Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Экологическая оценка буровых работ на территории Чеченской и Ингушской республик

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка буровых работ на территории Чеченской и Ингушской республик"

р Г Б ОД ' 7 ОКТ 1998

На правах рукописи

ГАЙРАБЕКОВ УМАР ТАШАДИЕВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БУРОВЫХ РАБОТ НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЧЕНСКОЙ И ИНГУШСКОЙ РЕСПУБЛИК

11.00.11. - охрана окружающей среды и рациональное использование приро;шы.\ ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биолотческих наук

Махачкала -1998

Работа выполнена в Чеченском государственном университете

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Алахвердиев Ф.Д.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Адамов М.Г. кандидат химических наук, профессор Магомедбеков У.Г.

Ведущая организация: Институт геологии ДНЦ РАН

Защита диссертации состоится «. 1998 I'. в / г—-часов на заседании диссертационного совета К. 179. 01.01 в Институте прикладной экологии Минприроды РД по адресу: 367025, г.Махачкала, ул.Дахадаева, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной экологии

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета (

Алиева А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время взаимодействие промышленности и природы происходит в очень широких масштабах. Экологические проблемы возникающие при этом связаны с ухудшением качества окружающей природной среды, истощением энергетических и сырьевых ресурсов, нарушением естественных экологических балансов, уничтожешюм отдельных видов животных и растений, отрицательным влиянием загрязнения на генетический фонд человечества. (Т.Д. Гулякевичи др., 1993).

Интенсивноеразвитие нефтегазового комплекса как основы топливно-энергетической базы, обусловило создание и эксплуатацию нефтегазопромысловых объектов. Строительство нефтяных и газовых скважин сопряжено с образованием больших объемов, отводов бурения, негативно воздействующих на объекты окружающей среды (гидросфера, педосфера, растительность). Сбор, хранение, утилизация и захоронение отходов бурения в большинстве случаев осуществляется в настоящее время на территории буровых площадок в земляных амбарах-шламонакопителях. В процессе сбора и хранения из амбаров может происходить (как показывает практика их эксплуатации) фильтрация, изливы и течь отходов бурения. При ликвидации отработанных амбаров, помимо загрязнения прилегающей к ним значительной территории (в результате нарушении природоохранных мероприятий) происходит также загрязнение земельного отвода в пределах площади размещения отработанных амбаров, вследствие недостаточной надежности применяемых технологий их ликвидации. Кроме того разработка специальных методов и средств очистки, обезвреживания и полной утилизации отходов бурения применительно к условиям ПО "Грозиефть" находится в настоящее время на с га дни научных исследований, опытно-промышленных испытаний. Поэтому вопросы сбора, хранения и ликвидации отходов бурения весьма актуальны.

Цель и задачи исследований. Основная цель научных исследований заключается в оценке состояния и возможного отрицательного воздействия объектов буровых работ на окружающую природную среду; в совершенствовании системы сбора и хранения отходов бурения с целью снижения загрязнения поверхностных и грунтовых вод, почвогрунтов и растительности.

Решение экологических проблем стоящих перед предприятиями нефтегазового комплекса невозможно без знания причин, их вызывающих, возможных последствий, а также путей реализации тех или иных технических решений в области экологии. Это и послужило основанием для постановки задач по выявленшо и степени воздействия объектов буровых работ на окружающую природную среду и возможных перспективных направлений снижения этого воздействия. В комплексе мер по предотвращеншо загрязнения вышеперечисленных объектов особое внимание должно уделяться ликвидации амбаров и рекулытшащш земельного отвода.

Объекты исследования. Наиболее подвержены воздействию отходов бурения такие объекты природной среды как водная среда, почвогрунты и растительность. Поэтому они и были выбраны вкачествспервоочередцых объектов исследования.

Научная иовизна работы состоит в том, что в ней:

- разработана методика оценки объемов образующихся отходов бурения по их консистенции, при их совместном сборе и хранении;

- выявлены основные факторы отрицательного воздействия отходов бурения на окружающую природную среду и предложены мероприятия по снижению этого воздействия, заключающиеся в совершенствовашш методов их хранения и ликвидации;

- обобщены современные научные знания по изучаемой проблеме.

Практическим выходом работы является научно-обоснованное выявление основных видов загрязнения отходов бурения (макрокомпонентный, микрокомпонентный и углеводородный) и классификация отработанных амбаров в зависимости от вида загрязнителя, а также факторов отрицательного воздействия отходов бурения на окружающую природную среду (фильтрация, изливы и течь отходов бурения, некачественные методы ликвидации амбаров, вторичное загрязнение). Предложенные мероприятия по снижению этого воздействия, заключающиеся в совершенствовашш методов их хранении и ликвидации, а также по восстановлению плодородия почв могут быть полезны для целей рационального природопользования и охраны природы.

Апробация работы. Материалы диссертации

докладывались на заседаниях кафедр "Физическая география" и "Геоэкология" ЧГУ (1992-1998 гг.). На региональной научно-практической конференции (г.Грозный-Сочи, 1989), научно-практической конференции (г.Грозный, 1996, 1998), были опубликованы в сборнике статей "География и геоэкология Чеченской Республики" (г.Грозный, 1997), в Вестнике ЧГУ серия "Естественные науки" (1998).

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа, состоит из введения, 6 глав, выводов и практических рекомендаций, списка испЛльзованной литературы, включающего 216 наименований, работа изложена на страшщах машинописного текста объемом 184 страниц, в том числе содержит 6 карт и картосхем, 17 таблиц, различные схемы и графики.

ГЛАВА I ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Хотя рассматриваемый вопрос, безусловно, актуален и к настоящему времени ему повсеместно уделяется серьезное внимание, пока еще не появилось обобщающих работ регламентирующего характера или направленных на систематизацию накопленных сведении. Элементы последнего направления содержатся в работе Е.А.Иващщкого с соавторами (1977). Ими предлагается подразделение источников загрязнения окружающей среды в процессе бурения на: эксплутационные (очистка сеток, мытье оборудования); технолошческие (явление сифона, обмыв поднимающихся труб, дополнительное загрязнение раствора после цементирования); аварийные (нефтепроявления, порыв трубопроводов, неисправность опорной арматуры); природные (дождевые и талые воды)..

Г.П.Волобуев (1984), принимая в целом приведенное подразделение источников загрязнения считает, что к этому перечню следует обязательно добавить, по крайней мере, еще один вид, который можно, пожалуй, определить как организационный (имеется в виду не надлежащая организация содержания реагентного хозяйства и прочих приородоохранных мероприятий).

По У.М.Байкову (1977) удельный расход буровых сточных вод, способных загрязнять почву и водоемы, составляют по стране

0,0027-0,21 м3/т нефти.

По данным Р.В.Булатова (1979) в процессе бурения выносится в сутки до четырех тонн шлама.

В 1989 г. Ю.Г.Безродный, Г.П.Волобуев, В.Ю.Шеметов выпустили "Временные методические указания по расчету шламовых амбаров, сооружаемых при строительстве нефтяных и газовых скважин в ПО "Грознефтъ" РД39-0147009-725-88Р".

Методические указания учитывают поступление в шламовые амбары всех составляющих компонентов отходов бурения, атмосферных осадков, а также испаряемость и продолжительность эксплуатации амбаров до их ликвидации.

Выполненные специалистами различных отраслей методические разработки (Н.И.Плотников, 1983, Ю.Б.Осипов и др. 1983, Г.Н.Кашковский, 1991 и др.). ориентированы преимущественно на оценку загрязнения поверхностных и подземных вод. В ряде работ (К.Е.Питьева, 1983, Ю.Б.Осипов и др., 1983) подчеркивается, что наименее разработанными продолжают оставаться вопросы оценки различного рода загрязнегаи грунтовой толщи.

Описанную ситуацию неудовлетворотельного состояния исходных данных требуемых для оценки нефтезагрязнения земель в связи с процессами нефтедобычи можно рассматривать как результат отсутствия до настоящего времени общепринятых методологических основ н критериев оценки состояния геологической среды.

Анализ изученности вопроса ("О воздействш! объектов буровых работ на окружающую среду") выполнен путем целенаправленного обзора многочисленных работ прямо или косвенно относящихся к рассматриваемой проблеме, опубликованных в СНГ, за рубежом (главным образом, краткая информация в реферативных журналах, единичные статьи и переводы), а также фондовых работ (СевКавНИПИнефть, ПО "Грознефть")по Чечено-Ингушскому НГДР.

ГЛАВА II

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЧЕЧЕНСКОЙ И ИНГУШСКОЙ РЕСПУБЛИК

По геологическому строению и характеру рельефа территория Чечни и Ингушетии может быть разделена на четыре части: Терско-Кумскую низменность, Терско-Сунженскую возвышенность, Чеченскую равнину и горную часть, которая состоит из Черных гор, Пастбищного, Скалистого и Бокового хребтов.

Несмотря на свои небольшие размеры территория Чечни и Ингушетии характеризуегся разнообразием климатических условий. Здесь встречаются все переходные типы климатов, начиная от засушливого климата Терско-Кумской полупустыни и кончая холодным влажным климатом снежных вершин Бокового хребта.

Температурные условия рассматриваемой территории отличаются большим разнообразием. Главную роль в распределении температур здесь играет высота н.у.м.

Гидрографическая сеть Чечни и Ингушетии характеризуегся неравномерностью распределения рек по их территории. Горная часть и прилегающая к ней Чеченская равнина имеют густую, сильно разветвленную речную сеть. А на Терско-Сунжснской возвышенности и в районах расположенных к северу от Терека рек нет. Это обусловлено особенностями рельефа, климатическими условиями и прежде всего распределением осадков.

Главная река Чечни и Ингушетии - Терек. Он берет свое начало на склонах Главного Кавказского хребта и за пределами республик впадает в Каспийское море. Общая длина Терека 590 км., а площа;ц, бассейна около 44000 км2 (В.В.Рыжиков и др., 1971).

Кроме рек на территории Чечни и Ингушетии встречаются озера как на равнинах, так и в горной части, их немного по количеству, но они разнообразны по происхождению и характеру водного режима.

Самое крупное высокогорное озеро Северного Кавказа Кезеной-Ам. Поверхность озера около 2 км2. Максимальная гл\ бипа его 72 м., сре.тняя 37 м.. Протяженное»» озера с севера на юг 2 км., а с запада па восток - 2,7.км. Максимальная ппгрина, 735

м. Длина береговой лпшш 10 км. (В.В.Рыжиков, 1965).

Формирование почвенного покрова Чечни и Ингушеши происходило в сложных географических условиях. В результате этого, в настоящее время, на сравнительно небольшой площади (19,3 тыс .км2) республик установлено около 20 типов почв и более 300 почвенных разновидностей (А.А.Головлев, Н.М.Головлева, 1984). Распределение почв подчиняется таким географическим закон ом ерностям и явлешмм как широтная (горизонтальная) зональность и высотная (вертикальная) поясность, провинциальность, ингразональноегь, инверсия и др.

При движении с севера на юг в пределах Чечни и Ингушетии на относительно небольшом расстоянии значительно возрастает высота н.у.м. приблизительно на 4500 м. Это привело к тому, что коэффициент увлажнения на рассматриваемой территории изменяется от 0,3 до 1,0 и выше. Следовательно, амплитуда гидротермических условий позволила сформироваться в пределах Чечни и Ингушетии от полупустынных типов растительности на севере до лесных и луговых типов на юге.

В составе флоры Чечш! и Ингушетии насчитывается около 2000 видов высших растений (Галушко А.И., 1975). Видовой состав растительного покрова неравномерно распределен по поясам. Самый богатый из них степной пояс, где встречается около 800 видов, в лесном поясе - около 700 видов, в субальпийском - 400 видов. Бедны по видовому составу пояс альпийской растительности и аридные котловины.

Чечня и Ингушетия малоизучешшй в зоологическом отношении регион, представляющий большой интерес для зоогеографии. Здесь четко выражена природная широтная зональность и вертикальная поясность, и можно проследить животный мир от зоны вечных снегов высокогорий до степей и полупустынь Прикаспийской низменности.

По имеющимся данным, на территории Чечни и Ингушетии отмечено более 80 видов млекопитающих, около 300 видов птиц, 40 видов пресмыкающихся.

ГЛАВА III МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Для определения воздействия технолошческих объектов нефтегазодобычи на водную среду и почвы выявления механизма и масштабов этого воздействия нами проводились визуальные и инструментальные (физико-химические) наблюдения и исследования с использова1шем специально созданных пунктов контроля.

Визуальный метод контроля заключался в осмотре местности и регистрации выявленных нарушений и загрязнений водной среды, почвы, оценке состояния растительности и т.д.

Инструментальный метод анализа позволил идентифициро-вать токсиканы путем определения физико-химических показате-лей исследуемой среды, а также дал точную количественную информацию об их содержании.

Пункты конгроля за водной средой закладывали на естественных и искусственных водных выходах (водные стоки, пруды, родники, скважины и др.). При их отсутствии или недостаточности закладывали специальные наблюдательные скважины.

Пункты кон гроля за почвой закладывали избирательно, методом конверта (по диагонали) или по системе концентрических окружностей, расположенных на дифференцированных расстояниях отисточника загрязнашя.

Для оценки воздействия отработанных амбаров на окружающую природную среду, выявления механизма и масштабов воздействия отходов бурения проводились геоэкологические и гидрогеологические исследования с использоваш1ем специально сделанной наблюдательной сети в различных географических условиях. Исследования проводились на пунктах отбора и контроля проб вода и грунта заложенных и выявлешилх на площадях размещения обработанных амбаров (водотоки, родники, шурфы, наблюдательные скважины и амбары). С целыо получения фона и сравнительного анализа проб, контрольные пункты закладывались также вне зоны влиять амбаров. При этом отбор проб жидкост и грунта для исследований производили по амбарам (источникам за1рязиения), пунктам контроля в направлениях возможного загрязнения, а также по пунктам контроля, заложешшм для

получения фоновых значащи, исследуемых параметров зафязнсния.

При определении количества и мест заложения наблюдательных скважин определяющими факторами являлись: ширина фронта возможного загрязнения, рельеф, направление и скорость движения подпочвенных вод, наличие естественных водных источников пригодных для контроля загрязнения. Точки отбора проб 1рун га закладывали в зонах наиболее подаержешплх влиянию амбаров и в местах максимального загрязнения почвогрунтов, по системе концентрических окружностей, равноудаленных от источшпсов загрязнения или по координатной сетке с равными расстояниями. Отбираемая проба грунта представляла собой типичный для данных генетических горизонтов или слоев образец.

Параллельно с отбором проб воды и грунта систематически проводились визуальные наблюдения за техническим состоянием амбаров и воздействием последних на прилегающие территории.

При отсутствии специально созданной сети по объектам проводили также эпизодические наблюдения с отбором при необходимости (подозрением на загрязнения окружающей природной среды) проб воды и грунта.

Отбор, транспортировку, хранение и подготовку проб воды и грунта производили по ГОСТ 4979-49, ГОСТ 24480-81, ГОСТ 17.43.01-83 и ГОСТ 17.4.4.02-84.

Выявление и оценка воздействия отработанных амбаров на окружающую природную среду осуществлялась в соответствии с вышеизложенным методическим подходом по разветвлешюй наблюдательной сети.

ГЛАВА 1У

СОСТАВ И СВОЙСТВА ОТХОДОВ БУРЕНИЯ АККУМУЛИРОВАННЫХ В ОТРАБОТАННЫХ АМБАРАХ

.Для выявления площади, занимаемой отработанными амбарами (шламонакопителями), оценки объемов жидкой, малоподвижной и загущенной части отходов бурешы, нами были проведены исследования, по определению состояния отработанных амбаров.

Исследования показали, что основной объем отходов бурешы, аккумулированных в отработанных амбарах, приходится

на жидкую фазу (водонефгяная эмульсия) и составляет порядка 3/4 от общего объема отходов в амбарах. При этом содержание углеводородных компонентов и твердой части в жидкой фазе незначительно и колеблется соответственно от 0.004 до 0,25 кг/м\ и от 0,006 до 2,25 кг/м3. В загущенной фазе содержание нефти и нефтепродуктов составляет от 20,0 до 488,0 кг/м3, в твердой части от 850,0 до 1744,0 кг/м3.

Знание размеров земельного отвода под шламонакопители, объемов жидкой и загущенных фаз и их физико-химического состава даст возможность в последующем:

- оцешпъ степень их возможного воздействия на объекты окружающей среды;

- рассчитать материалы и реагенты, необходимые для обезвреживания, нейтрализации, утилизации и захоронения отходов бурения;

Одним из главных источников загрязнения почвогрунтов, поверхностных и грунтовых вод при строительстве скважин служат земляные амбары-накопители отходов бурения. При этом, потенциальными загрязнителями в составе отходов бурения, являются буровые сточные воды, отработашгый буровой раствор, выбуренная порода или буровой шлам и продукты освоешш и испытания скважин.

При совместном сборе и хранении, отходы бурения распадаются на жидкую и загущенную фазы. Для определения физико-химического состава отходов бурения в амбарах производился раздельный отбор и анализ проб жидкой и загущешюй фазы. Результаты анализов выявили переменньш состав загрязнителей в исследованных амбарах. Так, минерализация (сумма анионов и катионов) и величина показателя "химическое потребление кислорода" по большинству рассматриваемых амбаров превышает значение предельно допустимых концентраций для объектов рыбохозянствешюго, хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Содержание загрязняющей органики, оцениваемой по величине показателя химического потребления кислорода, составляет от 0,13 до 28,6 кг/м3, активная реакция среда Рн колеблется 7,4-9,4. Содержание минеральных солей достигает 20,0 кг/м3 ,при средних значениях от 3,0 до 7,0 кг/м3.

Характер отрицательного воздействия отходов бурения на объекты природной среды (водная среда, почвогруиты)

определяется прежде всего их загрязняющими свойствами. Выполненные исследования позволили классифицировать амбары (как долговременные источники химического загрязнения) в качестве которых выделены макрокомпонентный микрокомпонентный и углеводородный загрязнители.

Макрокомпонентный (солевой) загрязнитель увеличивает минерализацию (против фоновой), приводит к засолению почвогрунтов и пресных вод. Макрокомпоненты включают преобладающие элементы и комплексные соединения, определяющие химический тип воды и главнейшие свойства водной среды. К ним относятся ионы СГ.БО2^ НС03, Иа+, К+, Mg2\ Са2+

В почвах макрокомпонентный загрязнитель ухудшает ее свойства и приводит к разрушению структур почв. Избыток растворимых солен н высокое содержание обменного натрия характерное для макрокомпонешного загрязшггеля, приводитк формированию солончаков, снижению урожайности возделываемых на таких участках сельхозкультур и растительности, гибели микроорганизмов. Этот загрязнитель является наиболее токсичным и характеризуется длительным воздействием. По данным БелГИЗа плодородие почвы даже спустя десяток лет после окончания бурения не восстанавливается. (А.И.Булатов и др., 1989)

Микрокомпонентный загрязнитель (в особенности тяжелые металлы) является наиболее опасным для живых организмов. Он приводит к повышению концентрации существующих и появлению в среде новых, ранее не зафиксированных микрокомпонентов с концентрациями близкими или большими, чем предельно допустимые концентрации.

В ряде опубликованных работ (М.Г.Мелешкнн и др, 1980, А.А.Роде и др. 1972) указывается на неусвояемость тяжелых металлов растениями. Это позволяет сделать вывод, что содержащиеся в отходах бурения тяжелые металлы не аккумулируются растениями и поэтому не оказывают влияния на пищевую цепь экосистем (М.Ю.Ежов, 1989). В целом, в результате ограниченных миграционных способностей микрокомпонентов, следствие этого воздействия загрязнителя на окружающую природную среду, носит локальный характер.

Углеводородный загрязнитель присутствует всегда во всех

отходах бурения, в то время как другие виды загрязнителей могут и отсутствовать. Этот загрязнитель, обладая большой миграционной особенностью отдельных компонентов, оказывает наибольшее масшгабноевоздействиена окружающуюприродаую среду.

Тормозггг окислительно-восстановительные, ферментативные реакции, воздушный обмен, самопроизвольную биохимическую очистку, снижает содержание кислорода, фосфора, азота необходимого для жизнедеятельности растений. При фильтрации через грунт в подземные воды углеводородный загрязнитель вместе с водами может мигрировать, загрязняя большие участки.

Попадая в почву, углеводородный загрязнитель вызывает значительные, а порой необратимые изменения ее текстурно-структурных свойств- образование битуминозных солончаков, гидролизацшо, склеивание и закупориваине и т.д. В результате усиливаются нежелательные процессы разрушения пота (эрозия почв, дефляция и т.д.).

Таким образом, исходя из вида загрязнителя, находящегося в отработанных амбарах они подразделены на следующие классы:

I класс - амбары с углеводородным, макрокомпонентиым и мшфокомпонептиым загрязнителями.

II класс - амбары с углеводородным и макрокомпонентшлм загрязнителями.

III класс - амбары с углеводородным и микрокомпонеитным загрязнителями.

IY класс - амбары с углеводородаплм загрязнителем.

Более опасным из этих классов является первый, составляющий 19% от амбаров, вследствие разностороннего воздействия на почвогрунты и водную среду. Второй класс, представленный 33% от общего числа амбаров, характерен для галамонакопителей, аккумулирующих отходы бурения по скважинам, где в процессе их проводки наблюдались пластопроявления или испытания объектов с минерализованными пластовыми водами. Наличие одновременно углеводородного и микрокомпонентного загрязнителей в шламонакошггелях отнесенных к третьему классу наблюдается редко и составляет 7% от исследованных амбаров. Отходы бурения в отработанных амбарах чаще всего представлены углеводородным загрязнителем (41%), характеризующийся менее опасным четвертым классом.

Отрицательное воздействие отходов бурения и их отдельныхингредоентов на объекты природной среды оцениваются по вредности содержащихся в них реагентов и материалов. Для характеристики загрязняющих свойств отходов бурения используются обычно токсикологические и санитарно-пннсннчсскпс показатели.

Уровень загрязнения оценивается кратностью превышения предельно-допустимых концентраций, установленных для различных объектов природной среды, на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности. Знание предельно-допустимых концентраций веществ позволяет количествешю оценить уровень загрязненности и разработать мероприятия по ее ликвидации.

Таблица 1.

Предельно допустимые коицеиграции химических веществ в

почве

№ Наименование Условные пдк Класс

вещества обозначения мг/кг опасности

1. Сероводород 0,4 —

2. Ртуть Нд 2,2 1

3. Свш1ец Рв 20,0 1

4. Цинк Ъп 23,0 1

5. Водорастворимые

соедашения фтора ? 10,0 1

6. Кобальт Со 5,0 2

7. Никель N4 4.0 2

8. Медь Си 3,0 2

9. Хром Сг" 6,0 2

Сг<* 0,05 2

10. Ванадий V 150 3

И. Марганец Мг 2,0 3

12. Нитраты N0, 130 —

13. Суперфосфат РА 200,0 —

Однако, не все реагешы н материалы, используемые при бурении имеют нормированные значения предельно-допустимых ко1щентращп"1. Вещества, с известными значениями предельно-допустимых концентрации по степени их токсичного воздействия на объекты окружающей природной среды приведены в таблшц: 1.

ГЛАВАY

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТРАБОТАННЫХ АМБАРОВ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ И ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ, ПОЧВОГРУНТЫ

Выявление и оценка воздействия амбаров на окружающую природную среду осуществлялось в соответствии с вышеизложенным (гл.III) методическим подходом по разветвленной наблюдательной сети. На основании изучения обширного техшгческого материала, результатов инженерных изысканий под строительство скважин и рекогносцировочного обследования, в качестве объектов для заложения наблюдательной сети были выбраны амбары по площадкам скважин №2 Северная Ханкала и №21 Северо-Брагунская.

Амбары по площадке скважины №2 Северная Ханкала сооружены глинистым материалом в насыпном обваловании с незначительным заглублением (до 1,0 м.) в минеральном грунте.

В сеть контрольных пунктов по площадке были включены: амбары №1 и №2 - источники возможного загрязнения; наблюдательные скважины 2Н, ЗН, 4Н, родники р.Белка в зоне возможного влияния амбаров (пункты выявления и оценки воздействия амбаров); р.Белка вне зоны воздействия амбаров (фоновые воздействия).

Рассматриваемые амбары по загрязняющим свойствам относятся к первому классу п представлены всеми тремя видами загрязнителей (макрокомпонентное, микрокомпонентнос и углеводородное). Поэтому на контрольных пунктах наблюдательной сети выявилось наличие вышеназванных загрязнителей путем отбора и анализа проб жидкости.

В сеть контрольных пунктов по площадке скважины №21 Северо-Брагунская включены: амбары №1 и №2, шурфы -Ш-1.Ш-2, Ш-3,111-4.

По за1рязняющим свойствам, исследуемые амбары,

о шосятся к первому классу и представле1п>1 макрокомпонентным и углеводородш>1М загрязш1телямн. Однако сама минерализация грунтовых вод и жидкости в амбарах достигает 3-4 г/л. В этой связи в силу засоленности почвогрунтов и повышенной минерализации грунтовых вод проявление макрокомпонетного загрязнителя из амбаров не будет наблюдаться. Поэтому для выявления воздействия амбаров использовались показатели, характеризующие микрокомпонетныпи углеводородный загрязнители.

Наряду с этим для выявления гидродинамической связи между амбарами, грунтовыми и поверхностными водами, изучения направления и скорости фильтрации загрязненного потока, контроля за масштабами загрязнения (оконтуривания зоны загрязнения) по указанным площадкам были проведены также исследования с использованием индикаторных методов.

По площадке скважины №2 Северная Ханкала наличие индикатора было зафиксировано по наблюдательным скважинам 2Н и 4Н. По остальным пунктам контроля интенсивность излучения пробы в пределах фоновых значений, что возможно связано с низкой исходной концентрацией индикатора в амбаре. По площадке скважины №21 Северо-Брагунская наличие флюоресцснна зафиксировано во всех контрольных пунктах. Действительная скорость движения индикатора в грунтах рассчитывалась по следующей формуле:

V =Ш

8 тах

где Ь - расстояние между амбаром и контрольными пунктами, м;

'тах" вРемя прохождащя швднкатора от амбара до пункта контроля, сутки.

Полученные данные свидетельствуют о наличии гидродинамической связи между амбарами и пунктами контроля и принципиальной возможностью движения загрязнителей в направлении полей фильтрации. Исследования по площадкам скважины №2 Северная Ханкала и №21 Северо-Брагунская подтвердили наличие загрязнешгя грунтовых вод отходами бурения из амбаров и позволили выявить направление и нпгрш1у фронта загрязненного потока. Отработка в дальнейшем технологии индикаторных исследований позволит достоверно выявлять за сравнительно короткие сроки состояние амбаров и масштабы их воздействия на объекты окружающей среды.

На основании выполненного комплекса исследований

шламонакопигелей установлены следующие основные факторы, приводящие к загрязнению отходами бурения объектов природной среды:

-фильтрация отходов бурення из амбаров;

-нзливы и течь отходов бурения;

-некачественные методы ликвидации отработанных амбаров;

-вторичное загрязнение.

Исходя из прнчш! загрязнения окружающей природной среды (таб.2) приведена схема воздействия на геологическую среду отходов бурения при их хранешш в амбарах, в процессе и после ликвидации амбаров и методы предотвращения этого воздействия.

Наряду с оценкой влияния на геологическую среду, отходов бурения аккумулированных в отработанных амбарах,

Таблица 2.

Фильтрация отходов бурега1я из амбаров Изливы и течь отходов буреш1я Некачественн ое проведение ликвидации отработанных амбаров Вторичное загрязнение

Методы П] редотвращешм

Усовершенствование проти-вофилыраци-онных мероприятий Проведение технических мероприятий, исключающих оползни, просадки и другие негативные проявлешм Перезахоронение отходов бурения аккумулированны> в амбарах поверхностного размеще иия. Мероприятия по обезврежива-1ППО,нейтрализа-шш и утилизации наиболее подвижной части отходов бурения - жидкой фазыскоэф-ф!щиентом заполнения > 0,5 Сжигание отходов бурения. Связаниеи отверждение отходов бурешш в нерастворимые соединения. Захоронение ¡»обезвреженных отходов бурешм от поверхности земли на глубину не менее 2 метров

было также изучено воздействие их на почвогрунгы и растительность, после захоронения на территории буровой, т.е. в ликвидированных амбарах.

Ликвидация амбаров, содержащих отходы бурения в больших количествах на ограниченной площади, может приводить к засолению почв, загрязнению их органикой и нефтепродуктами. В этой связи для выявления воздействия на почвогрунты и растительность захороненных без обезвреживания (с целью совершенствования в последующем практикуемых методов ликвидации шламонакопителен) нами проводились комплексные исследования. Они включали визуальные наблюдения за загрязненностью почв, зарастаемостыо площадок урожаем (показатель урожайности на пашне) и растительностью, отбор и анализ проб почвы для количественной оценки величины загрязненности по профилю и по разрезу.

Как показывают выполненные исследования, методы ликвидации отработанных амбаров требуют усовершенствования. При ликвидации шламонакопителей помимо технической, необходимо, также, проведение и биологической рекультивации земель с целью полного восстановления плодородия почв.

ГЛАВА У1

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ОТХОДАМИ

БУРЕНИЯ

Для максимального учета степени возможного воздействия отходов бурения на объекты окружающей среды, правильного выбора и осмечивания, на стадии составления рабочего проекта строительства скважин, природоохранных мероприятий, необходимо рассчитать ожидаемые объемы отходов бурения.

Оценка образующихся отходов бурения в объединешш производится согласно "Временным методическим указаниям по расчету объемов шламовых амбаров, сооружаемых при строительстве нефтяных и газовых скважин в ПО "Грознефгь" (РД-39-0147009-725-88р)

Недостатком этой и подобных методик, опубликованных

в отрасли, является то, что она оценивая отхода бурения по их видам (буровые сточные воды, отработанный буровой раствор, шлам), не определяет объемы жидкой и загущенной фазы, образующихся при их совместном сборе и хранении.

Перечень информации, необходимой для расчета объемов отработанного бурового раствора, буровых сточных вод и шлама, источники ее получения приведены в вышеназванных методических указаниях.

Имея количественные данные образующихся в процессе строительства скважин буровых сточных вод, отработанного бурового раствора и шлама можно рассчитать объемы жидкой и твердой фазы, которые они образуют при их совместном сборе и хранении. Для этого следующим образом необходимо рассчитать среднюю плотность бурового раствора, используемого в период всего цикла строительства скважины:

п

£(и*Рр)

Р 1=1

' ср --

п

2X1 = 1=1

где рср - средняя плотность бурового раствора, используемого в период цикла строительства скважины, т/м3

и - длина интервала бурения, м; р^ - плотность бурового раствора соответствующая интервалу бурения, г/м3

Установлено, что каждой плотности бурового раствора соответствует оптимальная концентрация твердой фазы. Согласно В.Д. Городнова (1985) ряду величин плотности бурового раствора соответствуют следующие значения коицентращш твердой фазы (табл.3).

Таблица 3

Взаимосвязь между плотностью бурового раствора и концентрацией твердой фазы

Показатели Размер ность Значения (величины)

Плотность бурового раствора т/м3 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4

Концентрация твердой фазы % 10-17 18-25 27-33 35-42 42-46

Средняя плотность бурового раствора, используемого в период всего цикла строительства скважины соответствует средней плотности отработанного бурового раствора, уходящего в отходы по окончании строительства скважины. Зная плотность отработанного бурового раствора и конценграцшо твердой фазы, можно рассчитать объем твердой фазы, образующейся при совместном сборе и хранении отходов буришя по формуле:

V =\/ +У *К /100 ТФ ш ОБР 1Л-ТФ'

где УТФ - объем твердой фазы, образующейся при совместном сборе и хранении отходов бурения, м3;

КТФ-концентрация твердой фазы, %

Объем жидкой фазы, образующейся при совместном сборе и хранении отходов бурения, составит:

V =У +ГУ -V )

* ЖФ БСВ * ОБР ТФ'

где V Жф - объем жидкой фазы, образующейся при совместном сборе и хранении отходов бурения, м3.

Основной и наиболее трудоемкой задачей при рекультивации земель после окончания бурения являются работы по ликвидации амбаров. В последнее время в объединении наибольшее распространение получили следующие способы ликвидации шламонакопителей: засыпка амбаров грунтом - "выдавливание" в узкие траншеи текучей части отходов бурения и ее засыпка грунтом (оставшаяся в амбаре загущенная малоподвижная часть после подсыхания также засыпается грунтом); естественное испарение жидкой фазы и засыпка оставшегося густого осадка грунтом.

Способ ликвидации шламонакопителей путем естественного испарения жидкой фазы и засыпки оставшегося

густого осадка грунтом является наиболее простым и наименее экологически опасным. Однако этог способ, как правило, не обеспечивает выполнение требования (Ю.Б. Осипов и др., 1993) о необходимости рекультивации земельного о гвода не позднее, чем в течение года после окончания строительства скважин.

Природоохранные мероприятия, при бурении нефтяных скважин, осуществляемые в настоящее время подразделяются, в основном, на организационные, включающие весь комплекс работ, связанный с нормативным обеспечением выполнения всех технологических операций с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды, и инженерные, призванные совершенствовать технологические процессы бурения за счет использования более совершенных технических средств и тем самым улучшать экологическую обстановку. (Т.Д.Гулякевич и др., 1993).

Кроме того, предотвращение загрязнения окружающей среды и восстановление земель после окончания бурения является обязательным условием при строительстве скважин. Это достигается путем предварительного (до начала строительства скважин) снятия и складирования плодородного слоя почвы во временные отвалы с последующим (по окончании работ) нанесением его на восстанавливаемые земли. Толщина плодородного слоя почвы, подлежащего снятшо при проведении буровых или иных земляных работ на территории Чечни и Ингушетии, согласно рекомендаций (рекомендации по снятшо плодородного слоя почвы при производстве горных, строительных и других работ. - М., "Колос", 1983) представлена в таблице 4. При этом съем грунта (по ГОСТу 17.5.3.05-84) не производится на почвах в сильной степени щебенистых, сильно и очень сильно каменистых, слабо и сильно смытых дерново-подзолистых, бурых лесных, серых и светло-серых лесных, темно-каштановых, дерново-карбонатных, желтоземах, сероземах, красноземах.

Толщина плодородного слоя почвы, рекомендованного к сштпо в Чеченской и Ингушской Республиках

Таблица 4

№ Тины почв Толщина снятия, м

1 Черноземы выщелоченные среднеглшшстые и тяжелосуглинистые 0,7

2 Черноземы карбонатные г линистые и тяжел осуглшшстые 0,8

Лугово-черноземные, карбонатные, тяжел осуглшшстые 1,0

4 Темно-каштановые, тяжело- и среднесуглшшстые 0,4

Исходя из этого для территории Чечни и Ингушетии, с учетом и целью практического использования, построена схематическая карта распространения плодородного слоя и фоновой загрязненности почв.

Согласно предлагаемой карты данная территория разделяется на зоны (по наличию плодородного слоя) и районы с учетом существующей естественной и техногенной загрязненное™ почв.

Охрана почв и ее естественных структур требует, прежде всего, выполнения профилактических мероприятий по предотвращению развития в почвах неблагоприятных процессов.(В.А.Ковда, 1981, Э.Н.Молчанов, 1990, Н.С.Каурчиев и др., 1989, В.Ф.Русин, 1989).

При выборе мероприятий по охране почв, независимо от вида технологического загрязнения и при их рекультивации следует учитывать также степень и характер засоленности почв.

В зависимости от степени и вида загрязнения почв (макрокомпонснпюе, микрокомпоненшое и углеводородное), а также почвенно-климатпчсских и рельефных условий, подход к рекультивации должен быть дифференцированным. Исходя из вида загрязнения почв и почвенночрунтовых вод, можно рекомендовать следующие методы восстановления плодородия почв.

При макрокомпонентном загрязнении,

характеризующемся засолением почв, восстановление их плодородия может производиться преимущественно четырьмя методами: агробиологическим, химическим,

систематическими промывками и комбинированным.

При рекультивации почв с микрокомпонентным загрязнением желателен подбор и посев устойчивых в данных условиях растений. Можно рекомендовать засухо- соле- и солонцеустойчивые культуры-освонтели: донник каспийский, люцерна желтая, волоснец, пыреи, прутняк и другие.

При углеводородном загрязнешш рекультивация почв выполняется двумя основными методами - механическим и агротехническим.

Выводы и практические рекомендации

1. На основании выполненных исследований и проведенной инвентаризации отработанных амбаров показано, что в них накоплены значительные объемы отходов бурения, которые по своему составу и физико-химическим свойствам являются источниками загрязнения окружающей среды.

2.Установлены виды загрязнений отходов бурения (макрокомпонентный, микрокомпонентный и углеводородный), на основании которых предложены показатели, характеризующие их загрязняющие свойства, что намного упрощает работу аналитиков.

3. Выявлено загрязнение отходами бурения объектов природной среды (водная среда, почвогруггты, растительность) по результатам режимных и эпизодических наблюдений. Для выявления состояния шламонакопителей в протнвофильтрацнонном отношении, изучении механизма, масштабов и скорости фильтрации наиболее подвижной части загрязгштелей (легкие фракции углеводородов) проведены индикаторные исследования. Результаты исследований выявили, по двум площадкам, наличие гидродинамической связи шламонакопителей с наблюдательной сетью.

4. На основании проведенных исследований выявлена ограшгченная миграционная способность мнкрокомпонентов, в частности загрязнение микрокомпонентами, в особенности тяжелых металлов, вследствие фильтрации из шламонакопителей не отмечено, в то же время наблюдалось

макрокомпонентное и углеводородное загрязнение.

5. Основными причинами загрязнения являются отступление от проектных решений, несовершенство и несоответствие природоохранным требованиям отдельных элементом технологических процессов и приемов работ по сбору и хранению отходов бурения, ликвидации амбаров и рекультивации почв.

6. Проведен анализ состояния отработашшх амбаров в зависимости от схем и размещения по отношешпо к поверхности земли, степени заполнения, надежности гидроизоляции ирельефа местности. При этом выделены амбары незагрязняющие почвогрунты и водную среду, представляющие потенциальную опасность окружающей среде и загрязняющие окружающую среду.

7. Выявлены основные факторы отрицательного воздействия отходов бурения на окружающую среду (фильтрация, изливы и течь отходов бурения, некачественные методы ликвидации амбаров, вторичное загрязнение) и предложены мероприятия по сш1жешпо этого воздействия, заключающиеся в совершенствовании методов их хранении и ликвидации.

8. На основании предварительных исследований предложены рекомендации по захоронешпо необезвреженных отходов бурения.

9. Разработана методика оценки объемов образующихся отходов бурения по их консистенции, при их совместном сборе и хранении. Методика позволяет на стадии составления рабочего проекта рассчитать и осмечивать природоохранные мероприятия по сбору, хранению и ликвидации отходов бурения. При этом в зависимости от количества образующейся жидкой и загущенной фазы, можно рассчитать потребное количество материалов и реагентов.

10. Составлена схематическая карта районирования территории Чеченской и Ингушской республик в зависимости от схемы размещения шламонакопителей по отношению к поверхности земли и по условиям их ликвидации.

11. Составлена схематическая карта распространения плодородного слоя и фоновой загрязненности почв.

12. Разработаны мероприятия по снижению загрязненности объектов природной среды при существующей

в настоящее время технологии ликвидации отработанных амбаров. Сформулированы наиболее целесообразные направления обезвоживания шламонакопителен путем ирригации или сброса на рельеф с учетом реакции почвенной среды.

13. Исходя из особенностей почв и вида загрязнения предложены способы восстановления плодородия почв, в которых обобщен накопленный опыт рекультивации земель при строительстве скважин и рационального землепользования в сельском хозяйстве.

Список работ автора по теме диссертации:

1. Проблемы рекультивации нарушенных земель в ЧИАССР. //Природно-ресурсный потенциал горных районов Кавказа: Тез. докл. региональнойконф. - Грозный - Сочи, 1989

- С.60 (в соавторстве).

2. Оползни н охрана природы. //Тез. докл. межвузовской научной конф., посвященной 15летшо Чеченского государственного педагогического университета. - Грозный,

1996. - С.76.

3. Анализ состояния и основные факторы отрицательного воздействия отработанных амбаров на окружающую среду. // География и геоэкология Чеченской республики: Сб. статей - РИО ЧГУ, 1997 - С. 63-69.

4. Мероприятия по охране и восстановлению плодородия почв после бурения нефтяных скважин. // География н геоэкология Чеченской Республики: Сб. статей - РИО ЧГУ

1997. - С. 69-73.

5. Состояние и меры по охране и рациональному использованию земельных ресурсов Затеречья. // География и геоэкология Чеченской Республики: Сб. статей - РИО ЧГУ, 1997.

- С.38-.40. (В соавторстве)

6. Оценка воздействия ликвидированных амбаров на почвогрунты и растительность. // Вестник ЧГУ, серия естественные науки. РИО ЧГУ, 1998. (в печати).

7. Состав н загрязняющие свойства отходов бурения аккумулированных в отработанных амбарах. // Тез. докл. международной научной конф., посвященной 60-летию Чеченского государственного университета. - Грозный, 1998 (в печати).

8. Характер отрицательного воздействия отходов бурения на объекты природной среды. // Тез. докл. международной научной конф., посвященной 60-летию Чеченского государственного университета. - Грозный, 1998 (в печати) (в соавторстве).

Формат60х81 1/16. Бумагатип.№1 Подписано к печати 10.09.98 г. Усллеч. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 90

Типография ДГУ

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата биологических наук, Гайрабеков, Умар Ташадиевич, Грозный

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЧЕЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Гайрабеков Умар Ташадиевич

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БУРОВЫХ РАБОТ НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЧЕНСКОЙ И ИНГУШСКОЙ РЕСПУБЛИК

Специальность 11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов.

ДИССЕРТАЦИЯ

НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Алахвердиев Ф.Д.

Грозный-1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..............................................................................................................3

Глава I. История исследований...........................................................................6

Глава И. Физико-географическая характеристика Чеченской и Ингушской

республик............................................................................................................12

§1. Географическое положение.................................................................12

§2. Геология, геоморфология, рельеф.......................................................13

§3. Климат..................................................................................................24

§4. Гидрография.........................................................................................34

§5. Почвы....................................................................................................43

§6. Растительность.....................................................................................50

§7. Животный мир......................................................................................63

Глава III. Методика исследований....................................................................73

Глава IV. Состав и свойства отходов бурения аккумулированных в отработанных амбарах...............................................................................................ВО

§ 1 Характеристика отработанных амбаров буровых объектов на территории деятельности ПО «Грознефть»..........................................................80

§2. Источники образования отходов бурения, их физико- химический состав и загрязняющие свойства...................................................................89

§3.Показатели отходов бурения, характеризующие загрязнение почвогрун-

тов, поверхностных и грунтовых вод......................................................101

Глава V. Геоэкологические и гидрогеологические исследования по оценке воздействия отработанных амбаров на поверхностные и грунтовые воды,

почвогрунты.............................................................................................108

§ 1. Оценка воздействия отработанных амбаров на поверхностные и грунтовые воды, почвогрунты.......................................................................108

§2 Анализ состояния и основные факторы отрицательного воздействия отработанных амбаров на окружающую среду....................................133

§3.Оценка воздействия ликвидированных амбаров на почвогрунты и растительность.............................................................................................139

Глава VI. Мероприятия по снижению загрязнения окружающей природной

среды отходами бурения........................................................................143

§ 1. Оценка объемов образующихся отходов бурения по их консистенции при их совместном сборе и хранении...........................................143

§2. Совершенствование технологических приемов ликвидации отработанных амбаров с целью снижения загрязнения окружающей

среды.......................................................................................................146

§3. Мероприятия по охране и восстановлению плодородия почв после

бурения скважин....................................................................................157

Выводы и практические рекомендации..........................................................165

Литература........................................................................................................167

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и проблемы. В настоящее время взаимодействие промышленности и природы происходит в очень широких масштабах. Экологические проблемы возникающие при этом связаны с ухудшением качества окружающей природной среды, истощением энергетических и сырьевых ресурсов, нарушением естественных экологических балансов, уничтожением отдельных видов животных и растений, отрицательным влиянием загрязнения на генетический фонд человечества. (Т.Д. Гулякевич и др., 1993).

Интенсивное развитие нефтегазового комплекса как основы топливно-энергетической базы, обусловило создание и эксплуатацию нефтегазопромы-словых объектов. Строительство нефтяных и газовых скважин сопряжено с образованием больших объемов, отходов бурения, негативно воздействующих на объекты окружающей среды (гидросфера, педосфера, растительность). Сбор, хранение, утилизация и захоронение отходов бурения в большинстве случаев осуществляется в настоящее время на территории буровых площадок в земляных амбарах-шламонакопителях. В процессе сбора и хранения из амбаров может происходить (как показывает практика их эксплуатации) фильтрация, изли-вы и течь отходов бурения. При ликвидации отработанных амбаров, помимо загрязнения прилегающей к ним значительной территории (в результате нарушений природоохранных мероприятий) происходит также загрязнение земельного отвода в пределах площади размещения отработанных амбаров, вследствие недостаточной надежности применяемых технологий их ликвидации. Кроме того разработка специальных методов и средств очистки, обезвреживания и полной утилизации отходов бурения применительно к условиям ПО «Грознефть» находится в настоящее время на стадии научных исследований, опытно-промышленных испытаний. Поэтому вопросы сбора, хранения и ликвидации отходов бурения весьма актуальны.

Цель и задачи исследований. Основная цель научных исследований заключается в оценке состояния и возможного отрицательного воздействия объектов буровых работ на окружающую природную среду; в совершенствовании системы сбора и хранения отходов бурения с целью снижения загрязнения поверхностных и грунтовых вод, почвогрунтов и растительности.

Решение экологических проблем стоящих перед предприятиями нефтегазового комплекса невозможно без знания причин, их вызывающих, возможных последствий, а также путей реализации тех или иных технических решений в области экологии. Это и послужило основанием для постановки задач по выявлению и степени воздействия объектов буровых работ на окружающую природную среду и возможных перспективных направлений снижения этого воздействия. В комплексе мер по предотвращению загрязнения вышеперечисленных объектов особое внимание должно уделяться ликвидации амбаров и рекультивации земельного отвода.

Объекты исследования. Наиболее подвержены воздействию отходов бурения такие объекты природной среды как водная среда, почвогрунты и растительность. Поэтому они и были выбраны в качестве первоочередных объектов исследования.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

- разработана методика оценки объемов образующихся отходов бурения по их консистенции, при их совместном сборе и хранении;

- выявлены основные факторы отрицательного воздействия отходов бурения на окружающую природную среду и предложены мероприятия по снижению этого воздействия, заключающиеся в совершенствовании методов их хранения и ликвидации;

-обобщены современные научные знания по изучаемой проблеме.

Практическим выходом работы является научно-обоснованное выявление основных видов загрязнения отходов бурения (макрокомпонентный, микрокомпонентный и углеводородный) и классификация отработанных амбаров в зави-

симости от вида загрязнителя, а также факторов отрицательного воздействия отходов бурения на окружающую природную среду (фильтрация, изливы и течь отходов бурения, некачественные методы ликвидации амбаров, вторичное загрязнение). Предложенные мероприятия по снижению этого воздействия, заключающиеся в совершенствовании методов их хранении и ликвидации, а также по восстановлению плодородия почв могут быть полезны для целей рационального природопользования и охраны природы.

В основу работы легли материалы геоэкологических исследований по оценке отрицательного воздействия объектов буровых работ на поверхностные и подземные воды, почвогрунты и растительность, а также результаты научно-исследовательских работ, выполненных автором на кафедрах «Физическая география», а затем и «Геоэкология» Чеченского госуниверситета с 1988 года.

Использовались материалы «СевКавНИПИнефть», ПО «Грознефть», картографические материалы и литературные источники по данной тематике.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на заседаниях кафедр «Физическая география» и «Геоэкология» ЧТУ (1992-1998 гг.). На региональной научно-практической конференции (г. Грозный-Сочи, 1989), научно-практической конференции (г. Грозный, 1996, 1998), были опубликованы в сборнике статей «География и геоэкология Чеченской Республики» (г. Грозный, 1997), в Вестнике ЧТУ серия «Естественные науки» (1998).

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа, состоит из введения, 6 глав, выводов и практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 216 наименований, работа изложена на страницах машинописного текста объемом 184 страниц, в том числе содержит 6 карт и картосхем, 17 таблиц, различные схемы и графики.

ГЛАВА I ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Развитие индустрии и загрязнение окружающей среды к сожалению процессы взаимосвязанные. И можно смело утверждать, что проблемы экологии в нашем крае (т.е. в Чечне и Ингушетии - авт.) возникли в тот далекий день, когда в г. Грозном ударил первый фонтан (Л.Х.Ибрагимов, 1993)

В 1896 г. по происшествию трех лет после бурения первой скважины их уже насчитывалось 15 (вместе с отведенными участками), недостаток средств и опыта бурения привел к тому, что восемь из них к тому времени уже были заброшены. В те годы отсутствовала как механическая, так и биологическая рекультивация нарушенных загрязненных земель. Они и положили начало отсчета загрязненных площадей, отведенных под бурение и под "отходы" после первой перегонки.

В августе 1917 г. было опубликовано первое утвержденное положение о нефтяной инспекции, где впервые ставился вопрос о принятии мер по наиболее полному и рациональному использованию недр, наиболее экономному расходованию нефтяного топлива на промыслах, заводах и местах потребления.

В том же году, было получено предложение об организации особых геолого-горно-разведочных бюро при горных управлениях. Это бюро должно было за определенную плату производить разведки для промышленников и давать им рекомендации по эксплуатации буровых скважин.

Бесхозяйственность в деятельности как местных, так и иностранных фирм вела к тому, что потери на всех промыслах составили 15% от общего объема нефтедобычи. Потери, которые несла от этого окружающая среда, не поддавались учету.

Хотя рассматриваемый вопрос, безусловно, актуален и к настоящему времени ему повсеместно уделяется серьезное внимание, пока еще не появи-

лось обобщающих работ регламентирующего характера или направленных на систематизацию накопленных сведений. Элементы последнего направления содержатся в работе Е.А.Иваницкого с соавторами (1977). Ими предлагается подразделение источников загрязнения окружающей среды в процессе бурения на: эксплутационные (очистка сеток, мытье оборудования); технологические (явление сифона, обмыв поднимающихся труб, дополнительное загрязнение раствора после цементирования); аварийные (нефте-проявления, порыв трубопроводов, неисправность опорной арматуры); природные (дождевые и талые воды).

Г.П.Волобуев (1984), принимая в целом приведенное подразделение источников загрязнения, считает, что к этому перечню следует обязательно добавить, по крайней мере, еще один вид, который можно, пожалуй, определить как организационный (имеется в виду не надлежащая организация содержания реагентного хозяйства и прочих природоохранных мероприятий). Кроме того, отмечает Г.П.Волобуев (1984), как видно из перечня источников, они связаны непосредственно с процессом проводки скважины и ее испытанием, но не включают процесс и факт строительства самой буровой. Наконец нам представляется более верным рассматривать не только загрязнение среды, но и отрицательное воздействие на нее конкретных процессов. При этом подходе, в частности, вскрывается такой отрицательный фактор как расход воды и, соответственно, отрицательное воздействие бурения на малые реки.

Конкретизируя отмеченные выше факторы можно считать, что отрицательное воздействие объектов буровых работ способно проявиться

1) в процессе строительства буровой;

2) в процессе проводки скважин;

3) в процессе освоения скважин.

Соответственно определяется ориентировочный характер отрицательных влияний:

1) при строительстве буровых требуется отвод определенных площадей земель, лесных угодий и т.п., не надлежащее складирование необходимых реагентов, материалов, приводит к загрязнению не только непосредственно отведенных площадей, но и соседних с ними участков, близлежащих рек, озер, прочих открытых водоемов, а также растительности;

2) процесс проводки скважин связан с расходом определенных объемов воды и образованием опасно загрязненных стоков. (Г.П.Волобуев, 1984).

По У.М.Байкову (1977) удельный расход буровых сточных вод, способных загрязнять почву и водоемы, составляют по стране 0,0027-0,21 м3/т нефти. Появляется возможность загрязнения вскрываемых скважиной горизонтов с полезными водами за счет смешения вод различных горизонтов и перетоков вод из одного горизонта в другой, проникновения в пласты буровых растворов или же фильтратов. По данным Р.В.Булатова (1979) в процессе бурения выносится в сутки до четырех тонн шлама.

В 1989 г. Ю.Г.Безродный, Г.П.Волобуев, В.Ю.Шеметов выпустили "Временные методические указания по расчету шламовых амбаров, сооружаемых при строительстве нефтяных и газовых скважин в ПО "Грознефть" РД39-0147009-725-88Р".

Методические указания учитывают поступление в шламовые амбары всех составляющих компонентов отходов бурения, атмосферных осадков, а также испаряемость и продолжительность эксплуатации амбаров до их ликвидации.

Ю.Г.Безродный (1989) предлагает некоторые мероприятия по размещению объектов и сооружений буровой установки, обеспечивающие безопасность ведения работ, рациональное и обоснованное использование земельных отводов и снижение степени их загрязнения.

Ю.Г.Безродный (1991) изложил результаты исследований по обезвреживанию отработанных буровых растворов (ОБР) и шламов отходами производства катализаторов.

Группой исследователей МГУ во главе с Ю.Б.Осиповым (1983) определены основные положения методики оценки загрязнения геологической среды. По их мнению, ее должно составлять "результаты теоретических исследований, натуральных наблюдений и экспериментальных исследований" .

Анализ изученности вопроса ("О воздействии объектов буровых работ на окружающую среду") выполнен путем целенаправленного обзора многочисленных работ прямо или косвенно относящихся к рассматриваемой проблеме, опубликованных в СНГ [16, 17, 92, 108, 119, 127, 140], за рубежом (главным образом, краткая информация в реферативных журналах, единичные статьи и переводы) [208], а также фондовых работ (СевКавНИ-ПИнефть, ПО "Грознефть") по Чечено-Ингушскому НГДР.

Краткие итоги данного этапа исследований сводятся к следующим основным положениям.

Любая оценка состояния окружающей природной среды в связи с конкретными видами производственно- хозяйственной деятельности требует знания состояния этой среды к началу осуществления такой деятельности.

Исходное состояние окружающей природной среды для выполнения указанного требования, прежде всего, отождествляют с естественным ненарушенным состоянием. Для получения качественной оценки исходного состояния окружающей среды такой подход в основном оправдан, однако он чаще всего не может быть реализован при переходе к качественной оценке: как правило, в новых осваиваемых районах отсутствуют количественные характеристики фоновых уровней показателей состояния окружающей среды.

Следует оговориться, что не во всех случаях природное состояние окружающей среды может служить оптимальным вариантом для начала отсчета. Одним из примеров, когда природное состояние осложняет оценки воздействия на окружающую среду, оказывается наличие естественных вы-сачиваний нефти на поверхности земли, где приходится учитывать технологическое загрязнение земли нефтепродуктами. Тем не менее, при рассмотренном, как и при других подходах, начальным этапом оценки состояния окружающей среды должна стать оценка ее исходного состояния.

Представляется еще более бесспорной (по отношению к первому этапу) необходимость целенаправленных исследований с прямыми определениями концентраций конкретных загрязнителей составляющих компонентов окружающей среды на этапе оценки ее состояния в связи с производственно-хозяйственной деятельностью. Приходится констатировать, что и в данном случае до последнего времени не предусматривались или не выполнялись и практически отсутствуют необходимые основы (правовые, финансовые, проектные и пр.) для организации указанных целенаправленных исследований.