Загрязнение морских акваторий при добыче нефти
И.А.Немировская
Центр работ нефтегазового комплекса все дальше перемещается в море. По некоторым прогнозам к 2020 г. морская добыча углеводородов может составить 30%. Сейчас начальные извлекаемые ресурсы нефти и газа континентального шельфа (в пересчете на нефть) оцениваются в 90—100 млрд т, что соответствует 20— 25% общемировых запасов углеводородов. Увеличение масштабов их добычи, интенсификация перевозок нефти и нефтепродуктов, строительство и эксплуатация новых транспортных коридоров ведут к повышению риска возникновения аварийных ситуаций. Вопреки распространенному мнению, разливы — не главный источник нефтяного загрязнения Мирового океана. Наибольшие потери углеводородов связаны с их морской транспортировкой из районов добычи [1]. Половина добываемой на шельфе нефти (около 2 млрд т в год) перевозится танкерным флотом, около 0.03% ее теряется по различным причинам.
Потери при авариях в процессе работ на береговых терминалах и при перекачке нефти по подводным трубопроводам составляют соответственно 5 и 10% от добычи. Суммарный вклад в загрязнение морской среды от транспортировки нефти танкерами и трубопроводами составляет в среднем около 20%. Это почти в четыре раза мень-
© Немировская И.А., 2014
Инна Абрамовна Немировская, доктор геолого-минералогических наук, заведующая аналитической лабораторией Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН. Область научных интересов — нефтяные и природные углеводороды в океане. Постоянный автор «Природы».
ше, чем вклад всех других источников. Однако неизбежным спутником любых танкерных операций были и продолжают оставаться аварии, которые до сих пор считаются одним из основных источников экологического риска. С 1970 по 2009 г. около 5.65 млн т нефти попало в море именно таким путем [2]. Большинство танкерных аварий пришлось на 70-е годы прошлого века. Они составили 53% от общего количества крупных (>7 тыс. т) разливов. Но с каждым годом подобных чрезвычайных ситуаций становится все меньше. Вероятность разливов нефти и их объемы зависят от ряда факторов: интенсивности судоходства, конструкции танкера, условий навигации и др.
При буровых работах выделяются две группы аварий. Первая охватывает редкие, но наиболее масштабные разливы катастрофического характера. Во вторую входят штатные ситуации с относительно небольшими утечками топлива. Официальная статистика, как правило, учитывает разливы нефти, которые легче проконтролировать. Наиболее сильное загрязнение моря происходит при разведочном бурении, когда вскрывается нефтепродуктивный пласт. Скважина часто начинает фонтанировать, что приводит к поступлению в окружающую среду пластовых флюидов (нефти, газоконденсата, вод с растворенными углеводородами). Считается, что вклад утечек при бурении и эксплуатации скважин в загрязнение акваторий минимален (менее 0.2%) [3]. В то же время, по подсчетам специалистов, с 1975 г. на планете произошло около 60 серьезных аварий на морских нефтедобывающих платформах [2]. Большинство их связано с Мексиканским заливом и северо-восточным побережьем США. Кроме того, аварии зафиксированы в Средиземном и Северном морях, а также в районах китайского побережья Желто-
Тушение пожара на платформе «Deepwater Horizon» 21 апреля 2010 г. Снимок сделан Береговой охраной США.
го моря. В Мексиканском заливе площадью 1543 тыс. км2 в эксплуатации находятся 634 платформы и 39 газовых вышек. Добычу нефти и природного газа осуществляют 30 компаний. Среднесуточный объем полученной на шельфе нефти составляет 1.6 млн баррелей, а природного газа — 6.6 млрд м3. В апреле 2010 г. в Мексиканском заливе взорвалась нефтедобывающая платформа «Deepwater Horizon», принадлежащая швейцарской компании «Transocean» и арендованная на 2009—2013 гг. британской корпорацией «British Petroleum». В морскую среду ежедневно на протяжении 92 дней поступало около 800 т нефти. Вылилось до 780 тыс. т нефти, которая покрыла от 8 до 24 тыс. км2 морской поверхности. Пострадало побережье США на протяжении 1200 км — от Техаса до Луизианы (включая устье Миссисипи). Однако через несколько недель после ликвидации аварии нефть в заливе практически полностью исчезла [2]. На космических снимках 15 октября 2010 г., кроме небольших пятен вблизи дельты Миссисипи, загрязнение не наблюдалось. Море совместно с диспергаторами справилось с задачей очищения своей поверхности. Но необходимо напомнить, что в этом районе в результате природного высачивания выбрасываются сотни
тысяч нефти в год и Мексиканский залив «натренирован» для разложения углеводородов.
В качестве точечного долговременного источника загрязняющих веществ при добыче топлива можно рассматривать и энергетические установки на буровых платформах, сжигающие нефть и попутный газ. Потенциальные источники таких загрязнений — перспективные для промышленной разработки месторождения нефти и газоконденсата на шельфе Баренцева и Карского морей.
В зависимости от технического решения каждого проекта разработка месторождения осуществляется с помощью одной или нескольких буровых платформ. На каждой из них будет проводиться бурение 9—12 скважин со скоростью четы-ре-пять скважин в год. А при опробовании только одной скважины в море может поступить свыше 350 т нефти, в том числе одни из самых токсичных — полициклические-ароматические углеводороды. По некоторым оценкам, при морской нефтегазодобыче в атмосферу выбрасывается до 30% сжигаемых в факелах углеводородных соединений, которые образуют характерные устойчивые пленки вокруг платформ [3]. Регулярные наблюдения в Северном море показали, что частота встречаемости таких пленок составляет один-два
случая на каждый час полета, а максимальная их плотность тяготеет к районам интенсивного судоходства и нефтепромыслов. Однако из-за удаленности последних от берегов и крупных промышленных центров этой проблеме до сих пор не уделяется должного внимания (как в исследовательском, так и в промышленном плане).
При добыче топлива в акватории месторождения обычно проводится многодисциплинарный мониторинг, определяющий экологическое состояние района. Современное изучение поведения углеводородов в море включает не только исследование их содержания, состава, но и определение вклада разных источников в загрязнение среды. Проведение мониторинга осложняется существованием естественного углеводородного фона, возникающего из-за флюидных потоков углеводородов из осадочной толщи. Эти потоки сосредоточены в районах нефтегазовых бассейнов, акватории
которых занимают 10—15% общей площади Мирового океана [4]. По последним данным, роль таких флюидных углеводородов в общем балансе составляет около 600 тыс. т/год, т.е. 48% от их суммарного поступления в океан [5]. На российском арктическом шельфе просачивание нефти впервые описано в XVI в. на банке р.Ухты (на севере Тимано-Печорского р-на), где в песке были найдены смоляные комки [6]. Учитывая высокую нефте-газоносность арктического шельфа России, следует полагать, что этот природный источник обеспечивает не менее 50% от общего поступления нефти в арктические моря. Такой вывод подтверждается и данными о распределении органического вещества в здешних донных осадках.
Кравцовское месторождение. Примером многодисциплинарного мониторинга экологического состояния моря служат ежегодные исследования, проводимые в юго-восточной части Балтий-
Кравцовское месторождение Д-б
БАЛТИЙСКОЕ МОРЕ
ЛИТВА
Ч
>
1? #
РОССИЯ
Ижевское Я
Калининград
с.ш.
5530
55° 15
55°00 -
' I Ьм'
5,8
4|6 " .1 4.С .1 .1
55° 15
55°00
6.3
J
10.3
5.3
10.5
21.8 *п-6*
5 О Д 3-6
I 5.3
I
5.6
I
15.5 4.8
6.3
и г
19°30 2СГ00
20°30 в.д.
19°30
20° 0 0
20°30 в.д.
в
б
г
Платформы Д-6 в Балтийском море (а), ее положение на шельфе (б), распределение углеводородов (мг/г) в поверхностном слое донных осадков в 2013 г. в районе мониторинга, на врезке — на локальном полигоне вокруг платформы (в) и распределение углеводородов (мг/л) в поверхностных водах в 2012 г. (г).
ского моря, в акватории Крав-цовского месторождения, где добыча нефти ведется с 2004 г. [7]. Производственно-промышленный комплекс состоит из ледо-стойкой стационарной платформы Д-6 (в 23 км от Куршской косы), морского подводного трубопровода длиной 38 км, нефтеотборного пункта (в 5 км от Куршской косы) и системы наземных трубопроводов, которые тянутся до нефтяного терминала на побережье. Проводимые исследования показали, что в последние годы в этом районе Балтийского моря ситуация, связанная с нефтяным загрязнением, не только не ухудшилась, но и наооборот — улучшилась. Если в 2008 г. в осадках в районе платформы содержание углеводородов достигало 480 мкг/г (в среднем 70 мкг/г), то летом 2013 г. — всего 5 мкг/г. Оно оказалось даже ниже их фоновых концентраций в песчанистых отложениях (10 мкг/г) [4]. В донных осадках в непосредственной близости от платформы были обнаружены углеводороды преимущественно нефтяного генезиса, а на некотором удалении от платформы в их составе преобладали устойчивые терригенные соединения, принесенные с берега.
По гидрофизическим данным в этом районе были зафиксированы зоны активизации геодинамических процессов, способствующих поступлению природных углеводородов в море. В осадках в районе платформы Д-6 в 2008—2010 гг. были обнаружены нефтяные комки, которые встречались и в осадках Мексиканского залива, и в районе Штокманского месторождения [4]. После землетрясения 2004 г. стало ясно, что Калининградская обл. и примыкающая акватория Балтийского моря отнюдь не безопасны в сейсмическом отношении, и потому в программу мониторинга вошли и сейсмологические наблюдения. На побережье Самбийского п-ова и на пляжах Литвы также обнаружены нефтяные агрегаты, связанные с естественным высачиванием нефти из осадочной толщи [4].
При эксплуатации Кравцовского месторождения соблюдается принцип минимизации ущерба, наносимого окружающей среде, — так называемый нулевой сброс, который означает запрещение любого сброса в море. Отходы транспортируются для утилизации на берег [7]. За весь период наблюдения ни одного пятна вблизи платформы Д-
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.