Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Эколого-географическая характеристика туркменского сектора Каспийского моря
1.1 Природные факторы 11
1.1.1. Рельеф дна 11
1.1.2. Гидрометеорологические условия 14
1.1.3 Нефтегазогеология 20
І.ІАГсодинамические условия 23
1.1.5.Ценныс природные объекты и ресурсы 27
1.2.Антропогепные факторы 30
1.2.1 Население и промышленность 30
1.2.2 Нефтяные порты и транспортировка 32
ГЛАВА 2. Состояние и изученность проблемы
2.1 Ретроспективный анализ предыдущих исследований 36
2.1.1 Советский период 36
2.1.2 Современный период 41
2.2Методика проведения исследований 48
ГЛАВА 3. Состояние морских экосистем в районах разведки и добычи
3.1 Донные отложения 60
3.2 Флора и фауна 67
3.2.1. Микроорганизмы 67
3.2.2. Планктон 70
3.2.3. Бентос 71
3.2.4. Рыбы 78
3.2.5. Тюлени 82
ГЛАВА 4. Оценка воздействия нефтегазового освоения на компоненты природной среды
4.1 Сейсморазведочные работы 86
4.2 Установка буровых платформ и прокладка трубопроводов 90
4.3 Буровые операции 91
4.4 Оценка загрязнения природной среды 100
4.4.1 Состояние атмосферного воздуха 101
4.4.2. Состояние поверхностных вод 103
4.4.3 Состояние донных отложений 113
4.4.3.1 Металлы 113
4.4.3.2 Углеводороды 121
ГЛАВА 5. Геоэкологическое районирование туркменского сектора каспийского моря
5.1 Геоэкологическое районирование 133
5.2 Рекомендации по обеспечению экологической безопасности 140
Заключение 146
Списокаббревиатур и сокращений 149
Список новых географических названий 150
Список рисунков и таблиц 151
Список литературы 154
Abstract 168
- Природные факторы
- Ретроспективный анализ предыдущих исследований
- Донные отложения
- Установка буровых платформ и прокладка трубопроводов
Введение к работе
«Каспий должен быть морем согласия, а его богатейшие углеводородные запасы и уникальные биоресурсы — достоянием всех прибрежных государств.»
Сапармурат Ниязов (1940-2006) Первый Президент Туркменистана
Актуальность темы. Каспийское море становиться одним из важнейших в мире районов разведки и добычи углеводородных ресурсов. В тоже время Каспий имеет сложившиеся морские экосистемы с разнообразной флорой и фауной, включая ценнейшие популяции осетровых (Acipeseridae) и каспийского тюленя (Phoca caspia). Однако морские нефтеразработки периода СССР оставили обширные следы непродуманного подхода к вопросам сохранения качества природной среды, имеющих долговременный эффект (загрязнение донных осадков тяжелыми металлами; утечки нефти из трубопроводов, затопленных морем и ликвидированных скважин; коррозия подводных опор и труб и т.д). Мировой общественностью неоднократно высказывались опасения о возникающей экологической угрозе относительно дальнейшего развития проектов по освоения нефтегазовых месторождений Каспия.
Наибольшую актуальность в этом плане представляет Туркменский сектор Каспийского моря (ТСК), ставший в последние годы лидером по разведанным запасам (около 200 млн. т нефти и 70 млрд м газа) и объемам бурения. Углеводородный потенциал Туркменского шельфа оценивается в 12 млрд. т нефти и 6,2 трлн. м газа [Western Geophysical, 2005]. Следовательно, освоение нефтегазовых залежей ТСК в ближайшие десятилетия станет основным фактором антропогенной нагрузки на компоненты окружающей среды. В связи с этим, целью исследования стало проведение геоэкологической оценки существующего состояния морской природной среды в районах разведки и добычи ТСК и разработка мероприятий по обеспечению экологической безопасности Каспийского моря.
Для достижения поставленной цели автором решались следующие задачи:
обобщить современные представление о природных и антропогенных факторах, влияющих на формирование эколого-географической обстановки;
выявить значимые факторы воздействия на окружающую природную среду в связи с освоением нефтегазовых залежей акватории;
дать количественную оценку уровня загрязнения донных отложений металлами в районах морской разведки и добычи;
определить содержание углеводородов (НУВ и ПАУ) и источники их поступления в донные отложения районов нефтегазового освоения;
осуществить геоэкологическое районирование акватории ТСК и разработать систему природоохранных мероприятий.
Объект исследования -районы морской разведки и добычи углеводородных
ресурсов ТСК.
Предмет исследования -экологическое состояние природной среды в районах
морской разведки и добычи углеводородных ресурсов ТСК.
Фактический материал, методика исследования и личный вклад автора
В основу диссертационной работы положен фактический материал, полученный с участием автора в ходе выполнения научно-исследовательских работ по оценке воздействия на окружающую среду на морских блоках разведки и добычи ТСК в 1997-2007 гг. При подготовке диссертации автором были проанализированы раннее опубликованные работы, а также фондовые отчеты Минприроды Туркменистана, Туркменгоскомгидромета, ГК «Туркменгеологии» и морских буровых операторов (Petronas, Dragon oil и Maersk oil ) по исследуемой проблематике.
Формулировка задач исследования и методика ее обеспечения осуществлялись лично автором. Расположение точек отбора проб было выбрано таким образом, чтобы обеспечить получение данных непосредственно у старых буровых платформ, а также в удаленных от них районах. Автор принимал непосредственное участие в отборе и подготовке проб морской воды, донных отложений, бурового шлама и гидробиологической съемке.
Была организована 31 станция отбора проб на глубинах от 5 до 60 м. В районах разведки и добычи УВ ТСК всего было отобрано 1791 пробы, включая 1291 образца донных отложений (для гранулометрического и химического анализов), 372 образца морской воды, 108 образцов бентоса и 20 образцов бурового шлама.
Химический анализ проб морской воды осуществлялся в полевых условиях визуально-колориметрическим методом на специальных тест-комплектах (ЗАО Крисмас, Россия). Содержание нефтяных углеводородов в морской воде определяли путем экстракции их 4-х хлористым углеродом на концентратомере КН-2 (ЗАО Сибэкоприбор, Россия) методом инфракрасной спектрометрии в области 3000-3420 нм (ПНДФ 16.1:22.22-98).
Гранулометрический и химический анализы донных проб осуществлялись в аттестованной по ГОСТ Р ИСО 14001-98 Центральной лаборатории ГК «Туркменгеология» (Туркменистан). Определение гранулометрического состава грунта выполнялось ситовым методом согласно ГОСТ 12536-79. Концентрация тяжелых металлов определялось методом масс-спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой на настольном спектрометре ICP-MS Agilent 7500сх (Agilent Technologies, США). Исследования образцов донных отложений на содержание органических загрязняющих веществ проводилось на хроматомасс-спектрометре Finnigan SSQ 7000 GC/MS System (США-Италия).
Организмы макробентоса фиксировали буферным 4-х процентным раствором формальдегида. Анализ проб на видовой состав и количественные показатели популяций бентоса был проведен в аттестованной по стандарту ISO 14001 Chemex International Laboratory г. Кембриджа (Великобритания).
Полученный фактический материал был статистически обработан лично автором на персональном компьютере City Line с применением программного обеспечения Microsoft Office Exel 2003 в системе Windows ХР. Автором рассчитаны: приземные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере (УПРЗА «Факел»); степени загрязнённости поверхностной воды по
6
гидрохимическому индексу загрязнения вод [Временные методические
указания..., 1986]; коэффициенты концентрации металлов и уровни
загрязнения донных отложений по суммарному показателю загрязнения Zc [Сает, Ревич,1990]; степени экологической уязвимости акватории.
По результатам исследований, автором с помощью компьютерных технологий, составлены графические материалы: карты пространственного загрязнения донных отложений элементами геохимической ассоциации и барием по суммарному показателю загрязнения Zc; карта пространственного загрязнения нефтяными углеводородами (программа Salutation версия Solid Edge V 15); карта геоэкологического районирования акватории ТСК (программа Adobe Illustrator); схемы (программа Autofigures), графики, гистограммы и таблицы (программа EXEL). Основные результаты и выводы диссертационного исследования были получены автором самостоятельно. Научная новизна: впервые почти за 50-летний период освоения ресурсов углеводородов акватории Туркменского Каспия:
выделены значимые факторы воздействия на окружающую среду в районах морской разведки и добычи УВ;
проведена количественная оценка уровня загрязнения, определены коэффициенты концентрации металлов и установлена их геохимическая ассоциация в донных отложениях;
выявлен уровень углеводородного загрязнения донных отложений (НУВ И ПАУ) и определены источники его поступления в морскую среду;
выполнено геоэкологическое районирование акватории по степени экологической уязвимости и разработана система соответствующих природоохранных мероприятий.
Практическая ценность работы. Результаты и выводы проведенных автором геоэкологических исследований были включены составной частью в три международных проекта ТАСИС (Выработка единой экологической политики в странах СНГ, 1998; Оценка выполнения межгосударственной энергетической программы Tnogate в странах СНГ, 1999; Совершенствование
природоохранного законодательства в нефтегазовом секторе стран СНГ, 2001); международный экологический аудит ЕБРР по морской нефтегазовой инфраструктуре Каспия (2000); международную Каспийскую экологическую программу (2005); одиннадцать документов природоохранного законодательства государства Туркменистан; ГОСТ Туркменистана TDS 579-2001 и в более чем двадцать коллективных отчетов ОВОС по нефтегазовым проектам Туркменского сектора Каспийского моря.
Впервые проведенная количественная оценка уровня загрязнения природной среды в районах углеводородного освоения Юго-Восточного Каспия позволяет осуществлять геоэкологический мониторинг нефтегазовой деятельности на акватории. Выполненное нами геоэкологическое районирование ТСК и соответствующие природоохранные мероприятия по степени экологической уязвимости могут служить основой рационального природопользования при организации нефтегазовой деятельности в Каспийском регионе.
Апробация работы и публикации. Результаты научной работы были
доложены на IV, V и IX Международных научно-практических конференциях
«Oil and Gas of Turkmenistan» (Ашгабад, 1999, 2000, 2004); Международном
симпозиуме ЕБРР и ММО по предотвращению и ликвидации нефтяных
разливов ERJR.D & IMO Inter. Symposium on Oil Spill Contingency Planning &
Response (London 3-5 May 1999); Международном форуме ТАСИС по
окружающей среде Inter. TACIS Environmental Forum (London 21-23 October
2001), национальных конференциях государства Туркменистан по
природоохранным проблемам в нефтегазовом секторе, расширенных заседаниях лаборатории «Природные ресурсы» СКНЦ ВШ и кафедры геоэкологии и прикладной геохимии геолого-географического факультета ЮФУ.
Материалы, положенные в основу диссертации, отражены в 15 статьях на русском или английском языках, изданных в США, Великобритании, России и Туркменистане. Одна из этих публикаций представлена в
реферируемом научно-практическом журнале, рекомендованном ВАК РФ; пять - в материалах международных конференций, две - в международных периодических научно-практических журналах.
В числе основных защищаемых положений, раскрывающих суть диссертационной работы, предлагаются следующие:
Значимыми факторами воздействия нефтегазовой деятельности на природную среду Туркменского сектора Каспийского моря в настоящее время являются факельные выбросы в атмосферу от сжигания попутного газа и нефтяные утечки скрытого характера из ликвидированных скважин.
Под влиянием прошлых буровых операций в донных отложениях районов разведки и добычи УВ сформировалась техногенная ассоциация химических элементов (Ва > Са > К > Fe> Al > Zn > Pb), обусловившая средний уровень загрязнения осадков (Zc— 29,9).
3. Поступление НУВ и ПАУ в морскую среду районов разведки и добычи
связано преимущественно с природными источниками, что привело к низкому
уровню углеводородного загрязнения донных отложений (<5 мг/кг).
4. Выполненное нами геоэкологическое районирование позволяет
ранжировать акваторию ТСК по степени экологической уязвимости
следующим образом: высокая, 14-21 баллов (зона мелководий, 0-25 м ) >
средняя, 7-14 баллов (зона глубин 25-60м) > низкая, 1-7 баллов (глубины
свыше 60 м).
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем работы составляет 168 страниц текста, 38 рисунков и 18 таблиц. Список использованной литературы включает 164 наименования, из которых 23 - на английском языке.
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы объект, предмет, цели и задачи диссертационного исследования, определены научная новизна, практическая ценность полученных результатов и основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе автором были обобщены современные представления о природных и антропогенных факторах формирования эколого-географической обстановки Юго-Восточного Каспия с точки зрения их влияния на характер её загрязнения.
Во второй главе проведен ретроспективный анализ изученности
экологического состояния природной среды в связи с почти 50-летней
историей освоения нефтегазовых месторождений Туркменского сектора
Каспия, описаны исходные материалы и методика проведения
геоэкологических исследований.
В третьей главе дана характеристика биологического разнообразия в районах разведки и добычи ТСК. По результатам гидробиологической съемки автором исследовано фоновое состояние бентосных популяций, как основы кормовой базы промысловой ихтиофауны Каспия.
Четвертая глава посвящена анализу влияния этапов освоения
углеводородных ресурсов, направленного на определение значимых факторов воздействия на компоненты морской природной среды. По результатам анализов определены экологическое состояние природной среды (атмосферный воздух, поверхностные воды, донные отложения) и количественно оценен уровень загрязнения донных отложений (по Zc) районов разведки и добычи.
В пятой главе проводилось геоэкологическое районирование
нефтегазоносных областей ТСК по степени экологической уязвимости и разрабатывались мероприятия по снижению и предотвращению негативных последствий для компонентов морской природной среды (атмосферный воздух, поверхностные воды, донные отложения и биоресурсы).
В заключении делаются выводы согласно цели и задач темы диссертационного исследования. Благодарности
Диссертация выполнена в лаборатории «Природные ресурсы» СКНЦ ВШ под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора В.И.
Седлецкого, которому автор выражает глубокую благодарность за постановку темы исследования, постоянную помощь в подготовке работы.
Автор с признательностью отмечает ценные замечания д.г.н., проф. А.Д. Хованского; д.г.н., проф. Ю.А. Федорова; д.г.-м.н., проф. О.А. Бессонова; к.г.-м.н., проф. Ю.И. Холодкова; к.г.-м.н., доц. В.Г. Рылова (Южный федеральный университет); д.г.н. СВ. Бердникова (Институт аридных зон ЮНЦ РАН) д.г.н., проф. В.В. Дьяченко (Новороссийский политехнический институт); к.б.н. В.А. Глазовского (Министерство охраны природы Туркменистана). Всем им диссертант считает приятным долгом выразить свою благодарность.
Природные факторы
Туркменистан имеет самую обширную зону шельфа в Каспии (до 130 км) и глубиной менее 100м. Протяженность туркменского берега составляет около 1100 км (рис. 1). Рельеф дна туркменского шельфа является подводным продолжением рельефа прилегающих участков суши [54].
Берег моря в районе Карабогазского свода представляет собой обрыв ( чинк) высотой 50 - 80 м, переходящим по направлению к морю в пляжную зону, ширина которой составляет 20 - 100 м. Для участка Бекдаш - пролив Кара-Богаз- Гол характерны положительные формы рельефа, связанные как с выходами коренных пород, так и другими аккумулятивными телами.
В районе свода прослеживается древняя береговая линия на глубинах 70 и 74 м. Это наиболее низкие и, видимо, наиболее древние на шельфе следы стояния уровня моря [57].
Эколого-географическая характеристика территории исследования является одной из основных составляющих оценки воздействия на окружающую среду от каждого вида природопользования. В данной главе приводится анализ природных и антропогенных факторов формирования природной среды Юго-Восточного Каспия с точки зрения их влияния на её загрязнение.
Туркменский сектор Каспийского моря (ТСК) охватывает акваторию восточной части Среднего и Южного Каспия от мыса Сув (42 с.ш.) на границе с Казахстаном до широты поселка Эсенгулы (38 с.ш.) на границе с Ираном. Общая площадь ТСК составляет около 78 тыс. км".
Туркменистан имеет самую обширную зону шельфа в Каспии (до 130 км) и глубиной менее 100м. Протяженность туркменского берега составляет около 1100 км (рис. 1). Рельеф дна туркменского шельфа является подводным продолжением рельефа прилегающих участков суши [54].
Берег моря в районе Карабогазского свода представляет собой обрыв ( чинк) высотой 50 - 80 м, переходящим по направлению к морю в пляжную зону, ширина которой составляет 20 - 100 м. Для участка Бекдаш - пролив Кара-Богаз- Гол характерны положительные формы рельефа, связанные как с выходами коренных пород, так и другими аккумулятивными телами.
В районе свода прослеживается древняя береговая линия на глубинах 70 и 74 м. Это наиболее низкие и, видимо, наиболее древние на шельфе следы стояния уровня моря [57].
Подводный склон Красноводского полуострова представляет собой ступенчатую равнину, полого спускающуюся в море. С возрастанием глубины береговой склон переходит в пологое мелководье с многочисленными косами, валами и банками. На глубине 25 - 40 м склон имеет очень пологую поверхность, осложненную в северо-восточной части на глубине от 33 до 40 м меридионально вытянутыми уступами и валами, а на глубине 52 м - террасой.
На протяжении глубин от 6 до 70 м отмечается серия уступов и террас, которые указывают на регрессию уровня стояния моря.
Район севера Красноводской косы является понижением дна в пределах Келькорскои синклинали. Более пологий северный склон понижения осложнен серией уступов. Для наиболее прогнутой части понижения характерны ступенчатые террасовидные площадки, встречающиеся на глубинах 31-34м и 43-47 м.Для рельефа более крутого южного борта прогиба характерны уступы и долинообразные углубления между ними.
Уступы встречаются на глубине 27, 31 и 35 м и имеют широкое простирание, что указывает на изменение направления береговой линии в регрессивные фазы стояния.
Рельеф полуострова Челекен продолжается в море Челекено -Ливановским поднятием. На глубине 20 м прослеживается уступ подводной абразивной террасы. Северный и южный склоны террасы расчленены глубоко врезанными долинами, протяженность которых составляет 5-7 км. Эти долины связаны с многочисленными сбросами и разломами, нарушающими Челекенскую складку и ее морское продолжение. Начиная с глубины 16 - 20 м в сторону открытого моря дно спускается рядом ступеней на отметках в 65, 80, 100 м [60].
Характерный элемент рельефа Челекенского района - серия поднятий, представленных банками Жданова, ЛАМ, Губкина, Ливанова и Баринова, которые осложнены многочисленными активными грязевыми вулканами [32].
К югу от серии Челекенских банок в районе острова Огурчинский -банка Ульского выделяется система погребенных Эрдекли-Огурчинских поднятий. Подводный склон района очень полого опускается в сторону больших глубин. В прибрежной части много подводных валов, кос, баров. Н глубинах от 15 до 33 м прослеживается серия уступов и несколько связанных с ними террас меридиональной направленности.
Рельеф района к югу от банки Ульского и до государственной границы Туркменистана с Ираном очень выровненный. Однообразие подводной равнины нарушает банка Грязевый вулкан, действующего и в настоящее время. К юго-западу от Грязевого вулкана рельеф материкового склона осложнен несколькими субмеридиональными поднятиями [11].
В целом дно района исследования представляет собой пологую равнину осложненную уступами, углублениями, поднятиями, грязевым вулканизмом и является подводным продолжением рельефа прилегающих участков суши. 1.1.2 Гидрометеорологические условия Особенности загрязнения атмосферного воздуха акватории зависят от ряда гидрометеорологических факторов, таких как температурный и ветровой режим, течения, частота слабых ветров, туманов, осадков. Характеристика этих факторов была проведена нами на основе анализа гидрометеорологических данных за 1997-2007 гг., предоставленных Туркменгосгидрометом [141].
Положительные температуры воздуха над акваторией ТСК в течении всех сезонов года способствует накоплению тепла в море, расход которого в холодное время года заметно смягчает температурный режим района исследований. Январь является самым холодным месяцем, когда среднемесячная температура падает до отметок +4,2С (Рис. 2). Самые жаркие месяцы - июль и август, со средними температурами 27,2 и 28,4С.
Среднегодовая температура морской воды в акватории ТСК составляет +15,8 С. Среднемесячная температура изменяется в пределах от +5,4 С в январе-феврале до +26,6 С в августе. В теплые зимы температура морской воды не опускается ниже + 9 С. Амплитуда суточных изменений температуры морской воды в поверхностном слое составляет 1- 2 С,
Ретроспективный анализ предыдущих исследований
Изучение морских нефтегазовых залежей в туркменской части Каспия началось в послевоенное время, когда в 1946-1949 гг. В.В. Денисевич выработал методику рациональной разведки для специфичной по своей тектонике Апшерон-Прибалханской зоны поднятий [8].
В 1951-1952 гг. морское продолжение месторождения Челекен было исследовано Туркменской экспедицией Лаборатории аэрометодов (ЛАМ) АН СССР под руководством В.П. Мирошниченко. Той же экспедицией была исследована банка Жданова и доказана тесная связь ее рельефа с центральной возвышенностью полуострова Челекен. Аэросъемкой был выявлен новый, ранее не известный подводный грязевый вулкан ЛАМ, расположенный в 8 км к юго-западу от б. Жданова [32].
В 1951-1953 гг. морской экспедицией АН СССР под руководством В.Ф. Соловьева был исследован рельеф морского дна вдоль восточного побережья Южного Каспия и обнаружен новый грязевый вулкан - банка Губкина, а среди выбросов грязевого вулкана складки Баринова были найдены образцы песчаников красноцветов, насыщенные нефтью [ 5].
Впоследствии вопросами изучения геоморфологии и геологии восточной части Среднего и Южного Каспия занимались В.Ф. Соловьев (1956, 1962, 1963); П.В. Федоров (1957); Г.Н. Горин (1958); В.А. Корнев (1960); Е.Г. Маев (1961, 1962); О.А. Одеков ( 1964,1971,1988); В.И. Багиров (1968); Я.П. Маловицкий (1963, 1968); В. А. Низьев (1971); П.Н. Куприн (1972, 2001, 2003); Д.А. Бабаян (1978, 1985); B.C. Шеин и К.А Клещев (1984); Э.А. Халилов (1990); Б.Н.Голубов (1994); J. Shayegan & A.Badakhshan (1996); Fardin Jafarzadeh et al. (1998) и др. Исследование формирования нефтегазовых залежей и перспектив нефтегазоносности туркменского Каспия нашло отражение в работах Ю.Н. Година (1960); А.А. Ализаде (1967); Я.П. Маловицкого (1961, 1963); В.Ф. Соловьева (1969); Ш.Ф. Мехтиева (1969, 1988); В.А. Горина и З.А. Буниат-Заде (1971); Э.Н. Алиханова (1977, 1978); Ф.М. Багир-Заде (1988); Н.Р. Нариманова (1984, 1990) и др.
Различные физико-географические аспекты нашли отражение в трудах А.Г. Бабаева (1969, 1980); Г.Т. Лещинского (1971); Н.С. Орловского (1975, 1978,1987), А.Х. Дурдыева ( 1983) и др. Вопросы гидрологии и гидрохимии Юго-Восточного Каспия были рассмотрены в работах А.С Пахомовой и Б.М. Затучной (1966); А.Н.Косарева (1972, 1975, 1980) и др.
Большой вклад в познание донных отложений Южного Каспия внесли М.В. Клёнова (1954, 1962) Е.Г.Маев (1962,1963); Л.И. Лебедев (1965, 1978); В.Ф. Соловьёв (1963); В.И. Багиров (1968); Ю.Л. Семенов (1978); Ю.П. Хрусталев (1989) и др.
Изучение нефтеокисляющих микроорганизмов в южных морях СССР получило свое развитие в работах О.Г. Миронова (1971, 1972, 1975,1992); А.В.Цыбань (1976); И.М. Эфендиевой (1979); С.А. Патина (1979, 1997, 2001); Ю.А. Израэль и А.В.Цыбань (1989, 1995) и др.
В разные годы изучением экологии бентоса восточной части Каспийского моря занимались: М.П. Брискина ( 1950); Л.А. Зенкевич (1963) Миловидова Н.А. (1969, 1976,1987); А.Г. Касымов (1983, 1987); В.Б. Назаренко (1986); А.Г. Тарасов ( 2000) и др.
Результаты исследования ихтиофауны восточной части Среднего и Южного Каспия, как промысловых ресурсов, были изложены в работах Л.С. Берга (1934); А.А. Ловецкой (1946); Б.И. Приходько (1960, 1961); А.А. Поповой (1968, 1985); Г.В. Ткачева (1983); Е.Н. Казанчеева (1981); Б.Р. Бердыев (1986, 1992) В.Н. Беляева и Е.Н. Казанчеевева (1989); А.З. Джанмурзаева и К.Н. Аманниязова (1999); В. П. Иванова (2000) и др. В 1953-1956 гг. научно-исследовательской морской геофизической экспедицией (НИМГЭ) проводилось комплексное изучение морского продолжения Челекенской структуры и прилегающих участков восточного склона Каспия гравиметрическими и сейсмическими методами.
В последующие годы (1957 - 1967гг.) на морских площадях ТСК Морской геофизической экспедицией ВНИИГеофизика осуществлялись взрывные сейсморазведочньте работы, которые сопровождались массовой гибелью рыб. Так А.Н. Косарев и Е,А. Яблановская [132]. приводят данные, что в результате проведения взрывной сейсморазведки в августе 1964 г. в районе банок ЛАМ и Жданов на поверхность моря всплыло 3500 т мертвой рыбы.
Промышленная нефтегазоносность ЧЛЗП была установлена впервые в 1967 г., когда на структуре Жданова из скв. 3 при забое 3378 м из низов красноцветной толщи (КТ) произошел газоводонефтяной выброс с дебитом газа свыше 1 млн мЗ/сут. В 1965-1968 гг. на банке Жданова были пробурены первые глубокие разведочные скважины. Из скважин расположенных в сводовой части поднятия были получены открытые фонтаны газа и конденсата из низов КТ (3102 -3111 м). В 1968 г. скв. 4 при апробировании дала приток 450 тыс. м / сут газа и 300 м / сут конденсата. Всего из 25 пробуренных за этот период разведочных скважин в 8 были получены промышленные притоки нефти, газа и газоконденсата [5].
С 1968 г. взрывная сейсморазведка в южных морях СССР была запрещена и трестом «Азернефтегеофизикразведка» в ТСК начали проводиться интенсивные геофизические работы с использованием невзрывных источников колебаний.
Одновременно с переходом в акваториях Черного, Азовского и Каспийского морей на невзрывные сейсмические источники изучалось влияние вызываемых ими упругих волн на ихтиофауну [ 16, 23, 24 и др. ]
Донные отложения
Характерной особенностью донных отложений ТСК является их высокая карбонатность, что связано с длительным накоплением остатков жизнедеятельности морских организмов. Главным генетическим типом карбонатов в высококарбонатных отложениях туркменского Каспия является биогенный карбонат [14]. Своеобразные условия осадконакопления обусловлены такими факторами, как полное отсутствие речного стока на протяжении свыше 700 км, аридными климатическими условиями, обширной зоной шельфа (свыше 130 км) и др. Карбонатность донных отложений может достигать значений от 42 % в Среднем Каспии до 85 % в Южном Каспии [67]
В четвертичных отложениях Юго-Восточного Каспия содержание органического вещества (Сорг) коррелируется с гранулометрическим составом осадков и возрастает по мере увеличения доли глинистых фракций. В центральных районах Каспийского моря, на глубинах свыше 100 м, где происходит в основном накопление глинистых илов, концентрация С орг максимальна и составляет 4,5 % (Средний Каспий) и 3% (Южный Каспий). По направлению к берегу, с появлением более крупнозернистых осадков и повышением карбонатности, а также вниз по разрезу донных отложений содержание Сорг уменьшается. Так по периферии бассейна и в подошве вскрытого верхнего хвалынского горизонта его содержание составляет 0,3-0,5% [68].
Донные отложения ТСК по блокам разведки и добычи (Блок 1,2, 11-12) были разделены нами по основным литологическим типам (пески с ракушей, известковый ил, песчанистый ил и глинистый ил) в соответствии с [ 4, 68 ], карта которых представлена на рис. 12.
Донные отложения из песков с ракушей являются преобладающими на глубинах 5-25 м и охватывает восточную часть Блока 2 , включая точки отбора №5, 7-Ю и 12.
Известковые илы преобладают на глубинах 25-50 м и охватывают западную часть Блока 2 и бо лыную часть Блока 1, включая точки отбора № 1-4, 6 и 13-21.
Глинистые илы начинают преобладать с глубины 55 м и охватывают крайнюю западную часть Блока 1 (станции № 22-27) и юго-западную оконечность Блока 11.
Песчанистые илы преобладают на глубинах 0-5 м (станции №11) и 25-70 м к северу и северо-западу от Блока 1 (станции № 28-31), охватывая бо льшую часть Блоков 11 и 12.
Анализ гранулометрического состава донных отложений из песков с ракушей указывает на значительное присутствие среднего гравия (5,0-2,0 мм), что может составлять от 5,6% на точке № 8 до 19,5% на точке №12 (рис. 13). В тоже время наименьшая доля в гравийных фракциях приходиться на крупные гранулы ( 10 мм), которая встречается в диапазоне от 2,7% ( станция № 5) до 5,8% (станция №9).
Из песчаных фракций (рис.14) преобладает крупнозернистая (1,0-0,5 мм), которая встречается в диапазоне от 20,8% (ст. № 5) до 52,8% (ст. № 8). Второй по частоте встречаемости является среднезернистая песчаная фракция (0,5-0,25 мм), составляющая от 18 % (ст.№8) до 26,5 % (ст. № 10).
Доля алевритовых фракций в донных отложениях песков не значительна и представлена в основном фракцией ОД-0,05 мм (рис.15), которая составляет от 0,7% ( ст. № 12) до 3,9% (ст. № 8).
Глинистые фракции по точкам отбора данного типа отложений не встречались (рис.16). Исключение представляет собой лишь точка отбора № 7, где основная гранулометрическая фракция была представлена илами (0,01 - 0,005 мм), что составило 79,1% общего гранулометрического состава пробы. Столь отличный гранулометрический состав от расположенных вокруг точек отбора может быть обусловлен неуправляемым газонефтяным фонтаном, который имел место в 1990 г. на платформе ЛАМ 12 (ст. № 7). Тогда, на дно моря были вынесены эпигенетические осадки, представленные преимущественно мелкодисперсными фракциями.
Таким образом, рассматриваемые донные отложения (точки отбора № 5,7-10 и 12) можно охарактеризовать в целом как крупно- и среднезернистые пески со значительными включениями среднего гравия (в среднем 12%) и меньшей долей крупного алеврита (в среднем 3,7%).
В ходе анализа результатов гранулометрического состава было установлено, что с глубиной происходит последовательное увеличение алевритовых и глинистых фракций и значительное сокращение крупнозернистых частиц.
Так в пробах, отобранных с илистых типов донных отложений (известковый ил, песчанистый ил и глинистый ил ) доля гравийных фракций составляет менее 0,5 % от общего гранулометрического состава пробы.
Наиболее часто определяемая фракция приходилась на мелкий гравий (2,0 - 1,0 мм), что составило от 0,1% (точки № 29,30) до 0,6% (точки № 22,23). Крупный гравий ( 10 мм) не встречался ни в одной из проб илистых грунтов.
Песчаная компонента гранулометрического состава в известковых илах составляет от 1,4 % (ст. № 16) до 5,2 % (ст. № 18,19), в глинистых илах от 4,4% (ст. № 25) до 20,4% (ст. № 27) и в песчанистых илах от 1,1 % (ст. №31) до 24,4% (ст. № 30). Из песчаных фракций во всех пробах илистых донных отложений преобладающей является мелкозернистая (0,25-0,1 мм), которая встречается от 0,7% (ст. № 6) до 3,4 % (ст. № 2) в известковых илах, от 3,0 % (ст. № 25) до 11 % (ст. № 27) в глинистых илах и от 0,5 % (ст. № 31) до 9,1% (ст. № 28) в песчанистых илах.
Доля алевритовой фракции составляла от 5,9% (ст. № 3) до 28,8% (ст.№ 19) в известковых илах, от 16,6 % (ст. № 25) до 33,6% (ст. № 27) в глинистых илах и от 18,7 % (ст. № 31) до 36,9 % (ст. № 30) в песчанистых илах. Следует отметить, что если для известковых и глинистых илов доля крупных алевритов (0,1-0,05 мм) составляла в среднем 10,7%, то в песчанистых илах она возрастала до 14,4%.
Установка буровых платформ и прокладка трубопроводов
Строительство морской инфраструктуры (установка буровых платформ и колонн, трубопроводов и т.д.), сопровождается шумом порядка 80-120 ДцБ, который не превышает порога чувствительности для человека или ихтиофауны [15,20].
Наибольший эффект при строительстве морской инфраструктуры связан с механическими воздействиями и выражается прежде всего во взмучиванием донных отложений в месте установки платформы или прокладки трубопровода.
В ходе нашего исследования гранулометрического состава донных отложений Туркменского Каспия (раздел 3.1) было установлено, что с глубиной (от 25 м и далее) происходит последовательное увеличение алевритовых и глинистых фракций при значительном сокращении крупнозернистых частиц. В районах разведки и добычи преобладающими отложениями являются илистые грунты. Глинистая фракция в илистых отложениях составляла от 45,4% (ст. № 27) до 85,3 % (ст. № 13), что подтверждается предыдущими исследованиями [Багиров,1968, 1972; Куприн,2003].
Следовательно, с увеличением доли мелкозернистых фракций с глубиной моря уменьшается скорость осаждения частиц ( 0,5 см/сек), что ведет к возрастанию мутности водной среды обитания. Этот процесс может привести к нарушению кислородного режима, временному угнетению одних {Mollusca) и возрастанию численности других особей (Amphipoda).
Таким образом, в результате наращивания темпов освоения нефтегазовых залежей Туркменского Каспия строительство объектов морской инфраструктуры окажет определенное механическое воздействие на морскую среду в месте их расположения, но оно будет локальным, кратковременным и не носит кумулятивного характера.
Наиболее мощное техногенное воздействие на компоненты морской экосреды связано с буровыми операциями, которые охватывают все четыре ключевые группы потенциальных воздействий (физические, механические, химические и социально-экономические). Этап буровых операций включает в себя бурение, испытание, закачивание, ввод в эксплуатацию, консервацию или ликвидацию скважин. Буровые операции, как и строительство морской инфраструктуры, сопровождается шумом порядка 80-120 ДцБ.
Современные буровые операции, проводимые на блоках разведки ( Блок 1) и добычи ( Блок 2) туркменского Каспия, ведутся с соблюдением «нулевого сброса» в морскую среду. Конструкции СПБУ «Хазар» ( NIOC, Иран) на Блоке 1 и «Астра» (Лукойл, Россия) на Блоке 2 оборудованы современной системой сбора, обработки и хранения жидких и твердых отходов бурения [148,151]. Вследствие чего, загрязненный буровой шлам, отработанные буровые растворы и цемент, производственные сточные воды (буровые, нефтесодержащие, палубные, ливневые), в море не сбрасываются, а транспортируются по трубопроводу или обслуживающим судном для утилизации на берегу.
Опыт нефтепромысловой практики в Каспийском море (Российский, Азербайджанский и Туркменский сектора) свидетельствует, что технология « нулевой сброс» оказывает наименьший негативный эффект на морскую среду [ 80-82,85-87]. Однако сам по себе «нулевой сброс» является недостижимой целью, поскольку часть отходов продолжают поступать в окружающую среду (факельный выброс от сжигания попутного газа, буровой шлам из верхнего интервала бурения скважины, хозфекальные стоки и твердые пищевые отходы от жизнедеятельности на буровой).
В настоящее время основным источником загрязнения воздушной среды в процессе бурения и эксплуатации морских месторождений ТСК является сжигание попутного газа на факельной горелке.
Хотя с помощью природоохранных мероприятий в 2004 г. общий газообразный выброс и удалось снизить в 3,3 раза, такие неблагоприятные метеоусловия (раздел 1.1.2) как малое количество осадков, облачности и туманов могут приводить к застою загрязняющих веществ в воздухе и к атмосферным выпадениям на водной глади. Следовательно, факельные выбросы в атмосферу представляют высокую экологическую опасность, что требует принятия эффективных мер по утилизации попутного газа для народнохозяйственных нужд.
