Введение к работе
Актуальность проблемы. Уровень мировой добычи нефти сохраняется за счёт увеличения доли высоковязкой нефти, что подтверждает важность этого вида ресурса в энергетике в будущем. Запасы углеводородного сырья в залежах высоковязких нефтей и природных битумов значительно превышают разведанные запасы обычных нефтей. Они относятся к категории наиболее трудноизвлекаемых. Современные методы добычи нефти (первичные, вторичные), хотя существенно и повысили степень нефтеотдачи, позволяют извлечь из недр лишь меньше половины содержащейся в них нефти. Особенно затруднена разработка месторождений высоковязких нефтей и природных битумов, геологические запасы которых оцениваются более чем в 300 млрд. м3. Несмотря на то, что их добыча в экономическом отношении не может конкурировать с добычей лёгких нефтей, освоение и промышленное внедрение эффективных способов добычи таких углеводородов является важнейшей задачей ввиду ограниченности запасов обычных нефтей и постоянно растущих цен на мировом рынке. Одним из самых эффективных методов, обеспечивающих максимальное использование запасов углеводородного сырья, является подземная разработка залежей высоковязких нефтей и природных битумов. Основными преимуществами данного метода являются: высокое извлечение за счёт увеличения охвата пласта процессом теплового воздействия и высокий темп отбора углеводородного сырья. Шахтная разработка может быть применена на 153 месторождениях России, содержащих 312 залежей с балансовыми запасами 5.7 млрд. т высоковязкой нефти. Кроме того, пригодными для применения шахтного метода могут быть залежи, разработка которых другими методами неэффективна.
Как показывает многолетняя практика эксплуатации нефтяных шахт, процессы бурения, добычи и транспортирования нефти являются трудоёмкими, а условия труда персонала, занятого в этих процессах, остаются неблагоприятными, что ограничивает широкое применение данного метода. При расширении промышленного внедрения термошахтной добычи высоковязких нефтей неизбежно возникает серьёзная проблема создания оптимальных условий труда для обслуживающего персонала. Решение этой проблемы может
осуществляться в нескольких направлениях, одним из которых является нормализация шахтной атмосферы. Как правило, при этом рассматриваются обособленно вопросы силикозобезопасности проводимых работ и приёмы снижения концентраций вредных веществ. Однакб условия труда при термошахтной технологии разработки нефтяных месторождений имеют свои особенности, в частности пылевые комплексы создаются за счёт горных пород, насыщенных углеводородами, что ставит необходимость решения проблемы оптимальных условий труда с учётом совместного действия пылевых частиц и углеводородов.
Целью диссертационной работы является исследование источников поступления пыли и углеводородов в воздух рабочих зон нефтяных шахт с целью прогнозирования возможных условий труда при применении термошахтного способа разработки месторождений высоковязкой нефти.
Основные задачи исследований:
-
Выявление источников поступления пыли при выполнении основных видов работ в нефтяных шахтах;
-
Исследование уровня запылённости, создаваемого разрушением горных пород, и оценка степени силикозоопасности в процессе проведения различных видов шахтных работ;
-
Выявление источников поступления углеводородов в воздух шахт и оценка вклада каждого из них в загрязнение шахтной атмосферы;
-
Исследование углеводородно-пылевых комплексов как одного из источников поступления углеводородов;
-
Разработка алгоритма прогнозирования поступлений углеводородов в воздух нефтяных шахт.
Научная новизна:
-
Установлено существование прочных комплексов углеводородов с частицами витающей пыли;
-
Исследован индивидуальный состав углеводородов, сорбированных пылевыми частицами различных горных пород;
-
Исследована зависимость концентраций сорбированных углеводородов от размера пылевых частиц и предложены формулы для оценки поступления углеводородов в шахтную атмосферу.
Практическая значимость:
-
Осуществлена оценка пылегазового режима, что обеспечивает возможность прогнозирования ситуации, возникающей при разработке нефтяных месторождений термошахтным способом;
-
Разработана инструкция по контролю пылевого режима;
-
Исследования, проведённые в работе, использованы при выполнении в соответствии с единым заказом министерства образования РФ научно-исследовательских работ по теме: 01.200.205729 «Исследование и определение закономерностей влияния техногенных факторов на состояние рабочих зон и окружающую среду при разработке природных ресурсов в условиях Европейского Севера».
-
Результаты работы использованы в учебном процессе при проведении занятий по дисциплинам: «Безопасность жизнедеятельности», «Производственная санитария и гигиена труда».
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные её положения' были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на заседании научно-методического совета кафедры Промышленной безопасности и охраны окружающей среды РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, а также на Четвёртой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», М„ 2001 г., Всероссийской конференции «Большая нефть: Реалии, проблемы, перспективы», Ухта, 2003 г., Пятой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», М., 2003 г., научно-практической конференции преподавателей и сотрудников «Семидесятилетию начала развития нефтяной и газовой промышленности севера Европейской части России посвящается...», Ухта, 2004 г.
Публикации. По результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано 7 печатных работ, 1 находится в печати.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы из 105 наименований и 1 приложения. Работа содержит 114 страниц (без приложения), 28 таблиц, 19 рисунков.
