва грунта с промплощадки

Если закрытые буровые не рекультивируются и на них не восстанавливается растительность, то может развиваться эрозия поверхностных слоев почвы. Эти слои, в связи с использованием такой площадки могут содержать отходы и компоненты (например, пропитанный нефтью мусор, углеводороды, металлы и т.д.), которые потенциально могут мигрировать за пределы промплощадки и вызывать загрязнение.

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ВОЗДУХ

Воздействие на воздух включает выделение токсичных и нетоксичных загрязнителей при бурении скважин для добычи нефти и газа, при их добыче и при работе с отходами. Токсичные газы могут встречаться в зоне добычи (особенно сероводород и полиароматические углеводороды) и выбрасываться в воздух при добыче. Кроме того в воздух выбрасываются и обычные загрязнители, такие как пылевидные частицы, озон, окись углерода, связанные с использованием дизельных двигателей, обеспечивающих буровую установку энергией.

Ниже отмечаются потенциальные виды воздействия на воздух, связанные с операциями по добыче нефти и газа. Для этих видов воздействия указываются пути загрязнения воздуха, а также их последующее воздействие, связанное с выпадением загрязнителей на почву. Кроме того рассматривается влияние на здоровье людей и на окружающую среду. Еще раз подчеркивается, что потенциальное и фактическое воздействие определяется конкретными условиями для каждого отдельного объекта (например, производимой деятельностью, конкретным состоянием окружающей среды на объекте и т.д.).

Разведочное и подготовительное бурение

Выбросы сероводорода, связанные с активными операциями

В некоторых местностях на территории США сероводород является естественным загрязнителем, содержащимся в нефте- и газоносных пластах. Неконтролируемые выбросы сероводорода при бурении могут представлять опасность для здоровья людей. Обычно производят эвакуацию буровых, если в воздухе около буровой обнаруживается сероводород.

Выбросы пыли

Летучая пыль может образовываться при строительстве дорог, при очистке промплощадки, при движении транспорта на буровую или с буровой, при смешивании бурового раствора на промплощадке.

Выхлопные газы машин и механизмов

Использование тяжелых машин при подготовке буровой и при ее эксплуатации, виброгрохоты возвратного бурового раствора и использование других механизмов при эксплуатации буровой всегда будут сопровождаться выбросом выхлопных газов от такого оборудования. Выхлопные газы могут содержать окислы азота, окислы серы, озон, окись углерода и аэрозоли.

Добыча

Выбросы газовых факелов

При аренде некоторых месторождений нефти может добываться столь малое количество попутного газа, что его экономически невыгодно собирать для продажи. Если для такого газа не находится другого применения, то от него могут избавляться путем сжигания на воздухе. При сжигании газа могут происходить выбросы окиси углерода, окислов азота и, если газ кислый, то и двуокиси серы. Кроме этого могут происходить выбросы продуктов неполного сгорания.

Испарение нефтяных фракций

Сырая нефть обычно содержит некоторые фракции, которые могут испаряться при обычных температурах и давлении. Хранение сырой нефти в открытых резервуарах, а также накопление отходов нефти и масел в резервных амбарах может приводить к выбросу летучих органических соединений (ЛОС) в атмосферу. Помимо этого, свой вклад могут внести утечки летучих веществ из трубопроводов, закрытых резервуаров и перерабатывающего оборудования. Такие выбросы смогут вызывать особое беспокойство на тех территориях, которые еще не добились соблюдения стандартов содержания озона в атмосфере.

Выделение сероводорода из кислого газа

При работе установок по переработке кислого газа может происходить выброс сероводорода, обладающего токсичными свойствами. Эффект может быть локальным и будет зависеть от концентраций сероводорода в воздухе.

Выхлопные газы машин и механизмов

Работа промыслового оборудования, такого как насосы, сепараторы, установки термообработки, генераторы и паровые котлы может сопровождаться выбросом продуктов сгорания топлива. Эти выхлопные газы могут содержать окислы азота, окислы серы, окись углерода и аэрозоли. Обычная для этой отрасли практика состоит в использовании топлива, которое добывается на буровой, так что выхлопные газы машин и механизмов могут содержать большее количество аэрозолей, чем при использовании рафинированного топлива. Помимо этого, в выбросах могут присутствовать также и продукты неполного сгорания.

Работа с отходами

Испарение при выпаривании и наземном сбросе

Конструкция испарительных котлованов для попутной воды и других отходов позволяет парам воды и ЛОС попадать в атмосферу. Это может также происходить и при разбрызгивании или при других способах наземного сброса попутной воды или других отходов (сброс на поверхность или слив на дороги).

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЭКОСИСТЕМЫ

Структура этого раздела несколько отличается от предыдущих. Сначала в нем представлена сводка биотических и абиотических параметров и их влияние на экосистемы. Затем в следующих двух подразделах обсуждается воздействие на наземные и водные экосистемы. Поскольку экологические воздействие операций по добыче нефти и газа часто носит локализованный характер, лучше всего добываться устранения этого воздействия за счет тщательно продуманного размещения таких предприятий в экосистемах и за счет минимизации площади подверженных такому воздействию территорий. Принимая решения о размещении объектов, следует учитывать присутствие чувствительных областей, таких как редкие места обитания, чувствительные виды, водные объекты и т.д. В тех случаях, когда невозможно избежать воздействия операций по добыче нефти и газа, следует принять все возможные меры для ограничения ущерба (минимизация площадей нарушаемых участков и составление графика работ таким образом, чтобы не потревожить растения или животных во время критических периодов их жизненного цикла). Это может означать временное приостановление или перенос операций, чтобы не тревожить животных в период миграции или выведения потомства.

Заявление о Воздействии на Окружающую Среду или Оценка Воздействия на Окружающую Среду должны учитывать потенциальное воздействие на ряд биотических и абиотических характеристик мест обитания. Эти характеристики определяют природу данной среды обитания и, определенным образом, также определяют чувствительность среды обитания к нагрузке со стороны человека. Не имея представления о диапазоне этих характеристик и об их сезонных вариациях, было бы практически невозможно установить, определены ли наиболее важные виды воздействия или нет. Однако, даже после всестороннего рассмотрения этих характеристик, может возникнуть необходимость связаться с местными экспертами в области экологии, чтобы выяснить, значительными ли будут изменения этих характеристик, связанные с разведкой или бурением. Таких экспертов, как правило, можно найти, установив контакты с местными университетами или с ближайшими государственными университетами.

Абиотические параметры экосистем

Абиотические параметры являются важными факторами, определяющими тип и функционирование наземных экосистем. К ним относятся температурный режим и климат, водный режим и объем осадков, топография, почвы, питательные вещества и свет. Для водных экосистем к наиболее важным абиотическим параметрам относятся размеры водного объекта, скорость течения и объем стока, температура, концентрации солей и доступность питательных веществ. Каждый из этих параметров описан ниже.

Температура

Различные виды животных и растений значительно отличаются по способности переносить экстремальные температуры. Поскольку оптимальная температура для некоторых стадий жизненного цикла многих живых организмов отличается, температура и климат являются ограничителями для распространения видов. В целом, можно сказать, что распространение многих видов ограничивается наиболее низкой или наиболее высокой температурой, переносимой этими видами на стадиях их жизненного цикла, когда они наиболее уязвимы (обычно на стадии размножения).

Водообеспеченность

Природу наземных живых сообществ во многом определяют способы получения и хранения воды. С практической точки зрения, обсуждение вопросов, связанных с водой, сложно отделить от обсуждения вопросов, связанных с температурой или климатом, поскольку живые организмы используют воду для регулирования температуры.

Водные отношения в рамках той или иной экосистемы часто тесно связаны с распределением атмосферных осадков. В связи с этим, сезонное распределение осадков часто является более существенным фактором чем среднегодовая норма осадков. Например, существуют живые организмы, которые обычно не испытывают недостатка в воде при уровне осадков в регионе в 50 дюймов в год, распределенным по всему году. Но если такая же норма осадков выпадает в течение нескольких месяцев, а остальное время превалирует длительная засуха, то такие виды едва ли смогут выжить.

Вода часто является лимитирующим фактором, определяющим место обитания. Влажность (или ее недостаток) оказывает влияние на распределение видов растений на той или иной географической территории или местности. Таким образом, изменение водного режима может оказать определяющее влияние на существующие популяции.

Влажность, или содержание воды в воздухе, оказывает влияние на скорость потери воды растениями или почвами. Влажность меняется в зависимости от покрова почвы и от топографических факторов. Относительная влажность как правило более высока под кроной деревьев в лесу, чем на открытом пространстве в любое время суток, суточный диапазон уровней влажности выше всего в долинах, где он снижается с повышением высоты. Местный режим влажности может изменяться под воздействием удаления растительного покрова, что может оказать существенное воздействие на состав видов растений в близлежащей местности.

Питательные вещества

Живым организмам для роста и развития требуется как минимум от 30 до 40 элементов. Для жизни животных и растений необходимы макро- и микроэлементы. К ним относятся кальций, магний, фосфор, калий, сера, натрий, хлор и следовые элементы, такие как медь, цинк, бор, марганец, молибден, кобальт, ванадий и железо. Растения могут извлекать эти питательные вещества непосредственно из почв. Все животные в конечном итоге зависят от поступления этих питательных веществ с растительной пищей.

Каждому отдельному виду растений требуется определенное количество важнейших элементов и каждый вид может использовать доступные питательные вещества во своему, не так как другие виды. Это позволяет различным видам растений, произрастающим в одной и той же среде обитания, использовать несколько отличающиеся источники питательных веществ. Например, растения с короткой корневой системой могут потреблять питательные вещества из верхних слоев почвы, в то время как растения с глубокой корневой системой могут использовать более глубоко расположенные запасы питательных веществ. Некоторые виды успешно приспособились к жизни на почвах с невысоким содержанием питательных веществ, но проигрывают в конкуренции с другими видами на более богатых почвах. Таким образом, количество питательных веществ в почвах оказывает значительное воздействие на распределение видов растений в той или иной местности.

Степень кислотности почвы влияет на всасывание питательных веществ растениями, и, соответственно, на распределение видов растений. Растения, которые более толерантны к кислым почвам, как правило отличаются и большей устойчивостью к ионам металлов, чем те растения, которые приспособлены к существованию в области высоких уровней pH.

Поскольку все животные зависят от растительной пищи (прямо или косвенно), то количество и качество растений может влиять на благополучие животных. Если количество растений недостаточно, то животные могут страдать от недоедания, голода или могут покидать данную местность. Недостаточное количество растительной пищи может повлиять на репродуктивность животных, на их здоровье и продолжительность жизни.

В водные экосистемы питательные вещества попадают как правили с суши, Растения, произрастающие в бассейне реки или на ее берегах укрепляют почвы, богатые питательными веществами и поглощают питательные вещества. Для размещения нефтяного или газового предприятия может потребоваться удаление растительного покрова, что может увеличить приток питательных веществ в водный объект и повысить вероятность его эвтрофикации.

Рельеф

Как уже отмечалось выше, топографические факторы оказывают влияние на температурный режим и водный режим местности, а следовательно, могут определять сообщества растений и их распределение. В сухой местности при выборе места для нефтяной или газовой установки необходимо учитывать топографические факторы. Низколежащие местности могут быть подвержены наводнениям, могут накапливать осадки и поддерживать жизнь сообществ животных и растений, не характерных для близлежащих мест.

Почвы

Почвы состоят из органических и неорганических веществ и, как правило, обладают четко выраженной структурой. Такая структура представляет собой чередование слоев материалов, обладающих различными свойствами, каждый такой слой обладает различной толщина, варьирующей в определенных интервалах. Жизнь растительных сообществ зависит от определенных структур почв и от других факторов, таких как размер зерен, pH и содержания питательных веществ. Удаление растительного покрова может привести к эрозии почвы, уничтожению поверхностного слоя почвы и к изменениям в составе сообществ растений. Перед удалением имеющихся почв и растительности необходимо рассмотреть меры предотвращения, чтобы ограничить площадь земли, которую может затронуть эрозия.

Освещенность

Свет - это важный фактор, определяющий биологические функции растений. Растения используют энергию света для фотосинтеза. Некоторым видам растений требуется больше света чем другим, интенсивность освещения или уровень затемнения оказывают значительное влияние на стадии размножения растений. Некоторым растениям требуется значительное количество света для цветения или созревания семян. Другие виды растений более чувствительны к яркому солнечному свету и могут производить семена только в тени. Таким образом, удаление растительного покрова может помешать цветению или созреванию семян у некоторых видов растений и открыть простор для менее желательных и более приспособленных видов растений.

Сток и водные экосистемы

К пресноводным экосистемам относятся как сезонные ручьи и пруды, так и реки и озера. Экосистемы с соленой водой включают лиманы, прибрежные области и океаны. Интенсивность стока в этих системы определяет, до некоторой степени, их способность выдерживать сбросы без серьезных последствий. Для рек и ручьев величину стока можно охарактеризовать средним стоком, как x лет низкого стока и x лет высокого стока. Озера и пруды можно охарактеризовать степенью оборота воды, скоростью замещения воды. Экстремально высокий сток в водном объекте (на три порядка или выше среднегодового стока), указывает на возможность наводнения и может быть важным фактором при рассмотрении вопроса о размещении промышленного объекта.

Соленость

Соленость водного объекта оказывает влияние на водную биоту. Пресноводные организмы как правило чувствительны к увеличению концентрации солей и этот фактор важно учитывать, при решении вопроса о том, будут ли попутные воды сбрасываться в водоемы или закачиваться под землю. Даже для более засоленных водных объектов при сбросе соленых попутных вод важно учитывать, что промежуточная область - переход от пресной к соленой воде характеризуется переходным солевым составом и служит местом обитания для уникальным сообществ видов, для выживания которых необходим определенный солевой режим

Мутность и взвешенные осадки

Повышение мутности воды в водных экосистемах может быть результатом сбросов, усиленной эрозии почв или взмучивания ила. Увеличение мутности воды может негативно повлиять на фотосинтез в водных экосистемах (за счет снижения интенсивности света, необходимого для жизнедеятельности фитопланктона). Кроме того, поскольку мутность связана со взвешенными частицами, это может повлиять на питание фильтрующих организмов. И наконец, при осаждении взвешенных частиц они могут повлиять на придонную растительность или изменить режим течения.

Биотические параметры экосистем

Биотические параметры экосистем дают представление о здоровье экосистемы и о возможном воздействии операций по добыче нефти и газа на индивидуальные виды или сообщества видов. К биотическим параметрам, которые необходимо рассматривать в рамках Заявления о Воздействии на Окружающую Среду или Оценки Воздействия на Окружающую Среду относятся: редкие виды и виды, находящиеся под угрозой исчезновения, доминантные виды, а также относительные размеры популяция и мест обитания.

Редкие виды и виды, находящиеся под угрозой исчезновения

В каждом Заявление о Воздействии на Окружающую Среду или Оценка Воздействия на Окружающую Среду следует рассмотреть возможное воздействие на редкие или исчезающие виды. Как правило недостаточно иметь лишь перечень таких видов, чтобы оценить потенциальное воздействие. Необходима также информация о размерах популяций и, насколько это возможно, информация о предпочтительных местах обитания таких видов и о распределении на местности таких мест обитания. Виды, которые являются редкими для данной местности, могут иногда относиться при этом к достаточно распространенным видам в других частях страны, но это не дает оснований сбрасывать со счетов негативное воздействие операций по добыче нефти и газа на популяции этих видов.

Доминантные или важные виды

Определенные виды могут считаться доминантными в связи со значительными популяциями. В то же время другие виды считаются доминантными поскольку их значение связано не только с количественными параметрами, а с объемами потребляемой пищи или с особой экологической нишей (требования к пище и/или к месту обитания). Доминантные виды можно определить только на основании информации о местных экосистемах. Для этого может потребоваться проведение консультаций с местными экспертами (например, представителями экологических, ботанических или зоологических факультетов местных университетов или институтов, представителями местных государственных служб, занимающихся вопросами рыболовства или дикой природы и т.д.). Как правило в Заявлении о Воздействии на Окружающую Среду или в Оценке Воздействия на Окружающую Среду обычно не приводится информация о доминантных видах, но в них могут определяться виды, имеющие коммерческое или рекреационное значение. Такие определения как правило не учитывают экологического значения этих видов. Как и в случае редких и исчезающих видов, сами по себе перечни важных или местных видов не дают возможностей для адекватной оценки потенциального воздействия операций по добыче нефти и газа на их популяции.

Места обитания

Каждое место обитания или место, где проживает тот или иной вид, определяется набором биотических и абиотических факторов. Место обитания никоим образом не ограничивается каким-либо одним видом, хотя некоторые виды более требовательны к местам обитания чем другие. Некоторые виды мест обитания распространены во многих местах на территории страны, более уязвимыми обычно являются редкие места обитания для данной местности. Некоторым видам для поддержания размеров популяции необходима определенная минимальная площадь подходящего места обитания и сокращение такой площади приведет к сокращению популяции.

Наземные экосистемы

Как правило, воздействие операций по разведке или добыче нефти и газа на окружающую среду связано с одним из трех факторов: выделением токсичных (или посторонних) химических веществ в окружающую среду; удалением естественного растительного покрова (чтобы расчистить место для буровой, вспомогательных установок или амбаров) и изменением топографии поверхности или структуры почв таким образом, что это приводит к изменению течения поверхностных или грунтовых вод или же косвенно воздействует на растительность или животных, обитающих в данной местности. Эти виды воздействия рассматриваются ниже.

Выделение токсичных химических веществ в окружающую среду

Имеется довольно обширная информация по возможному воздействию индивидуальных токсичных веществ на отдельные организмы или группы организмов. Разработаны разнообразные методы исследований для измерения концентраций токсичных веществ в почвах, воде или воздухе, которые могут оказывать негативное воздействие на ряд видов растений и животных. Результаты исследований, выраженные в величинах ЭК50 или ЛК50, соответствуют концентрациям, при которых 50 процентов организмов повергаются тому или иному эффекту (ЭК50) или погибают (ЛК50) из-за экспозиции по данному химическому веществу. Эти величины могут служить грубым приближением для определения безопасных концентраций таких химических веществ в окружающей среде. Существует эмпирическое правило - для определения безопасной концентрации следует разделить величину ЭК50 или ЛК50 на 100. Коэффициент 100 необходим для учета множества факторов, которые не измеряются непосредственно в исследованиях на токсичность (включая такие факторы как: экстремальные температуры, экспозиция по более чем одному токсичному веществу или малая доступность мест обитания). Если имеются виды, которые могут подвергнуться воздействию выбросов токсичных веществ с концентрациями, приближающимися к ЭК50 или ЛК50, то эффект для этих видов на промплощадке может быть весьма тяжелым.

Как правило, воздействие токсичных веществ ограничивается областью, непосредственно прилегающей к месту утечки. Это, в частности, характерно для тяжелых металлов (медь, свинец, цинк и т.д.) и для некоторых тяжелых углеводородов (например, смолы и т.д.). Для летучих органических соединений и водо-растворимых веществ токсичные эффекты могут проявляться и на некотором удалении от места выброса. Следует установить какие сообщества живых организмов расположены ниже по течению (по склону, по градиенту), чтобы обеспечить минимизацию воздействия на них, особенно если неподалеку присутствуют чувствительные сообщества, редкие для данной местности места обитания. Кроме того следует принять соответствующие меры для предотвращения аварийных выбросов.

Необходимо принимать во внимание и расположенные ниже по склону (по градиенту, по направлению ветра) сообщества, поскольку масштабы запасов токсичных веществ и их качественные характеристики на том или ином объекте часто отличаются и сосредоточены на небольшом пространстве в несколько сотен ярдов от вышки или в резервном амбаре. Таким образом, может возникнуть необходимость учета мест расположения скважин и амбаров, чтобы понять, как они могут воздействовать на близлежащие места обитания. Как правило, для адекватного учета воздействия на окружающую среду, необходимо точно знать, где конкретно может производиться бурение. Места потенциальных выбросов следует размещать так, чтобы свести к минимуму воздействие любых потенциальных выбросов.

Выделение других химических веществ в окружающую среду

EPA считает токсичными ограниченный набор химических веществ при уровнях концентраций, встречающихся в естественных условиях. Токсичные вещества включают разнообразные соединения, которые встречаются в сырой нефти или буровых растворах, металлы (такие как хром и цинк) и различные углеводороды, включая полиароматические углеводороды (полиядерные соединения). Однако, органические соединения как правило вызывают обеспокоенность не в связи с их непосредственной токсичностью, а скорее в связи с потенциальной канцерогенностью. Имеется перечень соединений, характерных для разведки и добычи нефти и газа, которые не считаются токсичными для флоры и фауны, но могут вызывать значительное воздействие на окружающую среду. Кроме того, существуют также некоторые относительно нетоксичные химические вещества, которые могут превращаться в более токсичные формы при бактериальном воздействии или при разложении в окружающей среде (например, в процессах гидролиза, фотолиза). Три типа материалов - сырая нефть, многие компоненты сырой нефти и соленая вода, которые обычно не считаются токсичными, могут уничтожать растения, главным образом за счет влияния на их способность всасывать или удерживать воду.

Особого внимания заслуживают соленые воды, которые составляют большую часть попутной воды. При добыче нефти и газа попутная вода производится в больших объемах и обладает большей подвижностью чем твердые вещества. Некоторые компоненты, содержащиеся в твердых веществах (тяжелые металлы, углеводороды) могут мигрировать в зависимости от действия таких факторов как pH почв, пористость почв и степень насыщения почв водой. Соленые воды легко мигрируют в почвах и могут привести к значительному загрязнению местности, окружающей резервные амбары, если не принимать мер предосторожности для предотвращения утечек. Деревья, кустарники (и большинство других видов наземной растительности) могут погибнуть от контакта с почвами или водами с высоким содержанием солей. Уничтожение растительности вокруг промплощадки за счет повышения уровня солей в почвах и последующее распространение засоленных вод за счет ливневых стоков может привести к потере растительности на больших участках чем непосредственная расчистка растительности на промплощадке. Чем более значительные площади растительного покрова будут уничтожены, тем большим может быть воздействие на другие местные виды, которые зависят от растительности (пища, укрытие) в рамках того или иного места обитания (например, заболоченного участка, луга и т.д.).

Физическое воздействие на водно-болотные угодья

Нарушение структуры места обитания. Многие характеристики экосистем зависят от их структуры и поддерживаются этой структурой. Например, леса и водно-болотные угодья характеризуются различными надземными структурами, включающими стволы и листву (хвою) доминантных деревьев, включая, возможно, подлесок из различных видов. Эта вертикальная структура является местом обитания для различных видов птиц и других видов диких животных. Помимо этого существует также большая группа видов беспозвоночных, которые обычно населяют лесную крону или припочвенный слой. Исчезновение такой структуры оказывает влияние на многие виды животных и растений, включая и те виды, которые не всегда бросаются в глаза. При удалении лесной кроны могут, например, исчезнуть дикие цветковые растения, которые вырастают из семян в течение года и обеспечивают кормом диких животных.

Удаление деревьев и связанного с ними подлеска приводит к нескольким эффектам. Во-первых, на почву попадает больше солнечного света. При этом изменяется температурный режим припочвенного слоя, днем достигается более высокая температура, а ночью более низкая. Такое расширение диапазона температур может оказаться неприемлемым для видов животных и растений, которые обитают на лесных почвах и местные виды могут вытесняться более приспособленными "сорняками" или же может сократиться общее количество живой материи на площади бывшего леса. Для небольших участков, такие изменения могут быть минимальными (есть, однако и исключения, см. ниже), но чем больше деревьев и кустарников удаляется, тем более серьезными становятся изменения и они могут оказывать влияние за пределами мест, где была удалена растительность. Однако, ограничение воздействия небольшими участками не всегда приводит к ограничению воздействия, поскольку воздействие на большое количество небольших участков может привести к значительному кумулятивному воздействию.

Утрата минимальной площади мест обитания. Большинству видов диких животных и растений необходима некая минимальная площадь места обитания (или типа мест обитания). Если не обеспечивается минимальная площадь места обитания, эти виды или не могут найти достаточного количества корма для себя и своего потомства, не могут найти мест для гнездования на достаточном расстоянии от других особей этого же вида или же не могут найти достаточную защиту от хищников. Кроме того, иногда на некоторых территориях необходимы особые места обитания для промежуточной остановки мигрирующих птиц или животных. Следовательно, необходимо тщательно рассматривать вопросы связанные с сокращением площадей мест обитания в данной местности. Одним из наиболее опасных эффектов является фрагментация ограниченного места обитания на две или больше частей. Непрерывное место обитания может подвергнуться фрагментации за счет очистки крупного участка в центре для буровой вышки, установок для переработки или резервных амбаров или за счет строительства дороги через место обитания (если оно невелико по размерам). При разделении площади места обитания возможные эффекты, которые непропорционально велики по отношению к площади очищаемых участков. Если, например, площадь, поддерживающая существование шести пар одного вида, разделяется на две равные части дорогой (которая занимает только 1% территории), то на остающейся территории смогут выжить только четыре пары (в зависимости от очертаний этих участков). В связи с возможностью значительного нарушения из-за разделения мест обитания, рекомендуется, как правило, размещать промплощадки и дороги на некотором расстоянии от ограниченных мест обитания на данной территории или вдоль границ таких мест обитания.

Изменение стока. Деревья и кустарники задерживают осадки, снижая скорость падения дождя и снижая скорость течения воды по поверхности. Осадки, выпадающие на территории водно-болотных угодий, скорее всего останутся на месте и будут потреблены растениями или животными, в отличие от осадков, выпадающих на участках, очищенных от леса. Это дает несколько преимуществ: во-первых снижается до минимума возможность наводнений в местах ниже по течению; во-вторых сводится к минимуму эрозия почв, поддерживающих рост растений; в-третьих, близлежащие ручьи, озера и пруды защищаются от высокого уровня заиливания и попадания питательных веществ, которые могут привести к долгосрочному изменению в составе местной флоры и фауны.

Физическое воздействие на луга и кустарники

Луга и кустарники - это доминантные экосистемы в различных частях страны. Они зависят главным образом от количества выпадающих осадков. Луга обычно превалируют при уровне осадков около 20 дюймов в год или выше (в зависимости от сезонного распределения осадков), а кустарники (пустынные) доминируют при уровне осадков в 10 дюймов в год или менее. Для этих типов экосистем вода играет ключевую роль, не только определяя тип растительности, но также виды (или отсутствие видов) животных.

Луга и кустарники обладают структурой, подобной структуре водно-болотных угодий, но размеры этих структур меньше. Оба этих типа экосистем обычно характеризуются "пятнистым" распределением и изолированные "пятна" местных редких мест обитания могут существенно повлиять на жизнеспособность местных редких или исчезающих видов. Таким образом, различное расположение разведочных скважин и их соединения с различными вспомогательными установками могут оказать значительное воздействие на величину экологических эффектов, связанных с разведкой месторождений и добычей нефти и газа.

Степень фрагментации лугов и кустарников значительно отличается (наблюдается несколько различных уровней фрагментации, от нескольких квадратных метров до нескольких гектаров). В свою очередь, площадь воздействия при разведочном бурении составляет величину порядка одного акра, а при добыче - величину порядка нескольких акров. Чтобы избежать излишнего воздействия на существующие места обитания, в экологической документации следует учесть меры предотвращения. Эти меры следует применять таким образом, чтобы решения по размещению буровых или перерабатывающих установок учитывали типы растительности на потенциальных площадках и то, является ли эта растительность относительно редкой или относительно распространенной на близлежащих территориях. Если эти виды оказываются относительно редкими, то следует выбрать альтернативное место для размещения буровой, чтобы, насколько это возможно, сохранить существующую макроструктуру экосистемы.

Как правило, не следует размещать буровые вышки и другие установки в самой низкой точке местности (в этой точке скорее всего накапливается вода и поэтому такая точка уникальна по своему значению для данной местности), в самой низкой точке топкой местности или оврага (по той же причине) или на крутом уклоне (если в этом нет особой необходимости). Размещение строений (вышек, резервных амбаров и т.д.) на склонах, где они могут изменить поверхностных сток, может иногда привести к непредсказуемым эффектам. Некоторые местные места обитания поддерживаются водой стекающей с участков, расположенных выше по склону. Такой сток не всегда очевиден, каналы для стока могут быть неглубокими или широкими. На более сухих территориях такой сток при ливнях может быть критически важным для обеспечения водой территорий расположенных ниже, поддерживая более разнообразные места обитания и сообщества, которые иначе не смогли бы приспособиться к такой среде обитания

Физическое воздействие на тундры

Арктическая тундра - это безлесные равнинные участки, характеризующиеся крайне низкими температурами, коротким периодом роста растений и низким уровнем осадков. На Аляске равнинная тундра покрывает большую часть Алеутских островов, дельты рек Юкон и Кускоквин, полуостров Сьюарт и северный склон. В настоящее время разработка нефти и газа производится в районе северного склона. Северный склон занимает площадь около 200000 км2 и состоит из трех основных территорий: хребет Брукса, Арктическое подножье и Арктическая прибрежная равнина. Климат этих мест характеризуется длинной, сухой и холодной зимой, коротким, влажным и холодным летом. В течение девяти месяцев в году температура значительно ниже точки замерзания. В этой области выпадает мало осадков - 10 - 20 см. в год, почти 40 процентов этих осадков представлены летними дождями.

Арктическая тундра - регион уникальный, неглубокий слой почвы покрывает постоянно замерзший слой грунта (вечная мерзлота), иногда мощность этого слоя достигает 600 м. Слой вечной мерзлоты непроницаем для воды или корней. Поскольку вечная мерзлота непроницаема для воды, вода мигрирует над этим слоем, насыщает почву и образует тысячи неглубоких озер и болот на прибрежной арктической равнине. Эти насыщенные водой почвы и низкие летние температуры в заметной степени снижают скорость микробиологического разложения органических веществ. Поэтому, почвы в тундре как правило бедны из-за недостатка питательных веществ, необходимых для роста растений.

Хотя вечная мерзлота и остается замерзшей течение всего года, активный, верхний слой почвы (толщиной от нескольких сантиметров до метра) летом оттаивает. В этом неглубоком слое бедной почвы расцветают лишь немногие виды, приспособленные к крайне низким температурам, длинным зимам и короткому периоду роста. Не удивительно, что большая часть растительности тундры представлена структурно простыми видами. Основные виды растений представлены главным образом кустарниками, травами и осокой. Важными элементами мест обитания в тундре являются также мхи и лишайники. Наземные млекопитающие Северного склона ограничены примерно 24 видами. Наиболее характерными представителями являются олени карибу, другие значительные популяции диких животных образуют лемминги, росомахи, медведи гризли и белые медведи. В тундре гнездятся более 40 видов птиц.

Физическая уязвимость растительного покрова тундры - это основной вопрос, вызывающий обеспокоенность при освоении территорий в Арктике. Удаление или повреждение растительного покрова в тундре может привести к нарушению теплоизолирующих свойств почвы и к термической эрозии вечной мерзлоты. Растительность тундры прикрывает вечную мерзлоту, которая снижает возможность повреждения почвы и защищает вечную мерзлоту от таяния. При таянии вечной мерзлоты почва становится более восприимчивой к физическому воздействию. Кроме того, из-за климатических и физических условий тундры, восстановление поврежденных территорий происходит исключительно медленно. Следы минимального физического воздействия могут сохраняться в течение десятилетий.

Основными видами влияния при добыче нефти и газа в тундре являются повреждение или изменение территории и физическое воздействие на жизнь диких животных и растений. Такое воздействие может наблюдаться неподалеку от линий сейсморазведки, буровых установок, поселков, посадочных полос, производственных объектов, маршрутов проложенных дорог и трубопроводов. Для защиты вечной мерзлоты, замерзший слой следует изолировать от установок по разведке и добыче нефти и газа (включая также строения и дороги). Такая изоляция обеспечивается обычно за счет насыпей из гравия под такими объектами. Гравий может обеспечить устойчивое изолирующее основание для таких установок и сократить уничтожение растительности, а соответственно и вечной мерзлоты. Естественно, сокращение размеров объекта может сократить и его непосредственное воздействие на места обитания.

В прудах в тундре, которые контактируют со сбросами из резервных амбаров нефте- и газодобывающих предприятий, были обнаружены значительные концентрации органических и неорганических соединений. Экологические проблемы, связанные с растворами из резервных амбаров не ограничиваются снижением качества воды. Эти растворы сливают также, чтобы сократить образование пыли на дорогах. Загрязнители из этих растворов, однако, могут мигрировать с этих дорог в близлежащие водно-болотные угодья тундры.

Деятельность по добыче нефти и газа может также оказывать влияние на диких животных и растения за счет изменения мест их обитания, препятствуя миграции млекопитающих, птиц и рыбы и за счет нарушения состояния пастбищ копытных животных. Например, насыпи из гравия не только сокращают разрушение слоя вечной мерзлоты, они оказывают и другие воздействия на места обитания. Дороги и насыпи могут стать дамбами и создать искусственные препятствия для стока. В результате этого могут возникнуть серьезные проблемы подтопления. Препятствия для стока могут привести к тому, что вода покроет площади тундры, которые служат критически важным местом гнездования для птиц. Кроме того, миграции рыб может помешать неправильно размещенные переправы через реки, которые приводят к снижению течения. Помимо этого, работы по добыче нефти и газа могут оказать влияние не только на саму территорию объекта, но и на окружающие территории. На нефтяном месторождении имеются значительные участки, на которых размещены объекты и обширная инфраструктура. Некоторые чувствительные виды, такие как птицы и самки оленей карибу с детенышами стараются избегать районов, где размещены дороги и трубопроводы. Так что, площадь нарушенных мест обитания, на которые влияют операции по добыче нефти и газа, во много раз превышает площади, занятые собственно нефтяными и газовыми предприятиями.

Другие нарушения

Основной угрозой для экосистем являются физические изменения, но для диких животных и растений не меньшую опасность может представлять усиление деятельности человека в связи с операциями по добыче нефти и газа. Деятельность человека может привести к тому, что дикие животные могут покинуть данную область или переместиться в менее благоприятные места обитания. Такое влияние деятельности человека можно снизить за счет тщательного планирования деятельности, чтобы избежать тревожить животных во время периодов повышенной чувствительности их жизненного цикла (например, миграции или размножения).

Водные экосистемы

В отличие от наземных экосистем, где основное воздействие операций по разведке месторождений и добычи нефти и газа связано с физическими помехами или с изменением водного режима, влияние этих операций на водные экосистемы связано главным образом с изменением химических или физических параметров среды обитания за счет сброса отходов. Потенциальное экологическое воздействие определяется планом удаления буровых растворов, обломков породы и попутной воды (за исключением аварий или разливов, вызванных неадекватным применением процессов удаления отходов).

При оценке воздействия на водные экосистемы важно помнить, что к водным экосистемам относятся проточные водоемы, такие как реки, ручьи и лиманы и относительно изолированные водные объекты, такие как озера, болота и пруды. В общем можно сказать, что потенциальный экологический ущерб связан с объемом воды, протекающей через систему и что неглубокие, медленно обновляемые водные объекты, такие как водно-болотные угодья (болота, заливные луга) обычно более чувствительны к сбросам и физическому воздействию чем другие. Водно-болотные угодья сезонного характера особенно чувствительны к физическому воздействию, поскольку их расположение часто невозможно определить до наступления "влажного" сезона, когда уже оказано воздействие на среду обитания. Поскольку водно-болотные угодья являются уникальным местом обитания и относятся к наиболее продуктивным водным местам обитания, при рассмотрении воздействия на окружающую среду их установлению и расположению следует уделять основное внимание.

Сброс в открытые водоемы и в водно-болотные угодья

Штат может потребовать, чтобы буровые растворы и обломки породы хранились на побережье водного объекта, на акватории которого производится бурение. Обычно такой вариант предпочтителен из-за следующих соображений:

Буровые растворы и обломи породы. Во-первых, при непосредственном сбросе буровых растворов и обломков породы в водоемы происходит увеличение мутности воды, что приводит к сокращению интенсивности света, проникающего в водоем и к снижению продуктивности растений. Это существенно снижает способность водной экосистемы производить биомассу и поддерживать жизнедеятельность обильной и разнообразной флоры и фауны. Во-вторых, состав буровых растворов и измельченной породы часто существенно отличается от состава донных отложений на месте бурения. Поскольку большая часть животных и растений селится лишь на частицах определенного интервала величины, изменение размера частиц в отложениях вокруг буровой может привести к локальному вытеснению местных видов другими видами. Хотя в некоторых случаях такая замена видов может не произвести сколько-нибудь заметного эффекта, обычно невозможно предсказать, какие виды смогут колонизовать новые отложения, а поэтому будет трудно определить, окажет ли это существенное воздействие на редкие и исчезающие виды, виды находящиеся под угрозой исчезновения в данной области.

Третий эффект, связанный со сбросом буровых растворов и измельченной породы в принимающие водоемы, представляет собой потенциальную возможность изменения течения. В морских экосистемах, глинистые осадки образуют барьер для прохождения воды (образуя например серию островков, наподобие дельты), а это может привести к изменению солевого режима и режима питания в экосистемах лиманов. Препятствия для свободного водообмена увеличивают гидравлический напор пресной воды и сокращают приток соленой воды, снижая при этом общий уровень солей и диапазон концентраций солей в таком водном объекте. При снижении притока морской воды сокращается и количество морских водорослей в данном водном объекте. Может произойти изменение общей природы фауны и флоры водного объекта и из преимущественно лиманной экосистемы, поддерживающей прибрежное рыболовство, такой объект станет пресноводным и гораздо более изолированным от экосистемы моря.

Сброс буровых растворов и измельченной породы в пресноводный водоем может привести к более быстрому зарастанию озера или болота (все водные системы со слабым течением становятся со временем более мелкими за счет постоянного отложения осадков), что может привести к потере места обитания и к потенциальной смене существующей в нем флоры и фауны.

Попутная вода. Сброс попутной воды может быть связан с определенными проблемами, поскольку химический состав такой воды отличается от химического состава поверхностных воды. Токсичные компоненты попутных вод уже рассматривались в разделе, посвященном наземным экосистемам, их воздействие многократно усиливается для водных экосистем, поскольку эти компоненты могут перемещаться с током воды на значительные расстояния от точки сброса. Все штаты требуют, чтобы сбросы не были токсичными и в большинстве штатов для контроля сброса таких химических веществ приняты стандарты качества воды, регулирующие индивидуальные токсичные вещества.

Попутные воды почти всегда содержат более высокие концентрации солей чем пресные воды, отбираемые с определенных водоносных горизонтов. Увеличение уровня солей в пресноводных экосистемах, вызванное сбросом попутной воды, снижает ценность воды в таких водоемах как источника питьевого водоснабжения, как источника воды для ирригации и как естественного источника воды для наземных экосистем и водных живых организмов.

Сброс попутной воды, которая содержит более высокие концентрации содей чем принимающие лиманы увеличивает их общее содержание солей. Если интенсивность сброса относительно невысока сравнительно со стоков лимана (10% или менее) то изменения могут быть невелики. С другой стороны, при относительно высоком объеме сброса в принимающие воды (половина стока лимана или более), то такой сброс приведет к значительному увеличению общего содержания солей в принимающих водах. Увеличение уровня солей может существенно повлиять на нерест и развитие морских видов или видов, обитающих в лимане. Поскольку некоторые виды требуют определенного диапазона концентраций солей для успешного воспроизводства, увеличение концентрации солей может привести к сокращению количества менее соленой воды, требующейся для успешного воспроизводства таких видов, что, в свою очередь, может привести с сокращению их популяций.

Резюме

Большая часть видов воздействия на наземные экосистемы связана с уничтожением естественного растительного покрова на участках расположения буровых вышек или вспомогательного оборудования. Хотя и сама по себе расчистка участков может оказать значительное воздействие на экосистемы, ее влияние может усиливаться за счет неадекватного обращения с отходами. Инфильтрация соленой попутной воды через стенки резервного амбара может привести к загрязнению почв (и грунтовых вод), непосредственно приводя к уничтожению растительности, необходимой для поддержания водного баланса и жизни сообществ диких животных.

Наиболее существенное воздействие на прибрежные экосистемы связано со сбросом буровых растворов и измельченной породы (в лиманы или прибрежные акватории) и со сбросом попутной воды (в пресноводные водоемы). Оба этих процесса обычно регулируются на уровне штата и при соблюдении законов и нормативом штатов предполагаемый эффект будет минимальным. Однако, если сброс твердых веществ или солей на буровой не регулируется, то в качестве составной части оценки воздействия на окружающую среду следует провести полномасштабный анализ поведения этих компонентов сбросов в окружающей среде и из последствий.

И наконец, основные меры по предотвращению воздействия - это меры, которые предпринимаются до начала бурения: определение мест расположения буровых вышек, резервных амбаров, установок для переработки и дорог с тем, чтобы они оказали минимальное воздействие на окружающую среду и подбор оборудования с учетом экологических требований. Поскольку величина участка, нарушенного операциями по разведке месторождений или добыче нефти и газа, прямо пропорциональна воздействию на окружающую среду и потенциальной возможности серьезных экологических эффектов, то как правило, желательно ограничить площадь воздействия, насколько это возможно. Потревоженный участок обычно невозможно восстановить, покрыв используемую при эксплуатации площадь "естественными" материалами, поскольку для "естественной" регенерации структуры почв и отложений могут потребоваться тысячелетия. Поэтому основное внимание при разработке мер снижения воздействия должно уделяться поиску мест для размещения объектов и проектированию объектов, которые обделают минимальным потенциалом для негативного воздействия на окружающую среду, а не поиску мер исправления ситуации при нанесении окружающей среде ущерба из-за неудачного размещении объекта или из-за его конструктивных недостатков.

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ

В данном обсуждении под землепользованием понимается ряд операция на поверхности, которые могут использоваться на практике в данной области. Типичными примерами землепользования являются сельское хозяйство, отдых, туризм, лесное хозяйство, строительство жилья и т.д. Возможность осуществления на практике того или иного вида землепользования зависит от характеристик земли или от других параметров. Поэтому, возможности для нынешнего или будущего землепользования могут зависеть от воздействия на грунтовые воды, поверхностные воды, воздух или на несколько компонентов среды обитания. Приведенный ниже список потенциально возможных видов воздействия не является исключающим, приведенные ниже виды воздействия потенциальны, то есть это не никоим образом не связано с вероятностью их фактического проявления.

Утрата сельскохозяйственных земель

И земледелие и животноводство отчасти связаны с продуктивностью земли. Как уже отмечалось выше, операции по разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа могут оказать влияние на почвы и продуктивность почв. Особое беспокойство может вызывать накопление солей в почвах, что может привести к краткосрочной и долгосрочной потере продуктивности почв. Таким образом, непосредственный сброс соленых попутных вод или буровых растворов может привести к потере продуктивности почв, снижая возможности для ведения земледелия на затронутых территориях. Федеральные земли обычно используют под пастбища. Потеря продуктивности почв и соответствующее воздействие на растительность может снизить потенциал таких пастбищ.

Утрата возможностей для орошения

Во многих засушливых регионах, рентабельность сельского хозяйства зависит от наличия грунтовых вод для орошения. Загрязнение грунтовых вод солями в результате операций по добыче нефти и газа может вызвать повреждение посевов в краткосрочной перспективе и утрату возможностей для ведения сельского хозяйства в долгосрочной перспективе. В истории уже наблюдались случаи такого воздействия, связанные с заводнением или операциями нагнетания для сброса в непосредственной близости от источников сельскохозяйственного водоснабжения.

ВОЗМОЖНЫЕ МЕРЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЛИ СМЯГЧЕНИЯ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

В этом разделе рассматриваются методы, которые могут оказаться целесообразными для снижения потенциального вредного воздействия операций по добыче нефти и газа. Меры по смягчению воздействия следует определять для каждого конкретного объекта, приведенный ниже список следует использовать лишь как общий указатель доступных мер, из которых можно выбрать возможно целесообразные.

Перехватывающие канавы и бермы могут сократить объем стока, вытекающего за пределы промплощадки. Сокращение объема стока может сократить вероятность эрозии и поверхностной миграции осадков и отходов в поверхностные водоемы.
Для снижения вероятности переполнения резервных котлованов и амбаров для бурового раствора их можно строить из расчета, чтобы они вмещали предполагаемый объем буровой колонны плюс возможный объем осадков.
Следует избегать добавок к буровым растворам, которые обладают опасными свойствами (или предположительно обладают такими свойствами) и заменять их менее опасными веществами. Это поможет снизить потенциальное воздействие на грунтовые воды в случае контакта и поможет упростить работу с отходами.
Установка поверхностной обсадки на глубину ниже уровня самого глубокого применимого для использования источника питьевой воды изолирует скважину от водоносных слоев.
Отделение отходов, обладающих известными опасными свойствами (или предположительно обладающих такими свойствами) от малоопасных материалов может снизить потенциальное воздействие от прорыва содержимого амбара.
Облицовка амбара может предотвратить инфильтрацию растворов из него.
Скрепление пресноводных песков цементом при бурении может помешать миграции загрязнителей в эту зону и помешает уходу грунтовой воды в более низкие горизонты.
Внешняя оболочка для наземных резервуаров и контейнеров может снизить последствия при их аварии.
Удаление воды из содержимого резервного амбара и амбара для бурового раствора перед из засыпанием может снизить потенциальную возможность миграции загрязнителей в расположенные ниже неглубокие водоисточники. Подобным образом, адекватный подбор качества грунта, покрывающего эти амбары, может снизить возможное проникновение дождевой воды, которая может мигрировать в грунтовые воды.
В связи с потенциальной возможностью миграции нагнетаемых растворов через закрытые скважины при определенных геологических условиях, действующие требования к скважинам класса II содержат общее указание на необходимость выявить и заглушить поврежденные или неправильно заглушенные скважины на определенном расстоянии от нагнетательной скважины. Это может сократить миграцию нагнетаемых растворов в источники питьевой воды.
Отделение нефти от буровых растворов на водной основе и удаление нефти с поверхности амбаров для хранения попутной воды может сократить потеницальное воздействие в результате сброса отходов из этих амбаров и повысит выход продукции.
Сжигание отходов газа при высоких температурах может снизить выбросы продуктов неполного сгорания.
Испынания целостности обсадки снижают вероятность миграции жидкостей между различными зонами.
При выборе места размещения скважины можно учитывать и наклонное бурение. При наклонном бурении достигается точка, находящаяся под недоступной точкой на поверхности (например, для бурения под рекой, озером, городом или иным населенным пунктом, где вертикальное бурение вести непрактично). Экстремальным примером является горизонтальное бурение. Однако, бурение наклонных скважин обходятся более дорого чем бурение вертикальных скважин.
Мониторинг удельного содержания попутной воды может предупредить оператора о миграции закачиваемой или пластовой воды, что позволит быстро принять меры для исправления ситуации.
Исследования с закачиванием трассеров могут сократить возможность проникновения нагнетаемой воды в зоны утечки.
Системы мониторинга подземных трубопроводом могут предотвратить загрязнение почв/грунтовых вод. Можно также использовать коррозионно-стойкие материалы для подземных трубопроводов, использовать катодную защиту или иные методы.
Перед проведением разрыва пласта инженер/геолог должен проверить разрезы скважин и оценить размещение близлежащих скважин (не только артезианских скважин, но и других), чтобы удостовериться, миграция жидкостей из зоны разрыва не будет представлять угрозы для источников питьевой воды.
Своевременное закрытие всех амбаров и отстойников.
Загрязненный грунт можно разместить в соответствующем месте для сброса.
Предварительная обработка отходов перед сбросом на землю может снизить из потенциальное воздействие на растения и почвы за счет снижения избыточной концентрации хлоридов, нефтепродуктов и фитотоксичных компонентов.
Следует тщательно контролировать качество нагнетаемых растворов/пара/химических веществ/газа, чтобы предупредить загрязнение подземного пласта и поломку погружного оборудования.
Общие меры по контролю и обслуживанию предприятий на нефтепромыслах.
Информирование полевого персонала по вопросам экологии и экологическим требованиям.
Расположение объектов на границах мест обитания, а не в их центре, насколько это возможно.
Минимизация площади участков, затрагиваемых при всех операциях на объекте, учет таких вопросов как редкие места обитания, чувствительные виды, водные объекты и т.д. и учет возможного кумулятивного воздействия на экосистему в целом.
Планирование графика проведения операций, с тем, чтобы предотвратить воздействие на животных и растений в сезон критических этапов их жизненного цикла (спаривание и т.д.).

СУММАРНАЯ СВОДКА ИНФОРМАЦИИ, КОТОРУЮ СЛЕДУЕТ РАССМАТРИВАТЬ В ДОКУМЕНТАЦИИ ПО NEPA

Ниже приведен перечень вопросов, связанных с операциями по добыче нефти и газа, которые могут оказаться целесообразными при рассмотрении документации по NEPA:

Были ли собраны отправные данные для определения естественной скорости течения грунтовых вод перед проведением вмешательства? Были ли определены предполагаемые и фактические виды использования грунтовых воды? Где расположены ближайшие потребители грунтовых вод? Где расположены все действующие, закрытые и заглушенные скважины в данной местности? Для чего используется каждая из этих скважин?
Были ли собраны отправные данные для определения естественной скорости течения в поверхностных водоемах перед проведением вмешательства? Для чего планируется использовать эти поверхностные водоемы и для чего они используются сейчас? Где расположены ближайшие пользователи? Относятся ли водотоки в данной области к втекающим или вытекающим?
Какие материалы будут размещаться в запасном амбаре? Будет ли проводиться отбор проб для установления состава? Имеется ли система определения утечек или система мониторинга для запасного амбара? Имеется ли подробное описание процедуры закрытия запасного амбара?
Каковы концентрации всех компонентов бурового раствора, который будут использоваться для бурения на каждой скважине? Будет ли тип бурового раствора меняться когда-либо в период бурения? Каковы предполагаемые компоненты состава и объем производства?
Какие компоненты (и в каких концентрациях) предполагаются в попутных водах для каждой установки?
Как будут поступать с попутной водой? Будет ли производить обработку этой воды перед сбросом? Если при сбросе будет производиться обработка земли или выпаривание/фильтрация, то производился ли поиск важных видов на участках для внесения в почвы (или на участках потенциального стока)? Если предполагается возможное воздействие, то какие меры будут приниматься? Имеется ли подробное описание закрытия этих установок?
Проводится ли мониторинг потенциальной области воздействия вокруг скважины (например, пройденные водоисточники и т.д.) для определения изменений химического состава или параметров течения? Как часто проводится такой мониторинг? Кем рассматриваются результаты? Учитываются ли при мониторинге сезонные вариации? Контролируются ли все места выхода грунтовых воды (например, родники и т.д.)? Если предполагается возможное воздействие, то какие меры будут приниматься? Имеется ли подробное описание закрытия этих скважины?
Будут ли компании обслуживания на каждом предприятии или объекте проводить мониторинг или отбор проб (грунтовые воды, поверхностные воды, воздух, почвы, отходы, экосистемы и т.д.) или сообщать об этих результатах? Как часто это планируется делать
Каков общий водный баланс на объекте, включая стадии бурения, добычи и закрытия? Какова проектная емкость каждого котлована на объекте и учитывает ли такая емкость экстремальные уровни осадков (наблюдающиеся раз в 10 лет, в 50 лет или 100 лет)? Какова проектная высота над уровнем жидкости для каждого котлована?
Какие отходы будут производится на объекте при каждой операции (например, бурение, стимулирование, доработка, закрытие и т.д.) и как с ними будут обращаться?
Какие исходные условия описаны? Опишите мониторинг этих условий во время активной работы, при закрытии и при рекультивации (включая частоту, методы отбора проб, размещение проб и методы анализа).
Какие кумулятивные виды воздействия описаны для всего жизненного цикла предприятия или месторождения (включая возможное расширение)?
Определялась ли прочность пласта перед проведением работ по разрыву? Каков диапазон предполагаемых эффектов? Будут ли затронуты другие пласты? Установлены ли все скважины в данной области (действующие и закрытые)? На каком расстоянии расположен ближайший водоисточник (по вертикали и/или по горизонтали)?
Определялись ли зоны утечки перед нагнетанием воды, пара и т.д.? Каков предполагаемый диапазон (масштаб) закачивания? Будут ли затронуты другие пласты? Установлены ли все скважины в данной области (действующие и закрытые)? Какой состав имеет нагнетаемый раствор? На каком расстоянии расположен ближайший водоисточник (по вертикали и/или по горизонтали)?
Имеется ли система для определения утечек из коллекторных труб или резервуаров, используемых для хранения попутной воды, сырой нефти или отходов? Все ли резервуары оборудованы дополнительной внешней оболочкой? Опишите какие-либо формализованные планы реагирования на случайные утечки.
Как будут минимизироваться выбросы в воздух? Какие технологии будут использоваться для контроля выбросов пыли? Какие компоненты связаны с каждым каналом выброса?
Имеется ли емкость для аварийных сбросов или выбросов при срабатывании предохранительных клапанов на каких-либо стадиях эксплуатации?
Имеются ли какие-либо будущие последствия прекращение откачки нефти и газа?
Имеются ли в данной области редкие виды, исчезающие виды, виды, находящиеся под угрозой исчезновения или критически важные места обитания?
Производилось ли сравнение практики землепользования до операций по добыче нефти и газа и после них?
Производилось ли изучение и картографирование различных типов мест обитания в данной области?
Будет ли контролироваться доступ диких животных ко всем амбарам и котлованам?
Предполагается ли воздействие на поведение видов животных за счет заборов, дорог и иного вмешательства (фрагментация)?
Запланирована ли деятельность так, чтобы она не совпадала с критическими стадиями жизни диких животных (спаривание и т.д.) или растений?
Как будет производиться рекультивация данного объекта?

Станция Земля

ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕДОБЫЧИ

© Background for NEPA reviewers: crude oil and natural gas exploration, development and production. Подготовлено для: US Environmental Protection Agency (EPA) и Science Applications International Corporation / Разъяснение терминов дается в СЛОВАРЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗВЕДКА И ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА: ОБЩИЙ ОБЗОР

ЗАКОНОДАТЕЛЬНАЯ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ ОСНОВА

Аренда федеральных земель

Закон о безопасной питьевой воде

Закон о чистой воде

Закон о чистом воздухе (CAA)

Закон о ресурсосбережении и восстановлении ресурсов

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ ПО РАЗВЕДКЕ И ДОБЫЧЕ

РАЗВЕДКА И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Строительство дорог и обслуживание

Предварительная разведка

Бурение скважин

Буровые растворы

Отходы буровых растворов

Оценка пластов

Обустройство скважины

Отходы при завершающих операциях

Стимулирование добычи из скважины

Отходы при стимулировании добычи

Закрытие скважин

Отходы при закрытии скважин

ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА

Проект разработки месторождения

Добыча

Сбор продуктов

Обработка добытых продуктов

Двухфазный сепаратор

Трехфазный сепаратор

Отделение свободной воды

Устройство для тепловой обработки

Дегидратация газа

Обезвоживание/удаление серы

Извлечение жидких фракций из природного газа

Сжатие

Отстойники для отделения пены

Удаление твердых веществ

Промысловые воды

Работа с отходами

Разведочные и эксплуатационные отходы

Отстойники-накопители

Удаление буровых отходов в кольцевое пространство

Централизованные земляные отвалы для удаления отходов

Уменьшение количества отходов при бурении

Отстойники и резервуары для хранения, отстаивания и удаления пены

Нагнетание под землю

Сброс промысловых вод в поверхностные воды

Испарительные и фильтрующие земляные отстойники

Использование отходов в земледелии

Поверхностное распределение промысловых вод

Использование промысловых вод для орошения

Централизованные сооружения для обработки

Извлечение сырой нефти из отходов

Материалы для дорожного строительства

Извлечение газов из отдушины обсадной колонны

Газовые факелы

Различные и необлагаемые налогом отходы нефтяных месторождений

Закрытие площадки

ДОБЫЧА МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Природа ресурса

Виды проектов разработки угольных пластов

Вертикальные скважины для дегазации до начала угледобычи

Горизонтальные скважины для дегазации

Газовые скважины в пустой породе

Вертикальные газовые скважины независимо от угледобычи

Проходка и обустройство скважин для добычи метана из угольных пластов

Повышение продуктивности скважин по добыче метана из угольных пластов

Добыча метана из угольных пластов

Обращение с отходами при добыче метана из угольных пластов

ПОТЕНЦИАЛЬНО ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ

Разведочное и подготовительное бурение

Вертикальная миграция загрязнителей

Понижения уровня грунтовых вод

Добыча

Миграция стимулирующих растворов в грунтовые воды

Повреждения и выбросы на действующих скважинах