Введение к работе
Актуальность. Человечество потребляет огромное количество полезных ископаемых, особое место среди которых принадлежит - нефти. Высокий рост добычи и переработки нефти во всем мире приводят к тому, что уровень загрязнения окружающей среды нефтепродуктами в настоящее время приобретает глобальный характер.
На протяжении многих десятилетий на нефтяных месторождениях Мангистауской области складывалась преимущественно сырьевая система природопользования с экстремально высокими техногенными нагрузками на окружающую среду. Такие нагрузки угрожают дестабилизацией биосферы, приводят к утрате ее способности поддерживать качество окружающей среды, необходимой для жизнедеятельности общества.
Всесторонний анализ атмосферного воздуха предусматривает оценку ее состояния и влияния на нее естественных и антропогенных воздействий. Характер этих воздействий весьма специфичен и требует решения целого комплекса научных и практических проблем.
Поэтому разработка темы диссертационной работы по анализу и оценке экологической ситуации при работе нефтегазовых месторождений в Мангистауской области - является вопросом актуальным и своевременным.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с Концепцией экологической безопасности Республики Казахстан на 2004-2015 годы, одобренной Указом Президента Республики Казахстан от 3 декабря 2003 года №1241, программой «Охрана окружающей среды Республики Казахстан на 2008-2030 годы», а также согласно с тематическими планами научно-исследовательских работ Казахского научно-исследовательского проектного института АО «КазНИПИмунайгаз».
Цель и задачи исследования. Анализ состояния атмосферного воздуха при работе нефтегазового предприятия, с применением целесообразных способов, обеспечивающих устойчивое снижение негативного влияния выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду и прогнозирование экологической ситуации.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:
проведение прогноза воздействия парниковыми газами на состояние атмосферного воздуха при сжигании газа от нефтегазового месторождения Каламкас;
проведение прогноза экономического ущерба наносимого парниковыми газами на состояние атмосферного воздуха при сжигании газа на нефтегазовом месторождении Каламкас;
использование технологического процесса закачки водонефтяной эмуль-
сии в выработанные газовые горизонты, позволяющего уменьшить выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух на месторождении Узень.
Основная идея заключается в оценке прогнозирования экологической ситуации при работе нефтегазового месторождения в РК с использованием методов экологического мониторинга, отдельных методов системного анализа, математического и функционального моделирования.
В использовании существующих технологических процессов закачки, адаптировании их к условиям месторождения Узень, которые позволяют уменьшить количество водонефтяной эмульсии и их токсичность при утилизации водонефтяной эмульсии путем закачки в выработанные газовые горизонты, ее эффективность и оценка загрязнения воздушного бассейна ЗВ.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
впервые в Казахстане адаптирована модель утилизации водонефтяной эмульсии путем внедрения технологических процессов для закачки в выработанные газовые горизонты и произведена ее оценка воздействия на атмосферный воздух;
на основании проведенного мониторинга, впервые создана информационная база, позволяющая осуществлять оценку прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха при сжигании газа на факеле при эксплуатации нефтегазового месторождения Каламкас Мангистауской области РК до 2040 года;
- впервые проведен прогноз величины экономического ущерба при
сжигании газа на факельной установке нефтегазового месторождения Ка
ламкас до 2040г.
Практическая значимость полученных результатов. Научное применение результатов исследований заключается:
в применении полученных результатов исследований загрязнения атмосферного воздуха парниковыми газами при сжигании газа на факельной установке до 2040 года;
в применении полученных результатов прогноза величины экономического ущерба при сжигании газа на факельной установке нефтегазового месторождения Каламкас до 2040 года;
в проведении внедрения технологических процессов, уменьшающих количество водонефтяной эмульсии при утилизации водонефтяной эмульсии путем закачки в выработанные газовые горизонты, ее эффективность и оценка загрязнения воздушного бассейна ЗВ.
Экономическая значимость полученных результатов. Результаты работы могут быть использованы в качестве коммерческого продукта за использование:
- результатов расчетов прогнозирования количества выбросов загряз
няющих веществ в воздушную среду от нефтегазового предприятия;
- результатов расчетов прогнозирования экономического ущерба за
выбросы загрязняющих веществ;
- внедрения технологических процессов по утилизации и закачке водо-
нефтяной эмульсии в выработанные газовые горизонты.
Объект и предмет исследовании. В качестве объекта исследования выбраны предприятия по разработке нефтегазовых месторождений «Каламкас» н «Узень» Мангпстаускои области РК.
Предметом исследования являются: атмосферный воздух, поверхностные воды, почвенно-растительный покров, флора и фауна, а также водоне-фтяная эмульсия, образующаяся от процессов подготовки нефти при работе нефтегазового месторождения «Узень».
Методика исследования. Исследования заключались в анализе геоэкологических проблем, возникающих от эксплуатации нефтегазовых месторождений «Каламкас» и «Узень» Мангпстаускои области Республики Казахстан. За методологическую основу прогноза экологической ситуации окружающей среды от выбросов загрязняющих веществ нефтегазового месторождения были приняты следующие показатели: результаты экологического мониторинга атмосферного воздуха.
Базой для расчета выбросов загрязняющих веществ от нефтегазового месторождения являлась международная инструкция ОНД - 86. Программное решение расчетов выбросов по разработанным методикам реализовано на объектно-ориентированном языке программирования ObjectPascal в среде разработки Delphi 7.0. Методы, необходимые для расчета взяты из системы управления базами данных (СУБД) paradox 7.0.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
- впервые использован в Республике Казахстан технологический про
цесс закачки водонефтяной эмульсии в выработанные газовые горизонты,
который обеспечивает:
уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
сокращение финансовых затрат;
возможность утилизации водонефтяной эмульсии в выработанные газовые горизонты.
прогноз выбросов в атмосферный воздух парниковых газов при сжигании газа на факельной установке нефтегазового месторождения Каламкас до 2040 года для недропользователя.
впервые проведен прогноз экономического ущерба при сжигании газа на факельной установке месторождения Каламкас до 2040 года.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе обеспечиваются многократным воспроизведением опыта, использованием стандартных методик, сопо-
ставимостью ряда полученных данных с описанными в литературе. Обоснованность выбора методик подтверждена расчетом при определении количества выбросов и распространения загрязняющих веществ. Исходные данные для определения количества загрязняющих веществ от работы нефтегазового предприятия принимались в соответствии с количеством добываемого сырья, то есть нефти и газа, количеству и виду оборудования применяемых во время работ, по данным службы мониторинга на месторождении «Каламкас» и «Узень» Мангнстауской области Республики Казахстан.
Личный вклад соискателя заключается в непосредственном участии при обработке и интерпретации полученных результатов; в разработке рекомендаций по утилизации водонефтяной эмульсии в выработанные газовые горизонты и проведении ее оценки воздействия на атмосферу; использовании прогнозных моделей адаптированных к условиям месторождений Мангистауской области РК.
Апробация результатов диссертации. Основное содержание работы, а также отдельные ее части докладывались и получили одобрение на научно-техническом совете АО «КазНИПИмунайгаз».
Научные и практические результаты апробированы и доложены на Всероссийской конференции «Экологические проблемы нефтедобычи» (Уфа, 2010г.); Международной научно-практической конференции «Современные системы использования анализа и прогноза экологии окружающей среды» (Астана, 2010г.); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы нефтегазового комплекса Казахстана» (Актау, 2011г.); Юбилейной научно-технической конференции «Решение энерго экологических проблем, а автотранспортном комплексе» (Москва, 2011г.); Бизнес конференции «20 лет информатизации в республике Казахстан: статус, инновации, управление развитием» (Алматы,2011г., Международная академия информатизации (МАИН.КазНТУ им. К. Сатпаева); Республиканской научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы использования природных ресурсов Кыргызстана и пути их решения» (г.Бишкек, выпуск 1, 2011г. Кыргызский Государственный университет им. И. Арабаева).
Полнота отражения результатов диссертации в публикациях. Основные положения работы опубликованы в 15 научных статьях и тезисах докладов, из которых 4 статьи написаны индивидуально, 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК КР, и 5 статей и тезисов докладов в международных изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 110 наименований и 3 приложений, содержит 130 страниц компьютерного текста, включая 20 иллюстраций, 25 таблиц.
