Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важнейших проектов ОАО "Газпром", реализуемых в настоящее время, является проект "Реконструкция и техническое перевооружение объектов Ямбургского ГКМ". Проект имеет высокую стратегическую и экономическую значимость, позволяя обеспечить планируемое потребление газа внутри страны и выполнение экспортных обязательств России на длительную перспективу. Ямбургское месторождение введено в разработку в 1986 году. С начала разработки добыто 2623,92 млрд.м3 газа, а средний дебит составляет 433 тыс. м3/сут. Промышленные объекты Ямбургского ГКМ образуют уникальную геотехническую систему (ГТС), оказывающую, с одной стороны, значительное воздействие на природную среду, активизируя многие негативные процессы и явления, а, с другой стороны, подвергаясь негативным воздействиям природной среды, и, в первую очередь, геодинамических или связанных с ними процессов.
Одной из важнейших особенностей строительства и эксплуатации рассматриваемой геотехнической системы является то, что территория Ямбургского ГКМ расположена в условиях Крайнего Севера, который характеризуется крайне сложными инженерно-геологическими условиями, включая: многолетнемерзлые грунты, являющиеся основой таких криогенных процессов как солифлюкция, криогенное сезонное и многолетнее пучение, криогенное растрескивание, наледеобразование, термокарст, курумообразование, термоэрозия и термоабразия, а также оползнеобразование, засоленность, дефляция, овражная и речная эрозия, просадки, расчлененность и заболоченность территории.
Как показывает практика эксплуатации объектов Ямбургского газоконденсатного месторождения и других объектов в условиях Крайнего Севера, строительство, эксплуатация и в особенности, аварии и отказы оборудования влекут за собой значительные экологические нарушения.
Однако проблемы экологического риска и экологической безопасности строительства, эксплуатации и, в частности, вопросы, связанные с поддержкой принятия решений по минимизации экологической нагрузки промышленных объектов газоконденсатного. месторождения в условиях Крайнего Севера исследованы недостаточно. Из этого следует актуальность поставленной задачи.
Целью диссертационной работы является повышения экологической безопасности и минимизации экологического риска эксплуатации и реконструкции
объектов Ямбургского ГКМ с помощью методов и моделей принятия решений в системе производственного экологического мониторинга дать количественные оценки экологического риска в условиях неопределенности и неполноты информации.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
исследование современного состояния и прогноз изменений окружающей среды в зоне влияния ГТС территории лицензионного участка Ямбургского газоконденсатного месторождения;
анализ причин, частот возникновения аварий и объёмов выбросов на магистральных газопроводах, газопроводах-отводах и других объектах газовой промышленности;
разработка моделей и методов оценок экологических рисков эксплуатации объектов газовой промышленности, учитывающих как нормальный, так и аварийный режимы работы;
анализ коррозийных процессов конструкционных материалов, являющихся одним из основных факторов возникновения аварий, утечек и ведущих к загрязнению территории Ямбургского ГКМ нефтепродуктами;
разработка структуры подсистемы поддержки принятия решений системы ПЭМ с оценкой возможных экологических последствий в штатной и аварийных ситуациях.
Научная новизна полученных результатов
Предложена аналитическая модель оценки экологического риска эксплуатации промышленных объектов газовой промышленности, основанная на сценарном подходе развития аварий, описываемых системой дифференциальных уравнений для вероятностей состояний;
Предложена модель оценки экологического риска эксплуатации промышленных объектов газовой промышленности, основанная на экспертной оценке возможности и экологических последствий аварий, новизна которой заключается в системной формализации причинно-следственных взаимосвязей факторов аварийности предприятий на основе учёта статистической и экспертной информации;
Обоснованы методы борьбы с коррозией металла объектов газопровода на основе анализа влияния состава конструкционных и сварочных материалов на
скорость протекания коррозии в среде углеводородных горючих ; 4. Разработана система требований и архитектура производственного экологического мониторинга, включающая в свой состав экспертную подсистему поддержки принятия решений по минимизации экологического риска.
Практическое значение имеют:
полученные в работе оценки современного состояния и прогноз развития экологической ситуации территории Ямбургского газоконденсатного месторождения;
результаты исследований по влиянию состава и свойств конструкционных и сварочных материалов на скорость протекания коррозии в среде углеводородных горючих;
предложенная в работе функциональная схема экспертной системы результаты экспертно-статистического анализа аварийных ситуаций объектов газовой промышленной.
Обоснованность и достоверность полученных результатов.
Методы исследований базируются на концепциях системного подхода к анализу экологической промышленной безопасности объектов газовой промышленной, в основе которого лежит идея динамического преобразования вероятностей состояний объекта в соответствии с некоторым сценарием развития аварии. При создании когнитивных моделей возникновения и развития типовых аварий на уровне технологического объекта газопереработки использованы методы математической статистики и методы экспертных систем.
Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы: корректным использованием математического аппарата при обосновании и построении системно- динамических моделей развития аварий и оценке экологического риска эксплуатации основных объектов газоперерабатывающего предприятия; сопоставимостью результатов расчетов экологических рисков и последствий аварий на магистральных газопроводах с данными, полученными другими авторами.
Апробация работы. Материалы, включенные в диссертацию, доложены на нескольких совещаниях и конференциях.
1. Первой Всесоюзной конференции "Экология нефтегазового комплекса". Москва, 1988 г.
Международном симпозиуме "Геокриологические исследования в Арктических райнах". Тюмень 1989 г
Международном симпозиуме "International Arctic Technology Conference". Alaska, 1991.
Научно-техническом совете Инженерно-технического центра экологической безопасности газовой промышленности "Оргэкогаз": "Опыт разработки, внедрение и эксплуатация системы производственной экологической безопасности объектов газовой промышленности", г.Москва, декабрь 2000 г.
Научно-техническом семинаре НПФ "ДИЭМ": "Методы и критерии оценки экологического риска в проекте производственного экологического мониторинга", г.Москва, сентябрь 2005 г.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах, в т.ч. в 1 статье в ведущем рецензируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 128 страницах, включая библиографию из 89 источников, 23 рисунка и 24 таблицы.
