Экологические проблемы при освоении нефтегазоносных месторождений. Экологическая проблема нефти


2. Экологические проблемы при добыче, транспортировке и переработке нефти. Пути их решения. Экологические проблемы нефтяных и газовых производств

Похожие главы из других работ:

Водные ресурсы

3 Водные экологические проблемы города Барнаула и пути их решения

При социально-экологическом анализе промышленный город рассматривается как сложная территориальная система жизнедеятельности населения - трансформированный экокомплекс, компоненты которого неотрывны от их пространственного окружения...

Город и человек

6. Пути решения проблемы

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы...

Источники загрязнения воды

3.2.4 Пути решения проблемы

Перед человеком стоит нелегкий выбор между экстенсивным либо интенсивным путем решения проблемы дефицита воды. Экстенсивный путь подразумевает следующее Данилов - Данильян В. И. Глобальная проблема дефицита пресной воды// Век глобализации...

Непознанные горы Донбасса

Пути решения проблемы

...

Развитие экономики и проблема экологии

4. Развитие экономики и экологические проблемы Республики Беларусь: пути и способы их решения

Одна из основных причин экологического кризиса в нашей стране, как уже отмечалось, состоит в приоритетном развитии в течение многих лет ресурсоемких...

Развитие экономики и проблема экологии

4. Развитие экономики и экологические проблемы Республики Беларусь: пути и способы их решения

Одна из основных причин экологического кризиса в нашей стране, как уже отмечалось, состоит в приоритетном развитии в течение многих лет ресурсоемких...

Стратегическое планирование природопользования в РФ

Пути решения проблемы природопользования

На основе учета ресурсов материального сырья ежегодно производится расчет запасов минерального сырья (по видам, типам руд и в территориальном аспекте)...

Сырьевые ресурсы

2.1 Экстенсивные пути решения проблемы

Экстенсивный путь решения этой сложной проблемы заключается в поиске новых источников минеральных ресурсов. В геологическом отношении наша планета изучена еще далеко не в полной мере, и возможно открытие новых крупных месторождений...

Экологическая безопасность

4. Глобальные экологические проблемы и пути их решения

Научно-технический прогресс вызвал многие последствия, которые относя к экологическим. Сложилось обоснованное мнение о том, что последствием прогресса является деформация окружающей среды. Прежде всего...

Экологические последствия нерационального природопользования

III. Пути решения проблемы

нерациональный природопользование охрана ь Оптимизация использования природных ресурсов в процессе общественного производства...

Экологические проблемы народонаселения

3.1.8.Пути решения проблемы

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы...

Экологические проблемы Омской области

§2. Экологические проблемы рек Омской области и пути их решения

Иртыш - один из самых крупных водотоков, расположенных на территории Западной Сибири. Река является источником сельскохозяйственного и промышленного водоснабжения, транспортной магистралью, используется для рыбного промысла...

Экология городов

1.3 Пути решения проблемы

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы...

Экология и безопасность

Глобальные экологические проблемы и пути их решения

Научно-технический прогресс вызвал многие последствия, которые относя к экологическим. Сложилось обоснованное мнение о том, что последствием прогресса является деформация окружающей среды...

Экология и концепция биосферы

4. Глобальные экологические проблемы и пути их решения

Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической...

eco.bobrodobro.ru

Состав, переработка нефти и экологические проблемы, связанные с ней

скачать Теоретический лицей № 2 г. Тараклии

Интегрированный урок химии - биологии - географии в 10 классе

Учителя: Дулапчи З. П. -учитель химии

Червень О. С. – учитель биологии

Чолак М.В. – учитель географии

Тема: Состав, переработка нефти и экологические проблемы, связанные с ней.

Цели урока:

  • Познакомить с составом нефти и способами ее переработки.
  • Рассмотреть основные международные грузопотоки нефти, определить страны, которые остаются ведущими экспортерами нефти.
  • Перспективы развития нефтеперерабатывающей промышленности. Познакомить с экологическими проблемами, связанными с переработкой нефти.
Ход урока.

Учитель химии.

Опрос домашнего задания:

  1. Состав и применение природного газа.
  2. Состав и применение нефтяного газа.
Работа по разноуровневым карточкам:

1. Осуществить превращения:

Записать в тетради тему урока. Прочитать цели урока.

Мы рождаемся и живем в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. В истории человечества были каменный и железный периоды. Как знать может быть историки назовут нефтяным или пластмассовым наш период. Нефть – является наиболее титулованным видом полезных ископаемых. Ее величают и «королевой энергетики» и «царицей плодородия». А ее королевский сан в органической химии – «черное золото». Нефть создала новую отрасль промышленности – нефтехимию, она же породила ряд экологических проблем.

Сообщение ученика: Роль нефти в современном мире.

Нефть известна человечеству с давних времен. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Использовалась она для освещения жилищ, для бальзамирования. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческого огня». В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

Вначале 19 века в России из нефти путем перегонки было получено осветительное масло, названное керосином, который использовался в лампах, изобретенных в середине 19 века. В тот же период в связи с ростом промышленности и появлением паровых машин стал возрастать спрос на нефть как источник смазочных веществ. Внедрение в конце 60-х гг. 19 века бурения нефтяных скважин считается зарождением нефтяной промышленности.

На рубеже 19-20 веков были изобретены бензиновый и дизельный двигатели. Это привело к бурному развитию добычи нефти и способов ее переработки.

Нефть-это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведерный самовар, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объема нефть занимает 1 место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько мало, что для извлечения 1 мг ядерного топлива надо переработать тонны горных пород.

Залежи сырой нефти и газа возникли 100-200 миллионов лет назад в толще Земли. Происхождение нефти- одна из сокровенных тайн природы.

Существует 2 теории происхождения нефти: неорганическая теория и органическая теория. Неорганическая теория- нефть образуется на основе карбидов металлов.

В нефти встречаются углеводороды сложного строения: половые гормоны, холестерин. Теория органического происхождения: произошла нефть на основе мельчайших организмов при их отмирании. В итоге на основе белков и жиров этих организмов получилась нефть.

Современная наука имеет веские доказательства того, что в доисторические времена микроскопические морские растения и животные оказались включенными в осадочные породы, образовавшиеся на дне моря. В результате все более глубокого погребения под толщей осадочных пород органические вещества подверглись воздействию высоких температур и давления, что привело к их термическому разложению и образованию нефти и газа.

Учитель химии: А сейчас познакомимся с физическими свойствами нефти.

Л.о.№1

Физические свойства нефти.

Ход работы:
  1. Рассматриваем пробирку с нефтью (масленичная жидкость, темно-бурого цвета, почти черного с характерным запахом.) Нефть не напоминает по запаху бензин, с чем ассоциируется представление о ней. Аромат нефти придают сопутствующий сероуглерод, остатки растительных и животных организмов.
  2. Растворяем нефть в воде (не растворяется, на поверхности образуется пленка). Плотность пленки меньше воды, поэтому она находится на поверхности.
Учитель биологии: О влиянии нефти (продолжение Л.о. обмакивание пера в стакан с водой на поверхности которой пленка из нефти).

Сообщение ученика: «Нефтяная чума».

«Нефтяная чума» появилась не сегодня и не внезапно. Еще в 1922 году в Великобритании принято постановление, запрещающее слив нефти в ее территориальные воды. В дальнейшем заключались международные соглашения, проводились международные совещания, создавались советы и комитеты по борьбе с нефтяным загрязнением морей. Но благополучного решения проблемы пока не видно.

Ежегодно в мировой  океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. тонн нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.

Источников поступления нефти в моря и океаны много: это сброс очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время из каждых 10 добываемых в море тонн нефти 7-8 тонн доставляется к местам потребления морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. В 1967 году произошла авария супертанкера «Тори Каньон» у берегов Западной Европы. В море6 попало 120 тыс. тонн нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90% морских птиц этих районов.

Если перечислять все происходившие за последние годы аварии судов, получится громадный список. А всего 1 литр попавшей в воду нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. литров морской воды.

1 тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Личинкам некоторых морских рыб необходимо сделать первый глоток воздуха. Нефтяная пленка не позволяет этого сделать, и они гибнут.

Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое воды. Опасность встречи с нефтью здесь особенно велика. На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 100 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить достаточно вылить 1 литр нефти.

Некоторые составные части нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти.

Трудно перечислить все беды, которые причиняет «нефтяная чума» океану.

Учитель химии: Нефть природная смесь углеводородов различной молекулярной массы, содержащих от 5 до 50 атомов углерода. В состав нефти входят следующие классы органических соединений:

  • алканы
  •  циклопарафины
  • ароматические углеводороды
В основном в состав нефти входят алканы, как линейного так и разветвленного строения. В ней найдены все изомеры гексана, гелтана. Кроме углеродов нефть содержит:

Состав нефти различных месторождений различен.

Учитель географии: Распределение основных запасов нефти в мире.

Слово «нефть» появилось в русском языке в 17 веке и происходит от арабского «нафата», что означает «извергать». Так называли в 4-3 тыс. до н. э. жители Месопотамии- древнего очага цивилизации- легковоспламеняющуюся маслянистую черную жидкость, которая действительно иногда извергается на поверхность земли в виде фонтанов.

Поэтому, с древних времен и до середины 19 века нефть добывали там, где она изливалась в виде источников, проходя по разломам и трещинам в горных породах. Но когда начали ее искать вдали от мест непосредственного выхода нефти, возникли вопросы: как это делать? где бурить скважины?

В ходе долгих геологических исследований, было установлено, что нефть скорее всего будет там, где мощные пласты осадочного чехла смяты в складки и разорваны тектоническими движениями земной коры, образуя куполовидные изгибы пластов, так называемый антиклинальный тип природного скопления углеводородов, называемый залежью. Участки земной коры, содержащей одну или несколько таких залежей, называют месторождениями.

В мире открыто более 27 тыс. нефтяных месторождений, но лишь небольшая их часть (1%) содержит ¾ мировых запасов нефти, а 33 супергиганта- половину мировых запасов.

Анализируя распределения мировых разведанных ресурсов нефти по регионам и странам,  приходим к выводу, что исключительная роль приходится на Юго-Западную Азию, а именно 2/3 мировых ресурсов нефти залегают в странах Персидского залива (СА, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран).

Предлагаю используя данные выполнить задание №1(отметить на контурной карте 10 первых стран мира  по разведанным ресурсам нефти).

Учитель химии: Нефть перерабатывают на нефтеперерабатывающих заводах.

Способы переработки нефти:

  1. Физический метод (первичная переработка самой нефти)
  2. Химический метод (вторичная  переработка, т. к. перерабатывается не сама нефть, а фракции, полученные в процессе первичной переработки)
Физический метод. Перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны. По трубопроводу подается нефть, где она нагревается до t=320-3500 и в виде смеси жидкости и паров поступает в колонну. Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну через отверстия, поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаются и сжижаются. Менее летучие получаются на первых тарелках, боле летучие поднимаются вверх. При этом выделяют следующие фракции (заполнить таблицу).
Фракции Состав фракции t кипения Применение
       
Остаток после перегонки (мазут) также подвергают вакуумной перегонке (при пониженном давлении) и получают: солярные масла (дизельное топливо), смазочные масла (машинные, цилиндровые), оставшаяся часть гудрон. Недостаток перегонки малый выход бензина (20%). (Спросить заполненную таблицу).

Химические способы переработки. (Выход бензина до 70%). Крекинг- слово произошло от «тухрек»- раскалывать, расщеплять. Способ изобретен русским инженером в 1891 г., в России начал осуществляться только после Октябрьской революции. Цель- получение бензинов, непредельных углеводородов. Сырье- соляровые фракции. Условия- t=470-5500. Р=2-7 Мпа. Процесс крекинга заключается в расщеплении молекул углеводорода с длинной углеродной цепью на более короткие под действием высокой t.

При термическом крекинге образуется много микромолекул газообразных углеводородов, которые можно использовать как сырье для получения спиртов, карбоновых кислот, В.М.С.(полиэтилен). Бензин низкого качества. В мире всего 10%  получают термического крекинга.

Каталитический крекинг, при нем расщепление углеводородов происходит при более низкой t  (450-5000) с применением катализаторов, процесс происходит с большой скоростью. Бензин более высокого качества, т. к. наряду с реакциями расщепления идет реакция изомеризации и образуются разветвленные углеводороды. Непредельных углеводородов содержится меньше, поэтому он более устойчив при хранении. Получают преимущественно авиационный бензин.

Пиролиз- наиболее жесткая форма термического крекинга, t больше 7000. Получают газообразные вещества (этилен, ацетилен). Сырье любое (от природного газа до нефти).

Риформинг- это процесс ароматизации бензина. Получают бензин высоких качеств и много ароматических углеводородов.

 Таким образом, мы познакомились с основными способами переработки нефти.

Учитель географии: Топливная промышленность в мировом хозяйстве.

НПЗ, занимающееся переработкой нефти различные виды топлива (бензин, керосин, мазут) располагаются в основном в районах потребления. Поэтому в мировом хозяйстве образовался огромный территориальный разрыв между районами ее добычи и потребления. Выясним, почему?

В настоящее время нефть добывается более, чем в 80 странах мира. Между экономически развитыми и развивающимися странами мировая добыча (приближающаяся к 3,5 млрд. тонн) распределяется примерно поровну.

Чуть более 40% приходится на страны ОПЕК, а из отдельных крупных регионов особо выделяется Зарубежная Азия- прежде всего благодаря странам Персидского залива.

Проанализируем данные, так, на страны Персидского залива приходится 2/3 мировых разведанных запасов нефти и около 1/3 ее мировой добычи. 4страны этого региона добывают более 100 млн. тонн нефти в год каждая, при этом в данном списке лидирует СА, занимающая 1 место в мире. Остальные же регионы по размерам добычи нефти распределяются в таком порядке: Латинская Америка, Северная Америка, Африка, СНГ, Северная Европа. При этом большая часть энергоресурсов, прежде всего нефти , добываемой в развивающихся странах вывозится в США, Западную Европу, Японию, которые будут всегда испытывать высокую зависимость топливного импорта в промышленности.

В результате между многими странами и континентами образовались устойчивые «энергетические мосты»- в виде мощных, прежде всего океанических, нефтяных грузопотоков.

Таким образом ведущими экспортерами нефти в настоящее время остаются страны ОПЕК (почти ОПЕК 2/3 мирового экспорта), Мексика и Россия. Отсюда наиболее мощные экспортные грузопотоки нефти имеют следующие направления:

Закрепляя предложенный материал, выполните задание №2 на контурных картах. Отметьте основные грузопотоки нефти.

Учитель химии: Нефть используется в мировом  хозяйстве, не только как энергоресурс, но и широко применяется в химической промышленности.

Сообщение ученика:  Применение бензина широко распространенно в автомобильной промышленности. Лигроин используется как горючее для тракторных двигателей, керосин- для реактивных авиационных двигателей, газойль – дизельное топливо. Из мазута получают солярные масла- дизельное топливо, смазочные масла, вазелин, парафин. В настоящее время наибольшую ценность среди нефтепродуктов представляют бензиновая и керосиновая фракции. Причем первая применяется не только как горючее для химической промышленности. В процессе крекинга нефти полученные продукты применяют: в получении взрывчатых веществ, лекарственных мазей, мазей для приготовления парфюмерных изделий, волокна лавсана, растворителей, бутадиенового каучука, бутадиенстирольного каучука, горючего для двигателей внутреннего сгорания.   

Учитель биологии: Продукты переработки нефти широко используются, но они создали большие экологические проблемы.

Сообщение ученика: Средний состав отработанных газов:

  • Оксид углерода СО- угарный газ. Ядовитый газ без цвета и запаха. При вдыхании связывается с гемоглобином крови. Небольшие концентрации вызывают головокружение, головную боль, чувство усталости и замедление реакции у водителя. Высокая концентрация даже при кратковременном воздействии может привести к смерти. Кислородное голодание прежде всего разрушает головной мозг и особенно пагубно для сердечной мышцы, вызывает заболевание сердца- стенокардию.
  • Альдегиды. Относятся к отравляющим веществам, раздражающе действуют на глаза, дыхательные пути, поражая почки и печень.
  • Оксиды азота. Растворяясь в воде, образуют азотистую и азотную кислоты, являются причиной кислотных дождей. Эти же кислоты образуются в верхних дыхательных путях организма, разъедая их.
  • Сажа. Чем больше сажи, тем чернее дым. Сажа действует на органы дыхания, как любая пыль, но самое страшное, что на поверхности частиц сажи оседают канцерогенные вещества.
  • Канцерогенные вещества /в частности бензпирен/. Очень опасны для человека даже при малой концентрации, поскольку накапливаются в организме, эти вещества вызывают раковые заболевания.
  • Свинцовые соединения. Яды, поражающие центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, нарушающие процессы обмена веществ. Соединения свинца накапливаются в организме до опасных концентраций. Вблизи автомагистралей они накапливаются в почве и растениях.
  • Сернистый газ. С парами воды в атмосфере образует серную кислоту. Длительное вдыхание вызывает нарушения деятельности нервной системы.
Таким образом, продукты переработки нефти отрицательно действуют на организм человека, но без автомобиля трудно представить сейчас жизнь людей, поэтому необходимо искать новые безопасные виды топлива, либо изменять конструкцию двигателей, чтобы сделать их более безопасными для человека.

Учитель географии: Перспективы развития отрасли в России.

Несмотря на многочисленные серьезные проблемы, связанные с добычей и переработкой  нефти на территории России из-за Особенностей ГП страны, суровости ее климата, необходимости преодолевать огромные расстояния- топливная, в том числе нефтяная промышленность имеет гораздо большее значение, чем в других странах.

Проведу краткий обзор современного развития данной отрасли в стране.

Так, около 2/3 российской нефти добывается в Тюменской области. Около ¼ нефти добывается в Волго-Уральском районе. На все остальные районы приходится лишь 7-8% общероссийской нефти.

Недавно начались разработки нефти в перспективных районах- на шельфах Баренцево и Охотского морей. Эти районы находятся в очень суровых условиях, и добыча обойдется еще дороже. Поэтому все более значимой становится экономия нефти и нефтепродуктов: использование автомобилей с меньшими затратами бензина сокращение жидкого топлива для отопления.

Необходимо, также отметить о том, что на территории Биробиджанского района найдены залежи нефти, в дальнейшем необходима государственная разведывательная работа по определению целесообразности разработки данного месторождения.

Необходимо отметить огромную значимость этого сырья для внешней торговли России. Так, Именно Благодаря вывозу топлива наша страна имеет возможность ввозить продовольствие, товары народного потребления, оборудование. Более того, эта отрасль- одна из основных плательщиков налогов в государственный бюджет.

Учитель химии: Самостоятельная работа.

Биология

  1. На какие природные сферы и как влияет нефть и продукты ее переработки?
  2. Какие меры применяются для очистки воды от нефти?
Химия
  1. Перечислите продукты, получаемые при перегонке нефти.
  2. Сравните термический и каталитический крекинг.
География
  1. Как называется международная организация стран –экспортеров нефти?
  2. Какая страна в мире занимает первое место по добыче нефти?
скачать

nenuda.ru

Экологические проблемы при освое

 

 

Характерно, что с самого начала своего становления морской нефтегазовый комплекс привлекал и продолжает привлекать к себе явно повышенное внимание природоохранных структур по сравнению с некоторыми «сухопутными» видами деятельности, хотя значительность вклада последних (например, автотранспорта или теплоэнергетики) в экологическое неблагополучие в биосфере не вызывает никаких сомнений. Во всяком случае, список публикаций на тему экологических последствий добычи нефти и газа в море (особенно по проблеме нефтяного загрязнения) беспрецедентно широк и насчитывает многие тысячи наименований статей, книг, докладов, материалов конференций и т. д. И это, конечно, не случайность, а результат целого ряда причин и обстоятельств, к числу которых надо отнести:

 · сильно изменчивые, суровые (подчас экстремальные) природные условия в районах добычи нефти и газа в море, где вероятность аварийных и даже катастрофических исходов обычно выше, чем на суше;

 · «открытость» нефтяных платформ, удобство визуальных и иных наблюдений (от судовых до спутниковых) за экологической ситуацией в районе морских нефтяных промыслов;

 · повсеместность распространения и легкость обнаружения следов нефтяного загрязнения в море, например в виде радужной пленки;

 · широкий общественный резонанс после каждого аварийного нефтяного разлива в море;

 · конфликт интересов на шельфе между разными пользователями морских ресурсов прибрежной зоны и, прежде всего, между нефтяной индустрией и рыбным промыслом.

Итак, Россия находится на пороге широкомасштабного освоения запасов нефти и газа на морском шельфе. Для нашей страны это сравнительно новый вид деятельности, отношение к которому сейчас активно формируется в самых разных кругах – управленческих, промышленных, рыбохозяйственных, природоохранных, научных.

Поражает разнообразие мнений по поводу того, что такое морской нефтегазовый комплекс и насколько он опасен с точки зрения охраны природы и биологических ресурсов моря. Практически всегда на всех встречах и дискуссиях на эту тему, особенно в процессе экологической экспертизы тех или иных проектов, возникают разногласия, горячие дебаты, столкновения мнений и позиций. В их основе обычно лежит отсутствие четких представлений о том, что происходит на разных этапах разведки и освоения морских нефтегазовых месторождений и каковы реальные экологические и рыбохозяйственные последствия этой деятельности.

Все мнения по поводу экологической безопасности или опасности добычи нефти и газа на морском шельфе можно свести в конечном счете к трем основным позициям, которые напоминают сигналы светофора.

Алармисты считают, что это подлинное бедствие для живой природы и ресурсов моря, которые и так уже серьезно подорваны человеком, и призывают остановить нефтяную экспансию на морской шельф («красный свет»). В качестве аргументов чаще всего используются напоминания о катастрофических разливах нефти, вызывающих в памяти картины покрытых нефтью пляжей, погибающих морских птиц и животных и другие тревожные ассоциации, которые надолго остаются в общественном сознании после каждой аварии нефтяных танкеров или других аналогичных событий.

Оптимисты, напротив, полагают, что никакого экологического риска в данном случае нет. Более того, нефтяные платформы выполняют функцию искусственных рифов и таким образом улучшают состояние рыбных запасов («зеленый свет»). Если же и наносится какой-то ущерб природе, то он с лихвой перекрывается теми экономическими выгодами, которые дает нам шельфовая нефть.

Наконец, последняя (обычно многочисленная) группа затрудняется дать четкий ответ и предпочитает занять нейтрально-выжидательную позицию («желтый свет»). Их затруднение можно понять, если учесть два обстоятельства. Одно из них – это многоплановость самой темы и недостаток ясной, четкой и объективной информации с описанием всех сторон реальных и потенциально опасных последствий нефтедобывающей деятельности в море. Другое обстоятельство связано с запутанностью и противоречивостью некоторых природоохранных законов, норм и правил, в которых подчас не могут разобраться даже специалисты. При желании там можно найти любые ответы на вопрос о возможности удаления отходов при бурении и эксплуатации скважин в море – от тотального запрета таких сбросов до невнятных разрешений.

Поляризация мнений, неопределенность позиций либо ведомственные интересы проявляют себя не только среди специалистов и экспертов разного профиля, связанных с изучением моря и его ресурсов. Это характерно также для коридоров власти и официальных лиц в тех случаях, когда они по долгу службы обязаны принимать решения в отношении того или иного проекта освоения морских нефтегазовых месторождений. В определенных границах подобное расхождение позиций и мнений – вполне нормальное явление. Однако рано или поздно приходит время дать четкие ответы на три простых вопроса:

 · допустим или недопустим сброс отходов в море при добыче нефти и газа на шельфе с позиций охраны морских экосистем и биоресурсов;

 · если допустим, то при каких условиях и ограничениях;

 · если недопустим, то почему.

Время отвечать на эти вопросы пришло и для России, которая до сих пор практически не трогала свои богатейшие морские запасы углеводородов. При этом мы должны помнить и о том, что Россия располагает также и уникальными биологическими ресурсами моря и является одним из мировых лидеров морского рыболовства, которое традиционно покрывает более 20 % потребности россиян в белках животного происхождения.

При поиске ответов на поставленные выше вопросы надо учитывать прежде всего фундаментально важный для экологии океана факт неравномерности распределения жизни в морской среде и ее тяготение к периферическим (прибрежным шельфовым) зонам. Именно в этих зонах, составляющих около 10 % всей акватории морей и океанов, происходят наиболее интенсивные биопродукционные процессы. Здесь сосредоточены и воспроизводятся основные живые ресурсы океана, которые обеспечивают до 80–90 % мирового улова морских организмов и дают ежегодно до 100 млн т ценных видов рыб, беспозвоночных и водорослей за счет рыболовства и морской аквакультуры. Но здесь же залегают крупнейшие нефтегазоносные бассейны и месторождения. Их эксплуатация уже идет полным ходом и будет продолжаться еще долго на фоне всех других многочисленных видов деятельности человека в прибрежной зоне и неизбежно сопутствующих им экологических нарушений в морской среде. Напомним, что в прилегающей к морю узкой полосе суши (шириной до 50 км) сейчас проживает более половины населения Земли и производится до 50 % валового национального продукта многих стран.

Таким образом, поиски баланса интересов при добыче на шельфе углеводородов и морепродуктов – это лишь часть более широкой проблемы охраны прибрежных экосистем по мере расширения масштабов освоения нефтегазовых месторождений и в условиях всех других антропогенных воздействий на морскую среду. Из анализа этих воздействий следует, что «доля ответственности» нефтегазового комплекса за ухудшение общей экологической ситуации на шельфе относительно невелика. Например, по оценке ведущих международных экспертов и организаций, вклад нефтяных промыслов в глобальное нефтяное загрязнение моря не превышает 1,5 % от всех остальных потоков нефтепродуктов, которые непрерывно поступают в прибрежную зону от многочисленных береговых источников.

Тем не менее, проблема экологических и рыбохозяйственных последствий освоения морских нефтегазовых месторождений остается по-прежнему актуальной, особенно в районах высокой биопродуктивности и традиционного рыболовства. Отметим два обстоятельства.

Во-первых, если спуститься с глобального уровня на региональный и тем более на локальный, то экологические нарушения в зонах сброса буровых отходов становятся вполне очевидными в таких ситуациях. Например, поток нефтяного загрязнения только из-за сброса пластовых вод может возрастать не на несколько процентов (как это имеет место на глобальном уровне), а на несколько десятков процентов.

Во-вторых, по мере расширения масштабов буровых и промысловых работ в море локальные воздействия со временем могут сопрягаться и приводить к кумулятивным эффектам субрегионального и даже регионального уровня.

Наконец, надо учесть фактор социально-психологического характера или то, что принято называть «общественным мнением». В какой бы мере это мнение ни расходилось с научным знанием, мы не вправе его игнорировать. Известно, что всякая природоохранная политика, даже если она экологически обоснована, обречена на неудачу, если общество не разделяет эту точку зрения. Применительно к данному случаю, похоже, что в России (как, впрочем, и в других странах) единого мнения по поводу экологической безопасности и условий освоения морских нефтегазовых ресурсов пока не существует. Несмотря на очевидные долгосрочные и принципиально важные для экономики России выгоды от реализации таких проектов, на пути их продвижения ощущается заметное противодействие. Оно проявляется в разных формах, по разному поводу и в самых разных кругах – от государственных ведомств до общественных движений, средств массовой информации и отдельных специалистов. Причины общественной озабоченности и тревоги в данном случае можно понять.

С одной стороны, многие знают и помнят о нефтяном загрязнении Каспийского и Азовского морей, деградации запасов осетровых рыб в этих бассейнах, залитых нефтью реках и озерах Западной Сибири и других аналогичных событиях в России и не только. Где гарантии, что нечто подобное не повторится, например, на шельфе Сахалина или Баренцева моря? Для рыбаков и населения этих регионов такого рода вопросы совсем не праздные. Напомним, что биологические ресурсы российского шельфа, сосредоточенные в морях Дальнего Востока и Западной Арктики, способны обеспечить устойчивый улов более 5 млн т / год ценных видов рыб и беспозвоночных.

С другой стороны, «общественное мнение» пока еще не имеет четкого представления о том, что такое современная индустрия разведки и эксплуатации морских нефтегазовых месторождений и насколько надежна экологическая безопасность этого относительно нового для России вида деятельности. Для полноты картины повторим, что тревога и протесты по этому поводу часто возникают даже в странах, на шельфе которых нефтяные платформы уже давно стали привычным атрибутом морского пейзажа. В этой ситуации многое зависит от готовности и способности науки (в первую очередь экологической) дать четкие ответы на вопросы, некоторые из которых уже были обозначены. За последние десятилетия накоплена обширная информация как о вредных свойствах отходов морского нефтегазового комплекса, так и об экологической ситуации в районах добычи углеводородов на шельфе разных стран и регионов. Материалы этих исследований, в том числе выполненных в последние годы в России в рамках проектов «Сахалин 1» и «Сахалин 2», дают основания для следующих выводов.

 · Повсеместно используемые в настоящее время буровые растворы на водной основе и сопутствующие им шламы относятся к группе практически нетоксичных материалов. При их сбросе в морскую среду происходит быстрое (в течение секунд и минут) разбавление с кратностью до 104–106 раз на расстояниях в пределах нескольких сотен метров от точки сброса.

 · В первом приближении есть основания считать, что экологические последствия от таких сбросов аналогичны тем эффектам, которые возникают при природных или антропогенных повышениях мутности морской воды (штормовое взмучивание в прибрежной зоне, добыча песка и гравия и др.).

 · По мнению групп независимых экспертов, воздействие нефтегазодобывающего комплекса на морскую среду носит ограниченный характер и уступает по масштабам и тяжести последствий многим другим видам деятельности на море.

 · Международная и национальная статистика аварийных нефтяных разливов показывает, что при добыче нефти на шельфе ее потери составляют 1‑10 г на каждую тонну добытой в море нефти.

 · Реальное негативное воздействие морской нефтегазодобывающей индустрии на рыболовство заключается не столько в загрязнении, сколько в сокращении (отчуждении) рыбопромысловых акваторий и физических помехах для донных отложений.

Этот кратко суммированный мировой опыт, казалось бы, дает основания для некоторой уверенности по поводу экологической безопасности добычи нефти и газа в море в случае, если Россия приступит к масштабному промышленному освоению своих запасов углеводородов на шельфе. Однако подобный оптимизм резко идет на спад, если вспомнить, что только статистически учтенные потери нефти при разработке месторождений углеводородов на суше в России, например в Западной Сибири, составляют большие объемы, образно говоря, ведро на каждую добытую тонну нефти. Где гарантии, что, перебравшись на морские акватории, отечественная нефтяная индустрия сможет в тысячи раз сократить привычные «сухопутные нормы» нефтяных загрязнений? И не слишком ли дорогую цену мы заплатим за шельфовую нефть, даже если научимся терять ее в десятки и сотни раз меньше, чем теряли до сих пор на суше? Похоже, что на подобные вопросы пока нет четких ответов.

Следует учесть также, что экологическая ситуация в районах многолетнего (в течение десятилетий) освоения морских нефтегазовых месторождений не столь благополучна, как это иногда представляют. В дополнение к сказанному напомним лишь о нефтяном загрязнении дна Северного моря, которое остается до сих пор как следствие сбросов широко применявшихся ранее буровых растворов на нефтяной основе. Значительные потоки нефтяных углеводородов продолжают поступать в море при сбросе пластовых вод, особенно на завершающем этапе эксплуатации месторождений. Напомним также о негативных эффектах воздействия на рыб при сейсмических съемках и других аналогичных последствиях морской нефтедобывающей деятельности. Все это, естественно, диктует необходимость продолжения усилий по охране морских экосистем и самовоспроизводящихся (и потому бесценных) живых ресурсов моря.

Пожалуй, наиболее правильный путь – организация продуманного и эффективного экологического мониторинга на каждом нефтяном объекте.

 

 

biofile.ru

Экологические проблемы нефтяной промышленности России



В статье исследованы экологические проблемы влияния нефтяной промышленности в России, исследовано, насколько пагубной является нефтяная промышленность для окружающей среды; рассмотрены основные пути уменьшения её пагубного воздействия.

В работе сделан вывод о том, что нефть и нефтепродукты являются одними из самых распространённых и опасных техногенных загрязнителей, что обусловливается способностью углеводородов образовывать токсичные соединения в почвах, поверхностных и подземных водах; негативное воздействие нефтяной промышленности обусловлено непосредственной деградацией почвенного покрова на участках разлива нефти и воздействием её компонентов на сопредельные среды, вследствие чего продукты трансформации нефти обнаруживаются в различных объектах биосферы.

Ключевые слова: нефть, нефтеперерабатывающая промышленность, загрязнение, токсичность, радионуклиды, окружающая среда

Современное интенсивное хозяйствование на первый план выдвинуло удовлетворение безграничных растущих материальных потребностей человека. Достижения человека стали определяться совокупной ценностью изготавливаемых товаров и услуг. Создалась антиприродная система развития производства и потребления, природа стала нужной вещью, предметом для человека, её перестали воспринимать как сложную систему, которая обеспечивает жизнь биосферы и самого человека.

Добыча полезных ископаемых является одной из самых вредных деятельностей человека, которая с нарастающим темпом убивает окружающую среду, с одной стороны, удовлетворяя потребности людей, а с другой — ухудшая экологическую ситуацию на планете. Человек для удовлетворения своих потребностей забирает ежегодно около 300 млрд. минерального природного сырья, а создаёт конечный продукт не больше 2–3 % от этой массы. Отходы, оставшиеся после добычи сырья, поступают в биосферу — из них 2.5 % газообразные, 4 % жидкие, остальные — твёрдые, из которых 2 % являются опасными (токсичными, канцерогенными, мутагенными).

Деятельность человека, если её рассматривать с точки зрения выноса на поверхность земли отходов минерального сырья, можно сравнить с геофизическими процессами. Этот технический результат уже давно не вписывается в природный биотический круговорот, то есть живое существо уже не в состоянии включить такое количество антропогенных выбросов в свои пищевые цепи, причём некоторые из них являются токсичными для живых организмов и все они становятся загрязнителями и разрушителями природных систем.

Одним из серьёзных загрязнителей окружающей среды является нефтяная промышленность. Нефть в современном мире является одним из самых востребованных веществ, которое продолжает технологический процесс и облегчает жизнь людей, однако она является крупнейшим загрязнителем природно-антропогенной системы. Нефть занимает лидирующие позиции на мировом рынке топлива, её добывают в 80 странах мира, 40 % добываемой нефти поступает на рынок. Крупнейшими производителями нефти являются Венесуэла, Канада, Иран, Ирак, Кувейт, ОАЭ, Россия, Ливия, Нигерия, США. По статистическим данным за 2016 год, на конец 2015 года лидером по доказанным объёмам запасов нефти является Венесуэла, на которую приходится 47 млрд тонн запасов нефти или 17.7 % мировых запасов. На Российскую Федерацию приходится 6.0 % мировых запасов (14 млрд тонн). Всемирный объём доказанных запасов нефти на конец 2015 года составил 239.4 млрд тонн [1, p. 6]. На страны-члены ОПЕК пришлось в 2015 году 71.4 % доказанных мировых запасов.

Основная часть мощностей нефтеперерабатывающей промышленности сосредоточена в развитых странах, в том числе в США — 21 %, в Западной Европе — 20 %, Японии — 6 %. На долю России приходится 17 %.

Современные масштабы развития российской экономики и связанный с этим рост загрязнения окружающей среды, ставят под угрозу экологическое равновесие и здоровье нации. Поскольку Россия является мировым лидером по добыче нефти [12], загрязнение природной среды нефтью и сопутствующими загрязнителями является острейшей экологической проблемой во многих регионах России, а масштабы влияния нефтяной промышленности на окружающую среду нашей страны вызывают очень серьёзную обеспокоенность.

Изучением пагубного влияния нефтепродуктов на окружающую среду в настоящее время занимаются многие исследователи, среди них О. Г. Миронов, И. А. Немировская, Р. П. Круглякова, Т. С. Смирнова, Л. И. Сваровская, И. Г. Ященко, Л. К. Алтунина [14], А. А. Чибилёв [15] и другие.

Целью данной работы является оценка воздействия нефтяной промышленности на экологическую ситуацию в России.

Нефтяная промышленность несёт в себе колоссальные опасности для окружающей среды и может вызывать последствия на разных уровнях: вода, воздух, почва, и, следовательно, все живые существа на нашей планете. Потребность в большом количестве воды обуславливается необходимостью размещения предприятий вблизи водоёмов, что, в свою очередь, заставляет принимать меры по защите водных объектов от загрязнения.

Наиболее распространённым и опасным следствием деятельности нефтяной промышленности является загрязнение нефтепродуктами, которое связано практически со всеми видами деятельности на всех этапах добычи нефти, от исследовательской деятельности до переработки. Другие воздействия нефтяной промышленности на окружающую среду проявляются в усилении парникового эффекта, появлении кислотных дождей, снижении качества воды, загрязнении грунтовых вод и т. д., потере биоразнообразия.

Одним из главных элементов нефтедобывающего процесса является бурение. Разведочное бурение поисковых нефтяных месторождений, а также эксплуатация скважин негативно влияют на окружающую среду, однако наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в окружающую среду в результате аварийных ситуаций, но и при нормальных условиях прохождения производственного процесса окружающая среда, в частности педосфера и гидросфера, подвергается разрушению. Это в основном связано с образованием значительных объёмов отходов, в частности таких, как отработанная промывочная жидкость, удалённая порода и буровые сточные воды. В состав отходов, образующихся в процессе бурения, входит широкий спектр веществ органического и неорганического происхождения. При эксплуатации скважин для интенсификации добычи углеводородного сырья используют концентрированные растворы различных кислот, поверхностно-активных веществ, ингибиторов и др. Образование значительного количества промышленных отходов при сооружении нефтегазовых скважин, а также обеспечение надёжного их хранения, обезвреживания, захоронения или вывоза в места удаления представляет собой очень серьёзную экологическую проблему. Около половины (56 %) общего объёма отходов составляют буровые сточные воды, 28 % приходится на отработанную промывающую жидкость, в остальные 16 % входят раствор для испытания и удалённая порода. За цикл использования воды в технологическом процессе содержание нефтепродуктов в буровом растворе сточных вод растёт в 260–760 раз, содержание взвешенных веществ — в 146–400 раз, содержание органических веществ — в 348–652 раз, содержание водорастворимых солей и другие показатели растут сравнительно существенно.

Как свидетельствует опыт эколого-геологических исследований, для почв нефтепромысловых районов характерными являются такие загрязняющие вещества [1]: нефть, нефтепродукты, фенолы, тяжёлые металлы (Сr, Mn, Fe, Со, Ni, Сu, Zn, Рb, Сd, V), азотные соединения (ионы нитрата и аммония).

Следует заметить, что загрязнение почвы нефтепродуктами в результате деятельности автотранспорта существенно отличается от разливов нефти при добыче и транспортировке, так как при этом в нижние горизонты нефтепродукты проникают постепенно, по мере роста концентрации веществ на поверхности. В их перечень входят практически все автотранспортные предприятия, трубопроводный транспорт, предприятия нефтехимической и нефтегазодобывающей промышленности. Аварии, связанные с выбросом углеводородов, случаются как в результате отказа оборудования (чаще электрохимическая и биологическая коррозия), так и в случае несанкционированного проникновения в трубопроводы.

При сооружении скважин потенциальными загрязняющими веществами являются: промывочные жидкости и тампонажные растворы; буровые сточные воды и буровой шлам; пластовые флюиды; горюче-смазочные материалы и другие отходы сооружения скважин.

В таблице 1 представлены усреднённые результаты исследований отходов бурения на содержание тяжёлых металлов.

Таблица 1

Содержание тяжёлых металлов впромывающих жидкостях

Элемент

Содержание вэкстракте, мг/дм3

Кадмий

1,8

Медь

41,5

Хром

430

Ванадий

Перечисленные воздействия воспринимаются различными компонентами природной среды, среди которых породы, межпластовые воды, грунтовые воды, почвы, поверхностные воды. Откачка нефти связана с последующим её сохранением на поверхности. Вследствие постепенной фильтрации возникает загрязнения компонентов природной среды.

Грунт, загрязнённый углеводородами, отличается маслянистостью, что делает невозможным его дальнейшее использование для сельскохозяйственных целей. На территориях нефтепромыслов и вдоль нефтепроводов, почвы, поверхностные и подземные воды загрязняются нефтью и нефтепродуктами и сопутствующими токсичными веществами, что превращает плодородные земли в экологически критические экосистемы. Нефть представляет собой сложную смесь органических соединений: алканов (парафиновые или ациклические насыщенные углеводороды), некоторых циклоалканов (нафтенов) и ароматических углеводородов различной молекулярной массы, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. Характерными загрязнителями, образующимися в процессе добычи нефти, являются углеводороды (48 %), оксид углерода (32 %), твёрдые вещества (20 %).

Сырая нефть представляет собой смесь множества различных видов органических соединений, многие из которых являются высокотоксичными и вызывающими рак (канцерогены).

Как мы уже отмечали, на долю России приходится 17 % мощностей нефтеперерабатывающей промышленности, а нефтеперерабатывающие заводы, как правило, считаются основным источником загрязняющих веществ в районах, где они расположены. Отработанные нефтепродукты являются токсичными отходами, которые имеют невысокую степень биоразложения (10–30 %). Токсичность нефтепродуктов определяется сочетанием углеводородов, входящих в их состав. В частности, арены (ароматические углеводороды) являются сильнейшими канцерогенами в составе нефтепродуктов, также значительное токсическое действие оказывают олефины, соединения серы, азота и кислорода. Нефтеперерабатывающие заводы являются основным источником опасных и токсичных загрязнителей воздуха, таких как бензол, толуол, этилбензол и ксилол. Они также являются основным источником загрязняющих веществ в воздухе: твёрдые частицы, оксиды азота (NOx), окись углерода (СО), сероводород (h3S) и диоксида серы (SO2). Нефтеперерабатывающие заводы также высвобождают менее токсичные углеводороды, такие как природный газ (метан) и другие лёгкие летучие вещества. Выбросы этих опасных веществ в воздух могут происходить в результате протечки оборудования, процессов горения при высокой температуре, нагревания паровых и технологических жидкостей и т. д.

Особенно большой вред отработанные нефтепродукты приносят водным ресурсам. Так, по оценкам экспертов, один литр отработанного масла может загрязнить около семи миллионов литров грунтовых вод. Накопление нефтепродуктов приводит к уменьшению растворенного кислорода и вызывает смертность многих видов водных организмов. Так, при концентрации нефти 4000 частей на миллион (промиле) очень быстро погибает рыба [8].

На территории России вредному экологическому воздействию подвержены тысячи квадратных километров нефтеносных площадей. Основной проблемой является так называемая «ползучая катастрофа» — тотальное загрязнение пресных подземных и поверхностных вод попутно извлекаемыми рассолами и нефтью. Загрязнённые несколько десятилетий назад водоносные горизонты даже при ликвидации источников загрязнения будут самоочищаться около 150–200 лет. Некоторые заводы используют глубоководные нагнетательные скважины для утилизации сточных вод, которые попадают в водоносные слои и грунтовые воды. Сточные воды на нефтеперерабатывающих заводах очень сильно загрязнены, учитывая количество источников, которые вступают в контакт в процессе нефтепереработки (например, протечка оборудования, разливы и обессоливание сырой нефти). Эта загрязненная вода может содержать нефтяные остатки и многие другие опасные отходы. Вследствие коррозии трубопроводов, нарушения технологии и сроков эксплуатации в течение года происходит около трёх порывов нефтепроводов и водоводов пластовой воды. Средний объём сбросов нефти и рассолов с каждого порыва составляет приблизительно 5м3.

Нефтепродукты, попадающие в воду, образуют сначала слой на поверхности, при этом лёгкие углеводороды начинают испаряться. В водный раствор переходят жирные, карбоновые и нефтяные кислоты, а также фенолы и крезолы. Через несколько дней после поступления в результате химического и биохимического разложения образуются другие растворимые соединения — окисленные углеводороды, токсичность которых значительно выше. Донными отложениями сорбируется часть нефтепродуктов, попавших в воду, причём наибольшей сорбционной способностью обладают глинистые илы.

Серьёзную опасность представляет собой загрязнение почвы в процессе переработки нефти, и хотя эта проблема, по сравнению с загрязнением воздуха и воды, является менее значимой, ущерб для окружающей среды наносится колоссальный. Многие остатки образуются в процессе рафинирования, некоторые из них проходят переработку на других этапах процесса. Другие остатки собираются и вывозятся на свалки. Загрязнение почвы, включая некоторые опасные отходы, отработанные катализаторы или коксовую пыль, происходит в результате утечек, аварий или разливов, а также в процессе транспортировки.

Главным образом, токсичность отработанных масел растёт из-за постепенного увеличения содержания бенз(а)пирена. Содержание в отработанных маслах бенз(а)пирена в большинстве стран служит показателем их опасности, поскольку суммарное токсическое действие бенз(а)пирена примерно в 10000 раз выше, чем у оксидов азота, которые также образуются в работающих маслах. Содержание бенз(а)пирена может увеличиваться до 15 мг / кг (общее содержание полициклических аренов до 482 мг / кг), а доля от общей канцерогенности отработанного масла составляет 18 %. Бенз(а)пирен является сильнейшим канцерогеном, мутагеном, токсичным, устойчивым, биоаккумулятивным веществом, вследствие чего в июне 2016 года по решению Евросоюза оно было добавлено в список особо опасных веществ [6]. Доказано, что это вещество оказывает очень серьёзное вредное воздействие на человеческий организм и окружающую среду.

Отработанные масла содержат в своём составе по разным оценкам около 38 химических соединений, обладающих мутагенным и канцерогенным действием. Среди этих соединений, кроме бенз(а)пирена, надо выделить фураны, диоксины, полихлордифенилы и другие соединения. Последние два включены Стокгольмской конвенцией в список токсичных стойких органических загрязнителей планеты [13] (Российская Федерация ратифицировала конвенцию лишь в 2011 году, приняв Федеральный закон «О ратификации Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях» [12]).

Ещё одной экологической проблемой является радиоактивность некоторой нефти и пластовых вод. В процессе осуществления общественного экологического контроля Союз экологов Республики Башкортостан обнаружил несколько десятков аномальных участков с уровнем радиации по гамма-фону до 950 микрорентген в час (норма — 35) на территории Башкортостана и Татарстана.

Технологически обогащённые природные радиоактивные материалы (TENORM) образуются в результате использования радиоактивных материалов природного происхождения в процессе добычи нефти. Твёрдые солевые отложения, шлам и пластовые воды, образующиеся при добыче нефти, могут содержать уран, торий, радий и другие природные радионуклиды. Уровни радия в почве и горных породах сильно различаются, как и их концентрации в твёрдых солевых отходах и шламах. Твёрдые солевые отходы состоят преимущественно из нерастворимого бария, кальция и соединений стронция, который выпал в осадок из полученной воды в результате изменений температуры и давления [5].Основным радиоактивным элементом, который накапливается в твёрдых фракциях, является радий. Концентрации радия-226 в твёрдых фракциях, как правило, выше, чем радия-228 [3].

Твёрдые солевые отложения обычно образуются на внутренней поверхности воздуховодов, насосов и клапанов, а также на стенках резервуаров. Как правило, самые высокие концентрации радиоактивных элементов находятся на устье трубопровода и в производственном трубопроводе вблизи устья скважины. В процессе добычи нефти образуется вода, которая выходит с нефтью. Промысловая вода представляет собой сочетание пластовой воды, которая возникает естественным образом в резервуаре, и воды, которая впрыскивается в скважину для увеличения давления, необходимого для извлечения нефти [11].

Пластовая вода богата хлоридом или сульфатом, солями щелочноземельных металлов, таких как кальций, барий, радий, стронций. Промысловая вода закачивается в глубокие скважины или обрабатывается для повторного использования. Вода, которая впрыскивается в скважины, может поступать из близлежащих скважин, но в большинстве случаев промысловая вода используется повторно. В результате сведения этих вод нарушается химическое равновесие и может произойти осаждение соли. В процессе работы осадки постепенно концентрируются и накапливаются, образуя твёрдые фракции [4, 9, 3]. В пластовых водах содержатся концентрированные уровни радия и продуктов его распада, но эти концентрации отличаются на разных участках.

Шлам представляет собой смесь остатков, образованных в процессе добычи нефти. Он состоит из песка, который откачивается при добыче нефти, тяжёлых углеводородов, таких как парафин, и кусков твёрдых солевых отложений, которые отрываются от стенок трубопровода. В шламе, как и в твёрдых солевых отходах, содержание Ra-226 превышает содержание Ra-228. Средняя концентрация радия в шламе значительно отличаться в разных местах. Хотя концентрация излучения в шламах ниже, чем в твёрдых солевых отходах, шламы более растворимы и, следовательно, более легко высвобождаются в окружающую среду, создавая более высокий риск заражения.

Открытой проблемой в масштабах России является то, что место и способы утилизации сотен тонн ежегодно образующихся в каждом нефтепарке радиоактивных осадков и слаборадиоактивных сточных вод, которые образуются при пропаривании бывших в употреблении насосно-компрессорных труб, до сих пор неизвестны.

Проведённые исследования подняли на новую ступень развитие экологической науки в сфере загрязнения окружающей среды в процессе добычи и переработки нефти. Полученные результаты свидетельствуют о том, что воздействие нефтяной промышленности на окружающую среду является крайне отрицательным в виду выбросов большого количества веществ, которые являются очень токсичными почти для всех форм жизни, и способствует изменению климата на Земле. Нефть, как правило, тесно связана практически со всеми аспектами современного общества, она представляет собой гораздо больше, чем просто один из основных источников энергии, который используется человечеством.

Причины пагубного влияния нефтяной отрасли России на окружающую среду известны и кроются в неадекватности требований экологической безопасности применяемых технологий добычи и транспортировки нефти; низком проценте финансовых вложений в развитие научных разработок и их осуществление; крайне недостаточном материальном оснащении и обновлении основных фондов; низкой экологической культуре производства; изоляции отрасли от государства и общества.

Необходимо более глобально подходить к решению одной из самых актуальных проблем XXI века, проблем, связанных с нефтяным загрязнением среды. Экологизация нефтяных компаний России позволит не только уменьшить загрязнение среды, но и получить чистое сырьё, что, в свою очередь, повысит доходы компаний, работающих в данной сфере.

Литература:
  1. BP Statistical Review of World Energy (June 2016). — 65-th edition. — 48 p. Code of access: https://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/statistical-review-2016/bp-statistical-review-of-world-energy-2016-full-report.pdf
  2. Environmental and Toxic Torts / Chemical Injury Attorneys. Code of access: http://www.lockslaw.com/practice-areas/environmental-and-toxic-torts/
  3. Hamlat, M. S.; Kadi, H.; Fellag, H. Precipitate containing NORM in the oil industry: modelling and laboratory experiments. Applied Radiation and Isotopes, 59: 93–99, 2003.
  4. Hebert, M. B.; Scott, L. M.; Zrake, S. J. A radiological characterization of remediated tank battery sites. Health Physics, 68(3): 406–410, 2015.
  5. Natural Radioactivity in the Petroleum Waste from Iraqi Refinery // International Journal of Recent Research and Review, Vol. VII, Issue 3, September 2014.
  6. Official website of the European Union. Code of access: https://europa.eu/european-union/index_en
  7. Oil still drives many conflicts of today and thusly its production proves a critical factor to consider. Code of access:http://www.globalfirepower.com/oil-production-by-country.asp
  8. Prasad M. S.; Kumari K. Toxicity of Crude Oil to the Survival of the Fresh Water FishPuntius sophore (HAM.). Acta Hydrochimica et Hydrobiologica. Code of access:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aheh.19870150106/abstract
  9. Smith, K. P., Blunt, D. L., Arnish, J. J. Potential radiological doses associated with the disposal of petroleum industry NORM via landspreading, prepared for U. S. Department of Energy, National Petroleum Technology Office, Tulsa, Oklahoma, by Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois, 2012.
  10. TENORM: Oil and Gas Production Wastes // US Environmental Protection Agency. Code of access: https://www.epa.gov/radiation/tenorm-oil-and-gas-production-wastes
  11. Vegueria, S. F. J., Godoy, J. M., Miekeley, N. Environmental impact studies of barium and radium discharges by produced waters from the “Bacia de Campos” oil-field offshore platforms, Brazil. Journal of Environmental Radioactivity, 62: 29–38. 2014.
  12. О ратификации Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях: Федеральный закон от 27.06.2011 N 164-ФЗ // Российская газета. — № 5514 (138), 29 июня 2011 г.
  13. Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях, 2001 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/pdf/pollutants.pdf
  14. Сваровская Л. И. Геоинформационные технологии для мониторинга антропогенного воздействия продуктов сжигания попутного нефтяного газа на окружающую среду / Л. И. Сваровская, И. Г. Ященко, Л. К. Алтунина // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — № 6. — 2014. С. 41–45.
  15. Чибилёв А. А., Мячина К. В. Геоэкологические последствия нефтегаздобычи в Оренбургской области» — ИСтепи УрО РАН, 2007 г.

Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, нефтяная промышленность, Россия, вод, технологический процесс, США, Венесуэла, нефтеперерабатывающая промышленность, млрд тонн, экологическая ситуация.

www.moluch.ru

Переработка нефти. Экологические проблемы

скачать файлМОУ «Новогремяченская СОШ»

Урок по химии

в 10 классе

Переработка нефти. Экологические проблемы

Учитель: Андриенко

Наталья Валентиновна

2009-2010 уч.г.

Цели:

  • актуализировать знания учащихся об основных источниках углеводородов;
  • создать условия для активной самостоятельной работы детей;
  • формировать умение видеть перспективы развития и основные подходы к решению проблем современности;
  • формировать гуманное отношение к биосфере и человечеству в частности;
  • формировать активную жизненную позицию учащихся при оценке глобальных проблем человечества;
  • развивать навыки коммуникативной культуры и умение сотрудничества при работе в группе.

Ход урока. I.Организационный момент.

II.Подготовка к восприятию нового материала.

1. Выступления учащихся.

?1.Что собой внешне представляет нефть и каков состав этой жидкости?

Нефть и ее состав

Нефть - маслянистая жидкость от светло-коричневого до темно-бурого, почти черного цвета, с характерным запахом, в воде не растворяется, образует на поверхности воды пленку, не пропускающую воздух. Нефть – это сложная смесь насыщенных и ароматических углеводородов, циклопарафинов, а также некоторых органических соединений, содержащих гетероатомы – кислород, серу, азот и др. Каких только восторженных имен не давали люди нефти: и «черное золото», и «кровь земли». Нефть и в самом деле заслуживает нашего восхищения и благодарности.

По составу нефть бывает: парафиновая – состоит из алканов с прямой и разветвленной цепью; нафтеновая – содержит предельные циклические углеводороды; ароматическая – включает ароматические углеводороды (бензол и его гомологи). Несмотря на сложный компонентный состав, элементный состав нефти более-менее одинаков: в среднем 82-87% углерода, 11-14% водорода, 2-6% других элементов (кислород, сера, азот).

Нефть Содержание углеводородов в весовых %
Парафины (алканы) Нафтены (циклоалканы) Ароматические
Грозненская парафинистая 41 47 12
Туймазинская 37 38 24
Доссорская 17 73 9
Шимбайская 35 30 31
Ромашкинская 41 32 27

Немного истории

В 1859 г. в США, в штате Пенсильвания 40-летний Эдвин Дрейк с помощью собственного упорства, денег нефтяной компании и старого парового двигателя пробурил скважину глубиной 22 метра и извлек из нее первую нефть.

Приоритет Дрейка как пионера в области бурения скважин оспаривается, однако его имя все равно связано с началом эры. Нефть обнаружили во многих частях света. Человечество наконец приобрело в большом количестве превосходный источник искусственного освещения… и не только. Не за горами автомобильная эра, пластмассы и многое другое.

?2.Можно ли выразить состав нефти одной формулой?

Состав нефти непостоянный. Нефть это смесь углеводородов.

?3.Какие существуют теории происхождения нефти? Каково происхождение нефти?

В среде ученых доминировали две основные концепции: органическая и неорганическая. Согласно первой концепции, органические остатки, захороненные в осадочных породах, с течением времени разлагаются, превращаясь в нефть, уголь и природный газ; более подвижные нефть и газ затем скапливаются в верхних пластах осадочных пород, имеющих поры. Другие ученые утверждают, что нефть образуется на «больших глубинах в мантии Земли».

Русский ученый-химик Д.И.Менделеев был сторонником неорганической концепции. В 1877г. он предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение нефти связано с проникновением воды вглубь Земли по разломам, где под воздействием ее на «углеродистые металлы» и получаются углеводороды.

Еще была гипотеза космического происхождения нефти – из углеводородов, содержавшихся в газовой оболочке Земли еще во время ее звездного состояния.

С 1950-з гг. были получены убедительные доказательства биогенной природы нефти. Детальное изучение, сравнение молекулярного состава углеводородов (и их биохимических предшественников) в органическом веществе осадочных пород и в различных нефтях из залежей, изучение распределения стабильных изотопов углерода (12С, 13С) в нефтях, органическом веществе пород и в организмах и многое другое подтвердило неправомочность неорганических гипотез. Нефть и русские ученые Поисками нефти и ее изучением занимались многие русские ученые: М.В.Ломоносов высказал первую научную гипотезу происхождения нефти; Д.И.Менделеев разработал способ непрерывной перегонки нефти; В.В.Марковников занимался изучением химического состава нефти; И.М.Губкин – один из организаторов нашей нефтяной геологии. ?4.Одинаковыми ли физическими свойствами обладает нефть различных месторождений?

Нефть имеет несколько различные физические свойства, это объясняется ее различным составом.

?5.Какой метод можно предложить для разделения углеводородов, входящих в состав нефти? На чем он должен быть основан? Какова цель переработки нефти?

Переработка нефти

Переработка нефти, или ректификация, - это процесс термического разделения нефти и нефтепродуктов на фракции по температуре кипения.

Перегонка – это физический процесс.

Существует два метода переработки нефти: физический (первичная переработка) и химический (вторичная переработка).

Первичную переработку нефти осуществляют в ректификационной колонне – аппарате для разделения жидких смесей веществ, различающихся по температуре кипения.

Фракции нефти и основные области их использования:

  • бензин – автомобильное топливо;
  • керосин – авиационное топливо;
  • лигроин – производство пластмасс, сырье для получения бензина при вторичной переработке;
  • газойль – дизельное и котельное топливо, сырье для вторичной переработки;
  • мазут – заводское топливо, парафины, смазочные масла, битумы.

?6.Что такое крекинг нефти? Какие его виды существуют?

Крекинг При первичной переработке нефти выход бензина составляет 20%. Поэтому необходима вторичная переработка – крекинг и риформинг – химические методы получения бензина, переработка не самой нефти, а ее высококипящих фракций. Выход бензина при данной переработке составляет 80%.

Крекинг – это процесс термического и каталитического расщепления молекул тяжелых углеводородов, содержащихся в нефти, на вещества с меньшим числом углеродных атомов в молекуле. Продукты крекинга определяются структурой и составом исходной смеси углеводородов и условиями проведения крекинга. Промышленный крекинг был разработан русским инженером (впоследствии академиком) В.Г.Шуховым еще в 1891г.. Однако первые установки крекинга в нашей стране были построены только в советское время.

Различают два основных типа крекинга - термический и каталитический.

Термический крекинг проводят при температуре 470-540 0С и давлении 40-60 атм.. Ему обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например мазут. При термическом крекинге с молекулами углеводородов происходят следующие процессы, которые протекают одновременно: расщепление, изомеризация, ароматизация, алкилирование.

Каталитический крекинг проводят в присутствии катализатора при температуре 450-520 0С и атмосферном давлении. Каталитическому крекингу подвергают дизельную (газоль-соляровую) фракцию. Каталитический крекинг более прогрессивный метод переработки нефтяных продуктов, чем термический.

Риформинг – это каталитический процесс промышленной переработки бензиновой и лигроиновой фракций нефти с целью получения ароматических углеводородов и бензина более высокого качества. До внедрения этого процесса в промышленность бензол, толуол и другие ароматические вещества получали при коксовании углей.

2.Выполнение заданий.

Задание 1

3.Работа в группах.

Задание 2

Вариант I

Известно, что важнейшей составной частью природного газа является метан. Из метана можно получить большое количество веществ, имеющих применение в народном хозяйстве. Напишите уравнения для предложенной ниже схемы превращений метана, назовите полученные продукты и предложите способы их применения.

CО2

54 1 2

С6Н6  С2Н2  СН4  СН3Сl

6 3

С6Н6Сl6 C+Н2

Вариант II

Из нефти и продуктов ее крекинга можно извлечь достаточно большое количество гексана. Из гексана можно получить большое количество веществ, применяющихся в народном хозяйстве. Напишите уравнения для предложенной ниже схемы превращений гексана, назовите полученные продукты и предложите способы их применения.

1 5

С3Н6 + С3Н8  С6Н14  С6Н6

 6

2 С6Н6Сl

4

СН4 + С2Н4  СН2СН2n

3

С2Н2

Вариант III

Напишите уравнения реакций, которые могут протекать с углеводородом гексадеканом (С16Н34) при крекинге нефтепродуктов.

Вариант IV

Напишите уравнения реакций, которые могут протекать с углеводородом додеканом (С12Н26) при крекинге нефтепродуктов.

Вариант V

Перечислите области применения продуктов, полученных в результате перегонки нефти.

III.Изучение нового материала.

1.Постановка проблемы.

?7.С какими проблемами может столкнуться человечество при добыче, транспортировке и переработке нефти?

Экологические проблемы Ежегодно в Мировой океан сбрасывается около 10 млн.т нефти, часть поверхности воды уже покрыта тончайшей радужной пленкой. Источники загрязнений:

  • Аварии танкеров и буровых платформ;
  • Сброс балластных и очистных вод;
  • Принос загрязняющих компонентов реками.

Такое положение чревато многими неприятностями глобального масштаба. Тончайшая пленка нефти на поверхности воды уменьшает испарения с этого участка на 60%. В результате усиливается нагрев водной поверхности. Воздух из-за пленки мало насыщается влагой (водяными парами), поэтому, проходя над континентами, такие воздушные массы дадут мало осадков. Перепад температур также способствует возникновению более частых циклонов. Разлитая нефть лишает кислорода рыб и других обитателей океана. Тонна нефти может загрязнить около 12 км2 поверхности океана, погубить в немвсе живое: планктон, молодь рыб, многие водоросли - то, что находится большую часть времени именно в приповерхностных слоях воды, где встреча с нефтью более вероятна. Достается от нефтяных загрязнений даже тем обитателям, которые постоянно проживают в глубине, например коралловые полипы могут жить лишь в чистой, прозрачной воде. А вместе с кораллами гибнут и те обитатели моря, которые привыкли жить и кормиться в районе рифов.

Нефть досаждает и океанским млекопитающим: китам, дельфинам, тюленям, а также птицам. Если тюлень вынырнет в районе нефтяного пятна, его запачканный мех перестанет быть надежным теплоизолятором. То же самое происходит и с птичьим оперением.

Проникая в глубину перьевого покрова, нефть нарушает его структуру и теплоизолирующие свойства. Кроме того, чистя перья клювом, птицы довольно часто заглатывают капли нефти и отравляются. От нефтяного отравления погибают даже киты. Массовую гибель китов, которые выбрасываются на берег, некоторые ученые связывают с губительным воздействием нефти на организм.

Нефть попадает в воду при разведке и добыче с плавающих или стационарных, работающих на прибрежном шельфе буровых платформ; при загрязнении рек химическими и нефтеперерабатывающими заводами; при авариях и катастрофах морских танкеров…

Общее количество нефти, разлитое танкерами за период с 1970 по 2000г., составляет более 5 млн. т. Самый большой разлив нефти случился в 1979г., когда «Атлантик Экспресс» столкнулся с «Эгеан Кэптен» в Карибском море, в результате чего разлилось почти 300 тыс. т нефти.

Однако, чаще всего разливы нефти бывают при погрузке, разгрузке и бункеровке. Наверное, самый худший вариант – преднамеренный выброс нефти. Как это было в 1991г. в Персидском заливе.

2.Пути решения проблемы.

Способы очистки от нефтяных пятен Идеального метода нет. Поэтому поиски новых технологий очистки рек и морей от нефти продолжаются. Из существующих методов можно выбрать самый эффективный. Сейчас я расскажу вам про способы удаления нефти, а вы заполните таблицу.

Оценивать методы будете по четырем критериям: денежные затраты, трудности из-за природных условий и экологические проблемы. Оценка ведется по 6-бальной системе от 0 до 5. чем меньше баллов наберется у того или иного метода, тем этот метод лучше, и наоборот.

Задание 3

Вам предстоит выбрать на основании анализа самый эффективный метод очистки морской, речной воды от нефтяного загрязнения и заполнить таблицу.

Метод Критерии методов
Денежные затраты Временные затраты Трудности из-за природных условий Экологические проблемы Итого
Самоликвидация
Химическое рассеивание
Поглощение
Ограждение и механическое удаление
Биоремедитация
На сегодняшний день существует пять методов борьбы с загрязнениями нефтью в океане.

1.Самоликвидация – этот метод применяют в том случае, если нефть разлита далеко от берегов и пятно небольшое (в этом случае пятно лучше не трогать). Постепенно оно растворится в воде и частично испарится. Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна достигают побережья в виде кусочков скользкой смолы.

Итак: не используются химические препараты; нефть держится на поверхности длительное время.

2.Химическое рассеивание. Существуют химические препараты для ликвидации нефтяных пятен.

Диспергенты – вещества, которые разбивают нефтяной слой на мельчайшие капельки, не смешивающиеся друг с другом. Применяют для активизации естественного рассеивания нефти.

Итак: используются химические препараты; метод дорогой, позволяющий оперативно удалять нефть с поверхности.

Сюда же можно отнести и осаждение. Ученые обнаружили, что если нефтяное пятно посыпать слоем мела, то мел будет впитывать в себя нефть и очень быстро тонуть, очищая таким образом поверхность воды от нефтяных пятен, однако, нефть остается на дне и продолжает отравлять флору и фауну океана. Основная цель разбивания на мельчайшие капельки диспергентами и осаждения мелом – быстрое удаление нефти с поверхности воды, раньше, чем разлив нефти достигнет более экологически уязвимого района.

З.Поглощение. Всем вам известна солома и торф. Они поглощают нефть, после чего их можно аккуратно собрать и вывезти с последующим уничтожением. Этот метод годится лишь в условиях штиля и только для небольших пятен. Способ весьма популярен в последнее время из-за большой дешевизны и высокой эффективности. Существуют и другие сорбенты – вещества, впитывающие нефть и позволяющие затем удалить ее с поверхности воды.

Итак: метод дешевый, зависимый от внешних условий.

4.Ограждение и последующее механическое удаление нефти. Если нефтяное пятно окружить плавающими заграждениями, оно не будет увеличиваться в размерах. Такие заграждения можно даже передвигать в удобное для ликвидации нефти место. Затем специальное судно откачивает нефть насосами. Но эту откачанную нефть использовать как топливо нельзя, кроме того, этот метод применяется только при спокойной погоде, т.е. когда на море нет волн. А, если авария произошла в полярных водах, нефть становится вязкой, что влечет за собой некоторые трудности.

Итак: не используются химические препараты; эффективно в первые часы после разлива, пока толщина нефтяной пленки достаточна для механического удаления.

5.Биологический (биоремедитация). Технология, в основе которой лежит использование микроорганизмов, способных окислять углеводороды.

Итак: минимальный ущерб, удаление нефти с поверхности, но метод трудоемок, дорог и длителен. IV.Закрепление.

Разгадайте кроссворд «Природный газ и нефть».

Ключевым словом является название процесса переработки нефтепродуктов.

1.Названия различных нефтепродуктов, получаемых при перегонке нефти (от лат. fraction – разламывание).

2.Название одной из нефтяных фракций.

3.Алкан – основной компонент природного газа.

4.Название горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

5. Название горючего для автомобильных двигателей.

6.Остаток от мазута после его вакуумной перегонки.

7.Углеводород – компонент газового бензина, получаемого из попутного нефтяного газа.

V.Подведение итогов.

Добывая бесконтрольно природные источники углеводородов, мы можем лишиться данного исчерпаемого ресурса. Газы, образующиеся при сжигании топлива, загрязняют атмосферу, приводят к таким экологическим проблемам, как кислотные дожди, парниковый эффект, разрушение озонового слоя Земли, образование смога в городах, к болезням человека.

Нефть, а также попутный нефтяной и природный газы, каменный уголь – не только ценнейшие ископаемые источники углеводородов, но и часть уникальной кладовой невосполнимых природных ресурсов, бережное и разумное использование которых – необходимое условие, прогрессивного развития человеческого общества.

?Какакие решения перечисленных проблем можно реализовать в настоящее время?

Искать альтернативные источники топлива, экологически чистые методы переработки.

скачать файл

vmest.ru

Экологические проблемы нефтедобывающей промышленности

Смоленский государственный университетКонтрольная работа

по предмету техногенные системы и экологический риск

на тему:

«Экологические проблемы нефтедобывающей промышленности»Выполнила

Студентка 5 курса экология

Базанова А. А.

Преподаватель: Циганок В. И.Смоленск 2010

ПЛАН

1. Историческая справка о нефти. Первая добыча.

2. Возникновение нефти

3. Добыча нефти и газа

4. Современная технология добычи нефти

5. На сколько хватит нефти

6. Влияние нефтедобычи на природу

7. Опасный промысел

8. Авария в Мексиканском заливе – человек или природа?

9. Итог

10. Используемая литература

Историческая справка о нефти. Первая добычаМировой рынок нефти в современном его виде достаточно молод, но при этом нефть начали использовать в различных целях уже очень давно. Здесь специально употребляется слово использовать, потому как люди, которые жили в таком временном отдалении, не утруждали себя в каких-то определённых действиях, связанных с добычей и уж тем более переработкой данного сырья. Если обратиться к истории нефти и её первом применении, то нам придётся затронуть античный период. Точной даты первого факта получения и использования горючей жидкости знать просто невозможно, и в то же время есть определённые средние цифры, которые приводят различные источники.

Даты первого использования нефти уходят в 7000-4000 тысячелетия до нашей эры. Нефть тогда была известна древнему Египту, велись промыслы на берегах Евфрата, а так же на территории древней Греции. Как правило, нефть просачивалась через трещины земного покрова, а древние люди собирали это интересное маслянистое вещество, практически не прикладывая ни каких усилий по добыче. Таков был один из вариантов добычи. Второй вариант был уже более трудоёмким. В местах где наблюдались выделения нефти из под земли выкапывались колодцы, куда она сама набиралась, и для использования её оставалось только вычерпать какой-либо ёмкостью. Сейчас такой метод является практически невозможным ввиду истощения запасов на небольших глубинах. Как вы видите, те далёкие времена отличались многим, в том числе и технологиями добычи ресурсов. Нефть уже тогда использовали в качестве: строительного материала, осветительного масла, смазочного средства для колёс, военного орудия, лекарственного средства, например от чесотки и от других недугов.

Да, это очень далеко от текущей даты и сейчас с трудом можно представить, как можно лечиться или, например, освещать помещение чёрной горючей жидкостью. Прогресс человечества даёт о себе знать – новые технологии, так или иначе, вытесняют старые.Возникновение нефтиВ первую очередь хочется осветить такой тонкий и спорный вопрос, связанный с возникновением нефти. До сих пор научные точки зрения сталкиваются друг с другом. И на то есть свои причины. Существует две основные теории возникновения нефти:

● биогенная

● абиогенная

Биогенная теория является более классической вариацией возникновения нефти. Она же отстаивается и большинством учёных. Согласно органической (биогенной) теории нефть возникает в результате накопления остатков растений и животных на дне в различных, как пресных, так и морских водоёмах. Затем, после накопления, осадок уплотняется и посредством природных биохимических процессов происходит его частичное разложение с выделением сероводорода, диоксида углерода и других веществ. После окончания биологических и химических процессов осадок погружается на глубину 3000-4500 метров, где и происходит самое главное – отделение углеводородов от органической массы. Этот процесс протекает при температуре 140-160. Далее нефть попадает в подземные пустоты, заполняя их и тем самым образуя то, что люди называют месторождениями. Двигаясь далее вниз, органический пласт подвергается всё большей температурной нагрузке и свыше 180-200є С перестаёт выделять углеводороды (нефть), но при этом начинает активно выделять газ, тот самый газ, который мы с вами используем ежедневно.

Абиогенная или химическая теория возникновения нефти является главным противоположным мнением по отношению к биогенной в ряду научных специалистов. Десятью годами позже, в октябре 1876 года, на собрании русского химического комитета выступил Д.И. Менделеев где выдвинул свой научный взгляд на происхождение нефти. Он утверждал, что вода попадая в расколы земного покрова, просачивается глубоко вниз и вступает в реакцию с карбидами железа под воздействием давления и температуры, преобразуется в углеводороды и затем поднимается вверх, заполняя пористые слои. Посредством экспериментов Менделеев доказал возможность синтеза углеводородов (нефть) из неорганических веществ. Фактически именно знаменитый русский химик – Д.И. Менделеев впервые чётко, развёрнуто обосновал свою точку зрения. Надо сказать, что до сих пор учёные не сошлись в едином мнении. Но мир состоит из противоположностей. И скорее всего именно стремление открыть, что-то новое, доказать что-либо или показать другим в новом свете и движет миром.Добыча нефти и газаПороды с крупными порами, в которых собирается нефть, называются резервуарными или коллекторами. Поры между частицами заполняются смесью нефти, газа и воды; эта смесь в процессе уплотнения выжимается и тем самым принуждается к миграции из пор пород.

Нефть и газ залегают в породах всех возрастов даже в трещиноватых и выветрелых приповерхностных зонах докембрийского кристаллического фундамента. Наиболее продуктивные породы-коллекторы Северной Америки были сформированы в ордовикском, каменноугольном и третичном периодах. В других частях света добывают нефть в основном из отложений третичного возраста.

Месторождения нефти и газа приурочены к структурно-приподнятым участкам, таким, как антиклинали, но в региональном плане большинство месторождений располагается в крупных впадинах, так называемых осадочных бассейнах, куда за геологическое время вносятся большие объемы песков, глин и карбонатных осадков. Многочисленны такие нефтяные месторождения по краям континентов, где реки откладывают приносимый ими материал в морские глубины. Примерами подобных районов являются Северное море в Европе, Мексиканский залив в Америке, Гвинейский залив в Африке и регион Каспийского моря. Здесь бурятся скважины при глубине моря до 1500 м.

Впервые нефтяная скважина была пробурена в 1865 году. Однако систематическая добыча нефти в мире началась лишь спустя 2000 лет. И по сей день бурение скважин – это единственный способ пробиться к залежам нефти. После бурения скважины и появления доступа к его месторождению. Из-за давления внутри пласта, нефть, как правило начинает фонтанировать на поверхность земли.

Существуют три, самых распространённых, способа добычи нефти:

▪ фонтанный - он же самый простой способ добычи

▪ газлифтный – специфичный способ добычи

▪ насосный – часто применяемый способ добычи

Насосный способ хотелось бы выделить отдельно, так как при помощи него добывается около 85% всей добываемой на нашей планете нефти. Глубина нефтяных скважин может варьироваться от нескольких десятков (очень редко) и сотен метров до нескольких километров. Ширина скважин может достигать величины от 10 см до 1метра. На территории России залежи нефти находятся на очень больших глубинах – от 1000 до 5000 метров.

Важные нефтегазоносные области окружают Мексиканский залив и продолжаются в его подводную часть. Они включают богатые месторождения Техаса и Луизианы, Мексики, о.Тринидад, побережья и внутренних районов Венесуэлы. Крупные нефтегазоносные области располагаются в обрамлении Черного, Каспийского и Красного морей и Персидского залива. Эти районы включают богатые месторождения Саудовской Аравии, Ирана, Ирака, Кувейта, Катара и Объединенных Арабских Эмиратов, а также Баку, Туркмении и западного Казахстана. Нефтяные месторождения островов Борнео, Суматра и Ява составляют основные зоны полезных ископаемых Индонезии. Открытие в 1947 нефтяных месторождений в Западной Канаде и в 1951 в Северной Дакоте положило начало новым важным нефтегазоносным провинциям Северной Америки. В 1968 были открыты крупнейшие месторождения у северного побережья Аляски. В начале 1970-х годов крупные нефтяные месторождения были обнаружены в Северном море у берегов Шотландии, Нидерландов и Норвегии. Небольшие нефтяные месторождения имеются на побережьях большинства морей и в отложениях древних озер.

Конечно же сейчас нефть не добывают, просто дожидаясь когда же она заполнит природный колодец или выжимая известковые породы, пропитанные углеводородами. В реальных условиях способ доступа к нефтяным месторождениям мало чем изменился по отношению к чуть более чем вековой давности.Современная технология добычи нефтиПроцесс добычи нефти можно условно разделить на 3 этапа:

1 - движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин,

2 - движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности - эксплуатация нефтяных скважин,

3 - сбор нефти и сопутствующих ей газов и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Перемещение жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам называют процессом разработки нефтяного месторождения. Движение жидкостей и газа в нужном направлении происходит за счет определенной комбинации нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, а также их количества и порядка работы.

Самая глубокая скважина в мире находится в России на Кольском полуострове, - она располагается на глубине 12,3 километров, но правда относится к разряду научных. Научные скважины используются в основном для изучения геолого-химического состава пластов земли.На сколько хватит нефтиЭто вопрос можно услышать сейчас где угодно и от кого угодно, от бабушек не лавочке у подъезда до разговоров за большими круглыми столами видеостудий ведущих каналов. А не кажется ли странным тот факт, что всего лишь, через сто лет после начала массовой добычи нефти человечество находится на стадии исчерпания этого нужного ресурса. Да, действительно, необычно - всего сто с небольшим лет добычи и ресурсам, которые образовывались миллионы лет, конец. Но всё спорно в нашем мире.

Сравним две простые средние цифры мирового объёма добычи нефти : объём добытой нефти к 1920г равен 95 млн. тонн, к 1970г равен 2300 млн. тонн. На данный момент специалисты оценивают общий мировой объём запасов нефти в 220-250 млрд. тонн. Конечно данная цифра приводится с учётом неразведанных запасов, которые составляют примерно 25% от вышеуказанной цифры. И всё-таки давайте попробуем вместе посчитать, на сколько хватит нефти нашей планете исходя из разведанного мирового запаса нефти и среднего ежегодного мирового спроса:

● Разведанные запасы нефти 200 млрд тонн

● Ежегодный спрос на нефть 4.6 млрд тонн

Здесь хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что 43,5 года это средняя цифра. Точной цифры, т.е. количества лет, на которое хватит нефти не может получить ни один специалист, ввиду того, что постоянно:

♦ изменяется объём мирового спроса на нефть

♦ изменяются данные по запасам нефти в каждой стране

♦ развиваются технологии добычи нефти

♦ развиваются технологии энергопроизводства

Так же в расчётах не принимают участия неразведанные запасы.

Влияние нефтедобычи на природу1. Нерегулярный в экономическом смысле рост объёмов и темпов добычи нефти, газа и других топливно-енергетических ресурсов обуславливает опасные деградационные процессы в литосфере (обвалы, локальные землятресения, провалы и другое).. Одной из причин частых землетрясений является увеличение напряжения земной коры под воздействием закачиваемой в скважины воды высокого давления.

2. Одним из крупнотоннажных загрязнителей атмосферного воздуха при добычи нефти является попутный газ, который наряду с фракциями легких углеводородов содержит сероводород. Миллионы кубометров попутного газа десятки лет сжигались на факельных установках, что привело к образованию сотен тысяч тонн оксида азота, оксида углерода, диоксида серы и продуктов неполного сгорания углеводородов.

Как видно, несмотря на довольно высокую степень применения попутного газа, ежегодно десятки миллионов кубометров этого ценного сырья ещё сжигают на факелах или просто теряют при добычи нефти. Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых более 500 составляют жидкие углеводороды. После попадания в почву или на водную поверхность из нефти в атмосферу выделяются легколетучие фракции углеводородов. Так, известен случай скопления паров углеводородов вдоль железной дороги из-за аварии на трубопроводе сконденсированным углеводородом в Башкирии. При прохождении пассажирского поезда эти пары воспламенились, и сильный пожар вокруг поезда привел к многочисленным человеческим жертвам.

3. При содержании нефти в воде 200-300 миллиграмм на кубический метр происходит нарушение экологически равновесного состояния отдельных видов рыб и других обитателей водных сред. Нефть также активно взаимодействует со льдом, который способен поглощать её в количестве до одной четвёртой своей массы. При таянии такой лёд становится источником загрязнения любого водоёма. С этими водами в водоём поступило более десяти тысяч тонн загрязняющих веществ. Подземные воды подвергались загрязнению нефтяной промышленностью продолжительное время. Изучение процессов загрязнения подземных вод показало, что 60-65% загрязнений происходит при аварии водоводов сточных вод и бурении скважин, а 30-40% загрязнений происходит из-за неисправностей глубинного оборудования скважин, что приводит к перетоку минерализированных вод в пресноводные горизонты. Гидрохимический контроль родников и артезианских скважин проведённый в 1995 году, показал, что из 523 родников 90 характеризуется повышенным содержанием в воде хлоридов.

4. Ежегодно под бурение нефтяных скважин, прокладку трубопроводов и автомобильных дорог отводится более 1000 га земель, из них большая часть возвращается после рекультивации. Однако, несмотря на проведение ре-культивационных работ, часть земель возвращается с ухудшенной агрохимической структурой или вовсе становятся непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур. Вышеизложенное показывает, что нефть и нефтепродукты относятся к загрязняющим веществам, вступающим в химическое взаимодействие с компонентами природной среды.

5. При переработке нефти возникают так же экологические проблемы, связанные прежде всего с первичной очисткой нефти и её обессериванием. В 1996 году при первичной переработке нефти в окружающую среду поступило 91,8 тысяч тонн газо-образованных загрязняющих веществ.

www.coolreferat.com