Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Ландшафтно-экологические условия района исследования 10
1.1. Географическое положение и природное районирование 10
1.2. Геологическое строение и рельеф 12
1.2.1. Геология 12
1.2.2. Тектоника и анализ распределения залежей углеводородного сырья 15
1.2.3. Геоморфология и основные формы рельефа 18
1.3. Климатические условия 19
1.4. Гидрологические условия 22
1.5. Почвенный и растительный покров 27
1.6. Типы местности 30
1.7. Потенциальная экологическая устойчивость ландшафтов Оренбургского Приуралья 32
1.7.1. Подходы к определению устойчивости 32
1.7.2. Ранжирование исследуемой территории по степени потенциальной экологической устойчивости 36
Глава 2. Материалы и методы исследований 38
Глава 3. Характеристика нефтегазодобывающего комплекса 43
3.1. История развития нефтегазодобычи в мире и России 43
3.2. История развития нефтегазодобычи в Оренбургской области 47
3.3. Характеристика объектов добычи и транспортировки 56 углеводородного сырья
Глава 4. Воздействие объектов нефтегазопромыслов на природную среду 70
4.1. Основные типы и источники воздействия 70
4.2. Влияние на компоненты природной среды 73
4.2.1. Влияние на подземные и поверхностные воды 73
4.2.2. Влияние на почвенный и растительный покров 79
4.2.3. Влияние на атмосферу 99
Глава 5. Оценка геоэкологического состояния районов Оренбургского Приуралья 102
5.1. Классификация районов по степени техногенного преобразования 102
5.2. Геоэкологическое районирование Оренбургского Приуралья в связи с развитием нефтегазодобычи 116
Глава 6. STRONG Проблемы охраны и оптимизации ландшафтов, находящихся под влиянием
нефтегазодобычи STRONG 122
6.1. Охрана ландшафтов на территориях нефтегазопромыслов России и Оренбургского Приуралья 122
6.2. Проблема взаимодействия объектов нефтепромыслов с уникальными природными объектами (на примере Бузулукского бора) 127
6.3. Основные направления оптимизации ландшафтов Оренбургского Приуралья 130
Заключение 134
Список литературы 136
Фотоприложение 159
- Тектоника и анализ распределения залежей углеводородного сырья
- История развития нефтегазодобычи в мире и России
- Основные типы и источники воздействия
- Классификация районов по степени техногенного преобразования
Введение к работе
Актуальность темы. Оренбургская область является одним из ведущих нефтегазодобывающих регионов европейской части России и занимает одно из первых мест по своему ресурсному нефтегазовому потенциалу. На начало 2004 года по области выявлено 203 месторождения углеводородного сырья, из них 157 находятся в разведке и разработке, 41 - в консервации и госрезерве, 5 месторождений не поставлены на учет в связи с малыми запасами (см. рисунок 1) [3]. Большая часть месторождений и дальнейшие перспективы развития нефтегазодобывающей отрасли в Оренбургской области связаны с ее западной частью, в географическом отношении это территория Оренбургского Приуралья [100].
Нефтегазодобывающая отрасль в Оренбуржье имеет преобладающее значение в экономике области. В то же время объекты нефтегазодобычи оказывают разнообразное все возрастающее воздействие на природные комплексы и являются одной из основных Причин нарушения экологического равновесия в регионах. На территориях нефтегазопромыслов естественные ландшафты преобразованы в природно-техногенные комплексы, где обнаруживаются глубокие, часто необратимые изменения. Причинами этих изменений становятся загрязнения природной среды в результате разливов нефти и межпластовых вод, выбросов сероводородсодержащих газов в атмосферу, воздействия нефтегазового производства на геологическую среду при бурении скважин, проведения сопутствующих земляных, строительно-монтажных, укладочных работ, движение транспортной и строительной техники [95, 97,153].
Постоянным фактором ухудшения состояния природных комплексов с развитой сетью добычи углеводородов являются многочисленные аварии на трубопроводном транспорте всех рангов.
Нефтегазотранспортная система Оренбургской области начала создаваться в 40-е годы 20-ого века. Большая часть трубопроводной системы, как магистральной, так и промысловой, нуждается в реконструкции в связи с
5 высокой степенью изношенности и несоответствия существующим экологическим и технологическим требованиям, и, как следствие, высоким процентом аварийных порывов.
Недостаточная изученность и неполное представление о происходящих в ландшафтах изменениях может послужить причиной экологического кризиса, а в некоторых случаях - экологических катастроф. Поэтому необходимо определение закономерности и степени изменения ландшафтных комплексов с целью выявления тенденций их дальнейшего преобразования в процессе данного вида природопользования. Это может способствовать разработке рекомендаций по предотвращению дальнейших негативных последствий и обеспечению экологической безопасности региона.
Цели и задачи исследования. Целью работы является геоэкологическая оценка воздействия нефтегазопромысловых объектов на природную среду Оренбургского Приуралья.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- проведен анализ современного состояния, структуры размещения и
тенденций дальнейшего развития нефтегазодобывающего комплекса
региона;
- выявлены основные факторы и геоэкологические последствия
техногенных изменений и нарушений ландшафтов на территории
нефтегазопромыслов;
- проведена дифференциация территории Оренбургского Приуралья по
уровням техногенной трансформации ландшафтов, основанная на системе
выявлений и обобщений основных показателей, характеризующих степень
техногенной нагрузки;
' - разработана схема геоэкологического районирования исследуемой территории на основе проведенной дифференциации с учетом потенциальной экологической устойчивости природных комплексов к техногенному воздействию;
на основе современной национальной и региональной природоохранной политики и практики нефтегазодобывающих предприятий разработаны базовые направления оптимизации природопользования и природоохранной деятельности.
Объектом исследования являются природные комплексы Оренбургского Приуралья, находящиеся под воздействием объектов нефтегазодобычи.
Предметом исследования является современная геоэкологическая ситуация в районах нефтегазодобычи, степень техногенной трансформации . ландшафтных комплексов и их динамика в связи с развитием указанной отрасли.
На защиту выносятся следующие основные положения:
длительная и широкомасштабная разработка нефтегазовых месторождений привела к разнообразным нарушениям компонентов ландшафтов Оренбургского Приуралья и обусловила формирование природно-техногенных комплексов, изменивших природно-ландшафтную структуру территории;
балльная оценка диагностических показателей техногенного воздействия на районы и созданная на ее основе оценочная шкала уровней техногенной трансформации ландшафтов позволяет выделить 6 групп районов Оренбургского Приуралья, различающихся по уровням техногенной трансформации природных комплексов;
категории геоэкологической напряженности являются интегральным показателем нарушенное баланса средообразующих компонентов в районах нефтегазодобычи и зависят не только от масштабов и глубины воздействия нефтегазопромыслов, но и от экологической устойчивости ландшафтов на уровне региональных и типологических единиц. Разработана схема районирования территории Оренбургского Приуралья по категориям геоэкологической напряженности.
7
важнейшим индикатором глубины воздействия нефтегазодобычи
на ландшафты региона является современное экологическое состояние
ключевых природных территорий (объектов природного наследия). Развитие
и сохранение сети ООПТ и формирование ландшафтно-экологического
каркаса, с обязательным внедрением мониторинга, является инструментом
противодействия дальнейшему негативному воздействию
нефтегазопромыслов на природную среду. Научная новизна
- в работе впервые дан анализ сложившейся геоэкологической ситуации
на территории Оренбургского Приуралья в связи с интенсивной разведкой и
разработкой месторождений углеводородного сырья;
- впервые для территории Оренбургского Приуралья использован
системный ландшафтно-экологический подход- к исследованию
закономерностей изменения природных комплексов в районах
нефтегазодобычи;
-. установлено, что районы нефтегазодобычи являются основными очагами экологического бедствия и зонами сокращения продуктивности сельхозугодий;
- на основе существующих схем природных и агроклиматических
районов предложена схема потенциальной природной устойчивости
ландшафтов Оренбургского Приуралья;
проведена дифференциация изучаемой территории по уровням техногенной трансформации ландшафтов и введены категории геоэкологической напряженности, отражающие геоэкологическое состояние выделенных районов.
Практическое значение работы определяется выявлением значительной негативной роли нефтегазодобычи как источника специфического влияния на компоненты ландшафтов Оренбургского Приуралья. В результате проведенных исследований получена информация о состоянии природных комплексов и основных закономерностях их
8 изменений на территориях нефтепромыслов. Предложены подходы, перспективные для определения уровня техногенной трансформации ландшафтов, находящихся под влиянием нефтегазодобычи, в различных регионах. Выявленные особенности состояния природных комплексов позволят обеспечить дифференцированный подход к разработке мероприятий по их оптимизации и сохранению в процессе дальнейшего природопользования.
Использование результатов исследования подтверждается актами о
внедрении Комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов
Оренбургской области при планировании и организации мероприятий по
природоохранной деятельности. Созданная информационная база
использовалась также для научных проработок ОАО
«ОренбургНИПИнефти».
Личный вклад соискателя состоит: в непосредственном участии автора в полевых ландшафтно-геоэкологических исследованиях; анализе и систематизации литературных и фондовых данных; разработке оценочной шкалы техногенной трансформации природных комплексов; обосновании схемы потенциальной природной устойчивости ландшафтов исследуемой территории.
Апробация работы и публикации.
Основные положения диссертационной работы докладывались автором на научно практических конференциях, симпозиумах и школах-семинарах различного уровня: региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2003, 2004, 2005); молодежной международной конференции «Экология- 2003» (Архангельск, 2003); Третьей Республиканской школе-конференции «Молодежь и пути России к устойчивому развитию» (Красноярск, 2003); Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» и третьей школе-конференции молодых ученых и студентов «Сохранение биоразнообразия и рациональное использование биологических ресурсов»
9 (Москва, 2004); Международной конференции «Природное наследие России: изучение, мониторинг, охрана» (Тольятти, 2004); Всероссийской научной конференции, посвященной 200-летию Казанского университета (Казань, 2004); Всероссийской конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды» (Уфа, 2004); Второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2004). По результатам работы автором был получен молодежный грант от УрО РАН. В 2005 году автор стала лауреатом конкурса научных работ молодых ученых и специалистов Оренбуржья за работу «Эколого-географическое районирование нефтегазоносной территории Оренбургской области».
По теме диссертации опубликовано 15 работ. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и 1 фотоприложения. Общий объем диссертации -170 страниц, включая 12 рисунков и 12 таблиц. Список литературы содержит 182 источника.
Тектоника и анализ распределения залежей углеводородного сырья
Благоприятными геологическими структурами для накопления больших масс нефти и газа являются купола и антиклинали.
Углеводороды имеют меньший удельный вес по сравнению с водой и горными породами, поэтому выжимаются из материнских пород, в которых образовались, и движутся вверх по трещинам и слоям пористых пород, например песчаников, конгломератов, известняков. Встречая на своем пути горизонты плотных непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, эти полезные ископаемые накапливаются под ними, заполняя все поры, трещины, пустоты.
Промышленные месторождения нефти и газа, выявленные на территории области, как правило, приурочены к валам и изометрическим или линейно-вытянутым структурным зонам (Татарский свод , Муханово-Ероховский прогиб, Соль-Илецкое сводовое поднятие, Прибортовая зона Прикаспийской синеклизы, Восточно-Оренбургское валообразное поднятие, Предуральский краевой прогиб). Максимальные запасы нефти приурочены к Муханово-Ероховскому прогибу, а газа - к Соль-Илецкому сводовому поднятию (см. рисунок 2) [41, 42].
Согласно нефтегеологическому районированию, западная часть Оренбуржья относится к Волго-Уральской и Прикаспийской нефтегазоносным провинциям. На территории области Волго-Уральская провинция включает Татарскую, Средневолжскую, Уфимско-Оренбургскую и Южно-Предуральскую нефтегазоносные области (НТО).
Татарская НТО приурочена к южным склонам Татарского свода. Средневолжская НТО подразделяется на Муханово-Ероховский и Южно-Бузулукский нефтегазоносные районы, им соответствует северная часть Бузулукской впадины (центральная часть Муханово-Ероховского прогиба) и ее южное логружение. Уфимско-Оренбургская НТО подразделяется на Восточно-Оренбургский и Соль-Илецкий нефтегазоносные районы, Южно-Предуральская нефтегазоносная область включает в себя Сакмаро-Илецкий нефтегазоносный район. Прикаспийская нефтегазоносная провинция на территории области в тектоническом отношении представлена бортовым уступом Прикаспийской синеклизы и ее внутренней прибортовой зоной Разведанные запасы южной части Татарского свода связаны в основном с франско-турнейским карбонатным комплексом, остальные содержатся в продуктивных пластах терригенных отложений девона. В зоне северного внешнего борта Муханово-Ероховского прогиба основные запасы нефти приурочены к девонскому терригеному комплексу. Часть ресурсов связана с нижнекаменноугольными отложениями. Перспективные запасы нефти внутреннего северного борта Муханово-Ероховского прогиба связаны с девонским терригенным комплексом, вереиским терригенным подкомплексом и визейским терригенным комплексом. В осевой зоне Муханово-Ероховского прогиба основные залежи нефти связаны с девонскими терригенными образованиями. К этой зоне приурочены Могутовское, Гремячевское, Твердиловское, Воронцовское и Новоказанское месторождения нефти. Запасы южной внешней бортовой зоны Муханово-Ероховского прогиба сосредоточены в франско-турнейском карбонатном и визейском терригенном комплексах. В ее пределах выявлены Бобровская, Долговско-Шулаевская, Покровско-Сорочинская, Малаховская, Солоновская и Тихоновская площади. Ведутся геологоразведочные работы в перспективных районах прибортовой зоны Прикаспийской синеклизы, Восточно-Оренбургского валообразного поднятия, Предуральского краевого, прогиба. В этих районах относительно хорошо изучен северный борт Соль-Илецкого сводового поднятия. Перспективные запасы газа на Оренбургском месторождении - в основной верхнекаменноугольно-нижнепермской толще. В прибортовой зоне Прикаспийской синеклизы крупные залежи нефти связаны с продуктивными пластами девона и карбона, газа - с отложениями нижней перми и карбона. В пределах Восточно-Оренбургского валообразного поднятия выявлены наиболее крупные запасы по сравнению с ресурсами других геоструктурных элементов Оренбургской области. В основном они связаны с девонским терригенным, франско-турнейским карбонатным и визейским терригенным комплексами [133,134,162]. Степень- изученности перспективных залежей, области высокая, но неравномерная. Особенно это касается южных районов, с которыми связываются основные перспективы нефтегазоносное. Например, в прибортовой части Прикаспийской впадины плотность глубокого бурения более чем в 3 раза меньше среднестатистической, по области. Потенциальным регионом, в котором следует прогнозировать открытие крупных месторождений на более далёкую перспективу, является Предуральский краевой прогиб. Этот район обладает крупными неразведанными ресурсами свободного газа и нефти, степень освоенности которых составляет соответственно всего 11 и 2 %. Район отличается очень выгодным географо-экономическим положением в. связи с близостью к Оренбургскому газовому комплексу. Наиболее реальны перспективы выявления новых месторождений в ближайшее время на территории деятельности ОАО «Оренбургнефть» в южной части Бузулукской впадины и западной части Восточно-Оренбургского поднятия. Имеется единодушное мнение о высоких перспективах девона в южной части области в пределах Рубежинского некомпенсированного прогиба. В этом регионе мы можем рассчитывать на открытие крупных и средних месторождений, связанных с блоками-ступенями по аналогии с Зайкинской и Росташинской группами месторождений [3,131].
История развития нефтегазодобычи в мире и России
До середины XIX века нефть добывалась в небольших количествах (2 - 5 тыс. т в год) из неглубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Затем промышленная революция предопределила широкий спрос на горюче-смазочные вещества. Спрос на нефть начал возрастать.
С внедрением в конце 60-х годов XIX века бурения нефтяных скважин мировая добыча нефти увеличилась в десять раз, с 2 до 20 млн. т к концу века.. В 1900 г. нефть добывалась в 10 странах: России, США, Голландской Ост-Индии, Румынии, Австро-Венгрии, Индии, Японии, Канаде, Германии, Перу. Почти половина общей мировой добычи нефти приходилась на Россию (9 927 тыс. т) и США (8 334 тыс. т).
На протяжении XX века потребление нефти в мире продолжало возрастать быстрыми темпами. Накануне первой мировой войны, в 1913 г., главными нефтедобывающими странами являлись: США, Россия, Мексика, Румыния, Голландская Ост-Индия, Бирма и Индия, Польша [2,131].
В 1938 г. в мире было добыто уже 280 млн. т нефти. После второй мировой войны география добычи существенно расширилась. В 1945 г. уже 45-ю странами было добыто свыше 350 млн. т нефти. В 1950 г. мировая добыча нефти (549 млн. т) почти вдвое превысила довоенный уровень и в последующие годы удваивалась каждые 10 лет: 1 105 млн. т в 1960 г., 2 337,6 млн. т в 1970 г. В 1973 - 1974 гг. в результате многолетней борьбы 13-ти развивающихся нефтедобывающих стран, объединившихся в Организацию стран-экспортеров нефти (ОПЕК), и их победы над Международным нефтяным картелем произошло почти четырехкратное увеличение мировых цен на нефть. Это вызвало глубокий энергетический кризис, из которого мир вышел в конце 70-х - начале 80-х гг. Установившиеся чрезмерно высокие цены на нефть вынудили развитые государства активно внедрять нефтесберегающие технологии. Максимум мировой добычи нефти - 3 109 млн. т (3 280 млн. т с конденсатом) пришелся на 1979 г. Но к 1983 г. добыча снизилась до 2 637 млн. т, а затем начала вновь возрастать. В 1994 г. в мире было добыто 3 066 млн. т нефти. Накопленная с начала разработки нефтяных месторождений суммарная мировая добыча нефти составила к 1995 г. около 98,5 млрд. т. Природный газ впервые был применен в 1821 г. в США для освещения. Спустя столетие, в 20-е годы XX века, США значительно обгоняли другие страны в использовании газа. Суммарная мировая добыча природного газа за каждые 20 лет возрастала в 3-4 и более раз: 1901-1920 гг. - 0,3 трлн. м3; 1921-1940 гг. - 1,0 трлн. м3; 1941-1960ТГ. - 4,8 трлн. м3; 1960-1980 гг. - 21,0 трлн. м3. В 1986 г. в мире было добыто 1 704 млрд. м природного газа. В 1993 г. общая добыча природного газа в мире составила 2663,4 млрд. м [2,131]. Добыча нефти и газа в СССР и России В дореволюционной России наибольшая добыча нефти пришлась на 1901 г. - 11,9 млн. т. Это составило более половины всей мировой добычи нефти. В канун первой мировой войны (1913 г.) в России было добыто 10,3 млн. т нефти, а в конце войны (1917 г.) - 8,8 млн т. Почти полностью разрушенная в.годы мировой и гражданской войны нефтяная промышленность стала возрождаться с 1920 г. До второй мировой войны основные нефтяные районы СССР располагались в Азербайджане и Предкавказье. В 1940 г. добыча нефти в СССР достигла 31,1 млн. т (из них 22,2 млн. т.. в Азербайджане; 7,0 млн. т. в РСФСР). Но в годы войны добыча значительно уменьшилась и составила в 1945 т. 19,4 млн. т (11,5 млн. т в Азербайджане; 5,7 млн. т в РСФСР). Долю нефти в промышленности в это время занял уголь. В военные и послевоенные годы в разработку последовательно вовлекались новые нефтяные месторождения. В сентябре 1943 г. в Башкирии был получен мощный нефтяной фонтан из разведочной скважины у деревни Кинзебулатово. Это позволило резко поднять здесь добычу нефти в разгар Великой Отечественной войны. Спустя год был получена первая нефть из девонских отложений на Туймазинском месторождении. В 1946 г. было открыто первое нефтяное (Бавлинское) месторождение в Татарии. В этот же период здесь появилось знаменитое своими запасами Ромашкинское месторождение нефти. В 1950 г. добыча нефти в СССР (37,9 млн. т) превзошла довоенный уровень. Главным нефтедобывающим регионом страны стала обширная территория, расположенная между Волгой и Уралом, включающая богатые нефтяные месторождения Башкирии и Татарии и получившая название «Второе Баку».. К 1960 г. добыча нефти увеличилась почти в 4 раза по сравнению с 1950 г. Девонские отложения стали самым мощным нефтеносным комплексом в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. С 1964 г. началась промышленная эксплуатация западносибирских месторождений нефти. Это позволило увеличить добычу нефти в стране в 1970 г. по сравнению с 1960 г. более чем вдвое (353,0 млн. т) и наращивать годовые приросты добычи нефти до 25-30 млн. т. В 1974 г. СССР занял первое место в мире по добыче нефти. Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция, ставшая с середины 70-х годов главной базой по добыче нефти и газа, обеспечивала более половины всей добываемой в стране нефти. В первой половине 80-х годов в СССР добывалось 603 - 616 млн. т нефти (с конденсатом). Но в 1985 г. добыча резко упала до 595 млн. т, хотя согласно «Основным направлениям экономического и социального развития народного хозяйства СССР», в 1985 г. планировалось добыть 628 млн. т нефти. Максимум добычи нефти в стране - 624,3 млн. т - был достигнут в 1988 г. Затем начался спад - 305;6 млн. т в 1997 г., после чего добыча опять стала возрастать (см. рис. 5). В большинстве старых нефтедобывающих районов Северного Кавказа и в Урало-Поволжья снижение добычи нефти произошло задолго до 1988 г. Но оно компенсировалось ростом добычи в Тюменской области. Поэтому резкое падение добычи нефти в Тюменской области после 1988 г. (в среднем, по 7,17% в год) вызвало столь же значительное ее падение в целом по СССР (по 7,38% в год) и по России.
Основные типы и источники воздействия
Все технологические объекты нефтегазодобывающего комплекса являются мощными источниками негативного воздействия на различные компоненты природных систем [38, 49, 102, 109]. Оказываемое воздействие можно подразделить на несколько типов: химическое, механическое, радиационное, биологическое, тепловое, шумовое. Основными видами воздействия, наносящими наиболее значительный ущерб природной среде в процессе рассматриваемого вида природопользования, являются химическое и механическое воздействия [29,135,161,162].
К химическому воздействию можно отнести загрязнение нефтью и нефтепродуктами почв (является наиболее распространенным фактором воздействия), поверхностных и подземных вод; загрязнение компонентов ландшафта высокоминерализованными пластовыми водами, буровыми растворами, ингибиторами коррозии и другими химическими веществами; загрязнение атмосферы выбросами вредных веществ. Потенциальными источниками химического воздействия на природную среду являются все объекты нефтепромысловой и трубопроводной систем: буровые установки, скважины различного назначения, резервуарные парки и другие объекты в составе сооружений нефтепромыслов, внутрипромысловые и магистральные трубопроводы.
При бурении главным источником химического загрязнения являются буровые растворы, буферные жидкости, компоненты, закачиваемые в продуктивные толщи для повышения нефтеотдачи пластов, ингибиторы коррозии и солеотложений, сероводород [22, 23, 31]. На буровых площадках имеются амбары, предназначенные для хранения бурового шлама, пластовых вод и других жидких отходов (см. фотоприложение, фото 1). Повреждение стен амбаров и их переполнение приводит к утечке содержимого и загрязнению прилегающих территорий [76, 139]. Особую опасность представляет открытое аварийное фонтанирование из скважины, в результате которого в окружающую среду могут попасть десятки тонн нефти. Загрязнение природной среды нефтью и нефтепродуктами является одной из острейших экологических проблем России и ежегодно отмечается в числе приоритетных в Государственном докладе «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации» [57].
Загрязнение углеводородами возможно также в результате аварийных ситуаций и нарушения герметичности оборудования на сооружениях нефтепромыслов, при фильтраций из котлованов, шламонакопителей.
Не менее острые экологические проблемы возникают при транспортировке нефти и нефтепродуктов. Наиболее экономичен транспорт нефти по трубопроводам - себестоимость перекачки нефти в 2-3 раза ниже, чем стоимость перевозки по железной дороге. Средняя дальность перекачки нефти в нашей стране составляет, до 1500 км. Нефть транспортируется по трубопроводам диаметром 300-1200 мм, подверженным коррозии, отложениям смол и парафинов внутри труб. Поэтому по всей длине трубопроводов необходимы технический контроль, своевременный ремонт и реконструкция [5]. В исследуемом регионе 50% аварий на нефтепроводах и 66% аварий на газопроводах происходят по причине старения и износа оборудования [55]. Нефтегазотранспортная сеть Оренбуржья начала создаваться в 40-е годы 20-го века. Большая часть трубопроводной системы, как магистральной, так и промысловой, нуждается в реконструкции в связи с высокой степенью изношенности и несоответствия существующим экологическим требованиям, и, как следствие, высоким процентом аварийных порывов.
Природные причины возникновения аварий обусловлены воздействиями, которым подвергается нефтепровод со стороны окружающей среды. Линия трубопровода существует в определенной окружающей среде, роль которой выполняют вмещающие горные породы. Материал трубопровода испытывает со стороны среды химические воздействия (коррозия различных видов). Именно коррозия является основной причиной возникновения аварийных ситуаций на промысловых нефтепроводах. Авария возможна и при влиянии экзогенных геологических процессов, которое выражается в механическом воздействии на линию в массиве пород. Величина напряжений, возникающих при механическом воздействии грунтов на трубы, определяется крутизной склона и ориентировкой линии нефтепровода на склоне. Таким образом, число аварий на трубопроводах связано с геоморфологическими условиями территории. Наибольшее количество аварий отмечается при пересечении линии падения склона трубопроводом под углом 0-15, то есть проложенных параллельно линии падения склона [68, 86]. Эти трубопроводы относятся к высшему и первому классам опасности возникновения аварийных ситуаций. В Оренбургской области примерно 550 км основных нефтепродуктопроводов относится к IV классу опасности, более 2090 км - к III и около 290 - ко II классам опасности [55].
Отдельно следует отметить проблемы, связанные с «бесхозными» скважинами, пробуренными геологоразведочными предприятиями и не стоящими на балансе ни в одной из организаций, ведущих хозяйственную деятельность. Многие из этих скважин находятся под давлением и с другими признаками проявления нефти и газа. Работы по их ликвидации и консервации практически не ведутся из-за отсутствия финансирования. Наиболее опасными с экологической точки зрения являются скважины, расположенные в болотистой местности и вблизи водных объектов, а также расположенные в зонах движения пластичных глин и сезонного затопления.
В районах нефтепромыслов исследуемого региона насчитывается более 2900 скважин, из них действующих около 1950 [168]. Следовательно, значительное количество скважин находится в длительной консервации, что не предусматривается инструкцией о порядке ликвидации и консервации скважин. Соответственно, эти скважины являются потенциальными источниками аварийных нефте- и газопроявлений.
К механическому воздействию относится нарушение почвенного и растительного покрова или его полное уничтожение, изменение ландшафта (в результате земляных, строительно-монтажных, укладочных работ, движения транспортной и строительной техники, изъятия земель для строительства объектов нефтедобычи, вырубке лесов и т.д.), нарушение целостности недр при бурении (см. фотоприложение, фото 3) [48].
Классификация районов по степени техногенного преобразования
Для детального анализа современной геоэкологической ситуации, сложившейся в регионе под воздействием нефтегазодобычи, в первую очередь проведена дифференциация изучаемой территории по степени техногенной трансформации [92]. Дифференциация основана на анализе размещения месторождений углеводородов и выявлении системы основных диагностических показателей, определяющих степень техногенной трансформации ландшафтов. По результатам исследований разработана оценочная шкала уровней трансформации ландшафтов.
В роли единиц дифференциации выступают административные районы Оренбургского Приуралья.
В Оренбургской области территория с развитой сетью нефтегазодобычи охватывает 25 административных районов, включая Оренбургский район. На его территории, помимо нескольких газовых месторождений средней величины, находится самое крупное в Европе Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение (ОНГКМ), его площадь больше площади среднего месторождения углеводородов примерно в 48 раз (длина - 100 км, ширина - 18 км). Запасы и объемы добычи сырья данного месторождения можно назвать несоизмеримыми (более 849,56 млрд. м природного газа, более 39,5 млн. т конденсата, а также нефть, гелий и др. ценные компоненты в составе сырья). На 01.01 95 г. фонд только добывающих скважин на территории ОНГКМ составлял 142 единицы [41]. На территории Оренбургского района расположены крупнейшие в Европе центры по переработке газа и конденсата - Оренбургский газоперерабатывающий и Оренбургский гелиевый заводы, являющиеся главными источниками негативного- воздействия на все компоненты природной среды на территории района [121,165, 166,167].
Учитывая вышеизложенные особенности Оренбургского района, его природные комплексы объективно можно отнести к наиболее техногенно трансформированным, подверженным максимальной нагрузке со стороны объектов нефтегазодобычи. На этом основании дальнейшая балльная оценка трансформации природных комплексов Оренбургского района не проводилась.
Оценка состояния ландшафтов остальных районов производилась по анализу 12-ти диагностических показателей техногенной измененности (таблица 9), выбор каждого показателя обоснован.
Естественно, что механическая нарушенность ландшафтных комплексов района находится в прямой зависимости от общей плотности месторождений углеводородного сырья (действующих, законсервированных, выработанных и не поставленных на учет), от плотности пробуренных скважин различного назначения (геологоразведочных, параметрических, добывающих, нагнетательных и др.), от наличия на территории узловых сооружений нефтепромыслов любого назначения (дожимных насосных станций, установок подготовки нефти, установок предварительного сброса воды, пунктов налива и слива нефти и др.) (см. табл. 10). Однако данная зависимость осложнена размерностью месторождений, длительностью и технологиями их эксплуатации, а также другими факторами. Количество крупных аварий на месторождениях за 2000-2004 гг. Изучаемая территория находится под экологическим контролем Инспекции по охране окружающей среды Оренбургской области и ее подразделения (Бузулукской Специализированной инспекции государственного экологического контроля, и анализа). По данным инспекции [173] по районам проведен сравнительный анализ аварийности при добыче и транспортировке углеводородного сырья (разливы нефти при порыве магистральных и промысловых трубопроводов и откидных линий скважин, неуправляемые нефтепроявления, в т.ч. открытое фонтанирование нефти) (см. табл. 10). Учитывались только наиболее крупные аварии, вследствие которых произошло загрязнение нефтепродуктами (с последующим высоким превышением фонового значения нефтепродуктов в почве) большой площади земель или снежного покрова (не менее 1 га), и (или) произошло значительное загрязнение нефтепродуктами (с высоким превышением ПДК) водоема. Можно сделать вывод, что по общему числу аварий лидируют Грачёвский, Красногвардейский и Курманаевский районы. По нашим дальнейшим выводам, именно эти районы входят в зону кризисного экологического состояния, основной причиной которого является деятельность по добыче и транспортировке углеводородного сырья. Сроки разработки месторождений, техническое состояние объектов Фактор времени здесь играет двоякую роль: с одной стороны, за прошедшее с момента воздействия время под влиянием самовосстанавливающих функций ОС негативное воздействие может быть сглажено, а с другой стороны техническое состояние оборудования месторождений с течением времени ухудшается и может привести к новому загрязнению. Длительность разработки месторождения служит, как правило, показателем его системы оборудования и технического состояния объектов, а также выражает степень накопленной техногенной нагрузки на природные компоненты. Кроме того, при вступлении месторождений нефти в позднюю стадию разработки постоянно увеличиваются объемы добываемой минерализованной химически агрессивной воды. Средняя обводненность добываемой продукции может превышать 84 %, и соотношение вода / нефть постоянно увеличивается [28]. В Бугурусланском, Северном, Абдулинском, Асекеёвском, Матвеевском районах расположены наиболее старые месторождения, разработка которых началась до 1952 года, что усугубляет негативное . воздействие на ландшафты. По материалам ОАО «ОренбургНИПИнефти», техническое состояние объектов месторождений неудовлетворительное, большинство не реконструировались с года постройки; можно встретить негерметизированные системы сбора пластовой продукции (Байтуганское месторождение).