Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Совершенствование систем ликвидации разливов нефти (ЛРН) в замерзающих морях : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.18

Год: 2009

Номер работы: 310679

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Освоение углеводородных ресурсов континентального шельфа России становится ключевой тенденцией в поддержании уровня добычи нефти и газа, как для отдельных компаний, так и для страны в целом. Естественное перемещение добычи углеводородов на море характеризуется следующими цифрами: в 2008 году более пятидесяти стран вели добычу нефти и газа на морских месторождениях, а доля морской добычи составила 36,5% (1441 млн. тонн) по нефти и 31,5% (993 млрд. м ) по газу [71]. Поисково-разведочными работа

1.1.1. Потенциал нефтегазоносности и перспективы месторождений освоения Поисково-разведочными работами на нефть и газ на шельфе морей России установлено, что [7]: • недра почти всех акваторий страны (за исключением Белого моря) перспективны на нефть и газ; • основная часть достоверных прогнозируемых ресурсов углеводородов (категории Сз и

Д1) сосредоточена на шельфе с глубиной дна моря от 50 до 100 м в отложениях, залегающих на глубинах до 4-5 км, т.е. технически доступна для освоения;

В настоящее время отмечается быстрый рост объемов транспортировки углеводородов в замерзающих морях. В первую очередь это обусловлено резким подъемом цен на нефть и газ, начиная с 2003 г., что позволило выйти сделать прибыльными новые транспортные схемы на северо-западе и севере европейской части России. Во-вторых, начата добыча углеводородов на крупных сахалинских проектах. Основной вклад в увеличение объемов перевозок приходится на экспортный терминал компании «Транснефть» в порту Приморск

1.2. Физико-географическая характеристика замерзающих морей континентального шельфа России Рассматриваемая область включает нефтегазоносные шельфы и прибрежную зону арктических (Баренцева, Карского, Лаптевых, ВосточноСибирского, Чукотского), дальневосточных (Берингова, Охотского и Японского) и других замерзающих (Балтийского и Белого) морей Российской Федерации. При разработке нефтегазовых месторождений и транспортировке продукции скважин на акваториях замерзающих морей ледяной покров оказыва

Разливы нефти являются наиболее опасными аварийными ситуациями в морской нефтедобыче с точки зрения частоты возникновения, величины возможного экологического и экономического ущерба. В первую очередь это обусловлено крупными масштабами добычи и транспортировки, при которых в нефтехранилищах и танкерах может содержаться несколько сотен тысяч 17 тонн токсичных углеводородов, а общий годовой объем перевозок нефти и нефтепродуктов в мире приближается к 2 млрд. т. Несмотря на внушительное сокращен

18 марта 1967 года - Великобритания. У побережья британского полуострова Корнуолл сел на мель танкер Тоггеу Canyon. В море вылилось примерно 80 тыс. тонн сырой нефти. 20 марта 1970 года — Швеция. В бухте Тральхавет получил пробоину супертанкер Othello. В море вылилось 60,5 тыс. тонн нефти. 19 декабря 1972 года - Оман. В результате столкновения бразильского танкера Horta Barbosa и южнокрейского танкера Sea Star в море вылилось 116 тыс. тонн сырой нефти. 15 декабря 1976 года - США. На мель близ

1.3.2. Катастрофа танкера «Эксон Валдез» Хрестоматийным примером опасности морских перевозок нефти является катастрофа танкера «Эксон Валдез» в 1989 г. у берегов Аляски. Вечером 23 марта 1989 года танкер погрузил 1,3 млн. баррелей (206 000 тонн) сырой нефти на терминале Валдез и отправился в путь. Капитан получил разрешение от Береговой охраны США на отклонение от обычной трассы, чтобы обойти плавучие льды, увеличил скорость хода до 14 узлов, поставил судно на автопилот и спустился в свою каю

Для решения задач обеспечения аварийно-спасательных работ на морях Российской Федерации в министерствах и хозяйствующих организациях сосредоточен определенный состав плавучих и технических средств для борьбы с разливами нефти и нефтепродуктов. В составе бассейновых аварийно-спасательных управлений (БАСУ) Госморспасслужбы Минтранса России имеется 91 единица судов различных типов, в том числе: буксирно-спасательные - 6 единиц и специализированные суда ЛАРН - 13 единиц. В настоящее время суда ЛР

Если судить по информации в СМИ, может создаться впечатление, что общемировые проблемы при добыче и транспортировке нефти практически не затрагивают Россию. Тем значительнее выглядит перечень аварий, произошедших в российской Арктике за 2003-2004 гг. [49]. 1. Сентябрь 2003, Онежский залив, Белое море 24 июня 2003 г. компанией «Волготанкер» был введен в эксплуатацию перегрузочный терминал в Онежском заливе, и уже 1 сентября произошло столкновение двух танкеров с разливом нефти объемом около 50

: Важность и масштаб проблем, связанных с предупреждением и ликвидацией разливов нефти, не вызывают сомнения у специалистов [9, 14, 23, 25], государственных организаций [39, 42, 44], журналистов и общества. Но при всем постоянном внимании к вопросам ЛРН и декларировании приоритетности данного направления в России по-прежнему х эксплуатируется созданная в 80 годах материальная база. Действует Региональный план ликвидации аварийных разливов нефти в Западном секторе Арктики, утвержденный в 2003

Глава 2. Оценки объемов углеводородного загрязнения морской среды и их эколого-экономических последствий

2.1. Анализ статистических показателей безопасности проектов освоения и обустройства морских месторождений нефти и газа Освоение и обустройство морских месторождений нефти и газа связано с разнообразными природными и техногенными рисками и является одним из наиболее опасных и капиталоемким видом промышленной деятельности [14]. Детальная проработка вопросов безопасности и риска в нефтегазовых проектах обязательна как по содержательным (выбор технологических схем и процессов, компоновка верхни

Морские объекты обустройства месторождений являются чрезвычайно сложными технологическими сооружениями. На небольших по площади платформах сконцентрировано огромное количество производственного оборудования, трубопроводных систем, силовых кабелей, линий связи, аппаратуры управления, противопожарных устройств, имеются крупные запасы горючих и взрывчатых веществ. Это обуславливает широкое многообразие видов риска и возможных угроз, которые могут привести к авариям, экономическому ущербу и загря

• Значительная доля (около 50%) добытой в мире нефти перевозится танкерным флотом [27]. Все вопросы, связанные с транспортом продукции, являются составной частью проектов освоения морских месторождений, как с экономической, так и с других точек зрения (безопасность, включая управление рисками, экология). По данным ITOPF Past Spill Statistics за период с 1974 по 2002 год произошло разливов нефти объемом 5411 тыс. тонн [69]. Катастрофы с супертанкерами относятся к числу относительно редких соб

При анализе аварийных ситуаций при транспортировке необходимо отметить сложные и разветвленные системы подводных трубопроводов протяженностью в сотни и тысячи километров для перекачки нефти, газа, конденсата и их смесей. Современная технология проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводов в разных природных условиях быстро развивается, однако полной безопасности достичь невозможно. Данные по аварийности морских трубопроводов приведены в таблице

2.6. Таблица

2.6. Данны

2.3. Методики оценки риска возникновения разливов при авариях на платформах и трубопроводах Приведенные статистические данные подтверждают вывод о том, что морская добыча нефти и газа относится к сфере хозяйственной деятельности с высокой степенью промышленной и экологической опасности. Поэтому оценки риска воздействия на элементы природной среды, баланса региональных геотехнических систем, каким является морской нефтегазовый комплекс, а также последствий, обусловленных факторами конкретно вы

2.4. Методика оценки риска возникновения разливов при перевозках нефти Оценка риска возникновения разливов нефти является важным этапом разработки планов ЛРН, поскольку на ее основе определяются, исходя из возможных объемов разлива, требования к количеству и составу оборудования ЛРН и, в конечном итоге, затраты на создание системы ЛРН. Разливы нефти могут произойти на различных этапах освоения морских месторождений: буровых работах, строительстве, эксплуатации. Однако сейчас в России м

Для проведения оценки риска используются следующие исходные данные: 1. Существующие и планируемые объемы перевозок (таблица

1.1), информация о водоизмещении танкеров, используемых на различных маршрутах [13]. 2. Статистическая информация 4х баз данных по разливам нефти (описание представлено в разделе

2.1): а. База данных Службы управления минеральными ресурсами США (US Mineral Management Service) [48] б. База данных международного фонда по предотвращению загрязнения от танкеров (

Расчет показателей аварийности может производиться для рассматриваемой акватории в целом и для отдельных районов, портов, терминалов и т.д. Детальное исследование региона позволяет точнее определить необходимые мероприятия по обеспечению безопасности с учетом различной экономической и экологической важности отдельных пунктов и районов. Для проведения такого расчета требуется полный перечень данных о движении судов (транспортных и других) и произошедших аварийных ситуациях. Необходимо признать

Анализ показателей аварийности, рассчитанных по предлагаемой методике, позволит определить уровни риска для отдельных пунктов и 51 районов, при этом будут выявлены основные причины и факторы, обуславливающие уровень риска. В настоящее время принято считать, что в наибольшей степени аварийность при перевозках углеводородов определяется конструкцией танкера (однокорпусные и двукорпусные суда). Этот вывод основан на статистической информации, в частности, данных ITOPF [69]. На рисунке

2.4

2.5. Оценки экономического ущерба при разливах углеводородов При проведении экономической оценки ущерба, возникшего в результате аварии, наиболее сложным вопросом является оценка ущерба окружающей среде. До сих пор в международной и российской практике не выработано единого подхода к основным проблемам: что относится к ущербу окружающей среды, как учитывать косвенный ущерб от загрязнения, кто и в каком объеме несет ответственность за такой ущерб. Такие явления, как потеря биомассы, падение ры

ГЛАВА 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ЗАМЕРЗАЮЩИХ МОРЯХ Подготовка и проведение операций по обнаружению и ликвидации разливов нефти предусматривают выполнение целого комплекса организационных, технических и финансовых мероприятий. Невозможно в этой совокупности выделить какой-либо наиболее важный компонент, поскольку недооценка любого из них приводит к неготовности к ЛРН или неэффективности операций. В настоящей главе будут более подробно рассмотрены т

3.1. Физические и химические процессы преобразования углеводородов в морской среде

3.1.1. Распространение и преобразование нефтяных углеводородов При контакте нефти и нефтепродуктов с морской средой возникает множество процессов, характер и особенности которых определяются конкретными параметрами среды. Химический состав нефти, ее количество, наличие примесей, физические и химические параметры воды, гидродинамическая обстановка - сложение этих и многих других факторов определяет в каждом конкретном случае особенности взаимодействия нефтепродуктов с морской средой. Но все же

в ледовых условиях Физическое распределение и характеристики нефти, разлитой подо льдом, над ним или между льдинами, имеют решающее значение при определении наиболее эффективных методов реагирования на различных стадиях нарастания и таяния льда. Физико-химическое преобразование 62 углеводородов в ледовых условиях определяется рядом важных процессов, часть из которых показана на рис.

3.1 и описана ниже. Рис.

3.1. Распространение и преобразование нефти в ледовых условиях [53] Рас

Процессы физико-химического преобразования нефти в морской среде в течение первых суток (в среднем) приводят к возникновению обширного участка загрязненной акватории с динамично изменяющимися нефтяными пятнами различной концентрации. На практике это обстоятельство резко снижает эффективность систем сбора нефти, а в случае ледовых условий нередко полностью исключает возможность проведения операций. В ходе лабораторных исследований, полевых испытаний и с учетом практического опыта было разработ

3.2.1. Методы и оборудование для? дистанционного* обнаружения нефти G помощью современных методов дистанционного обнаружения нефть в открытом море можно отслеживать в подавляющем большинстве случаев, включая различное время суток, природные условия и состояния нефти. Нефть имеет несколько физических механизмов воздействия на водную поверхность, которые позволяют обнаружить ее присутствие при помощи различных дистанционных методов. К ним относятся: подавление капиллярных волн, возрастание пове

Буи спутникового слежения предназначены для отслеживания перемещения нефтяной плёнки под воздействием ветров, поверхностных течений и дрейфа льда. Используя систему глобального позиционирования, эти устройства, следящие за нефтяной плёнкой, способны передавать координаты местоположения в режиме реального времени на компьютеры командного центра с точностью до 30 м. Буи Metocean могут размещаться практически при любых ледовых условиях и подавать сигнал со своего местонахождения в течение нескол

Переносные приборы системы глобального позиционирования (GPS) используются для определения местоположения и размера разлива нефти на месте её выброса. 71 Портативные измерители течений используются для определения скорости и направления течения в летних и зимних условиях. Информация, собранная ими, чрезвычайно важна для точного компьютерного моделирования. Подводные фонари прошли испытания в полевых условиях на Аляске. Они были признаны очень эффективными для обнаружения нефти подо льдом. Они

312.4. Особенности обнаружения нефти в ледовых условиях К сожалению, несмотря на большое число и многообразие исследований, проблема обнаружения нефтяных углеводородов во льдах в настоящее время по-прежнему не решена, особенно в случаях, когда нефть находится подо льдом или в его толще. Существенное изменение альбедо снежно-ледяной поверхности позволяет обнаружить нефтяное загрязнение, однако наличие участков открытой воды, при нарушениях сплошности ледяного покрова и снежницы на поверхности

Локализация разлива выполняется для решения двух основных задач: ограничения распространения нефтяного пятна и повышения эффективности операций по удалению нефти из морской среды. Технически локализация осуществляется при помощи специальных плавучих барьеров - бонов, спектр применения которых весьма обширен. Наиболее эффективно применение бонов при небольших разливах в закрытых акваториях (портах), характеризующихся благоприятными условиями для проведения операций: малым сроком реагирования и

Существующая технология ЛРН требует отделения нефти ото льда, поэтому локализация нефти в ледовых условиях является более сложной операцией. Применяются специальные стальные понтоны с промежутками между ними, соединенные несущим канатом. Заграждение удерживает лед и пропускает нефть. При буксировке через лед нефть вымывается из-подо льда и появляется на поверхности. Как правило, требуется второе сплошное 73 боновое заграждение для локализации отделенной нефти, и далее сбор может быть произвед

Механический сбор считается основным способом удаления как сырой, так и эмульгированной нефти из морской среды. Преимуществами метода являются универсальность применения и экологичность, а недостатками высокая трудоемкость и существенные ограничения по гидрометеорологическим условиям. Для механического сбора требуются различные судовые средства, нефтесборщики (скиммеры), системы сепарации нефти и воды, танки для хранения собранной смеси нефти и воды, прочее вспомогательное оборудование, но на

Сжигание нефти является наиболее быстрым и производительным методом удаления нефти из морской среды, но в большинстве случаев может быть произведено лишь в сравнительно короткое время после возникновения разлива. Сжигание существенно экономичнее механического сбора, но требует специального оборудования (огнестойких бонов и системы поджога), которое не всегда включается в состав технических средств ЛРН. В 90е годы проводились многочисленные исследования и полевые эксперименты по технологии сжи

Широко известен метод ликвидации разливов нефти при помощи диспергентов - химических веществ, активизирующих процессы диспергирования нефти в водной толще. Диспергенты являются поверхностно-активными веществами, снижающими межфазное натяжение на границе нефть - вода и способствующими образованию взвешенных в воде глобул нефти диаметром 1-5 мкм. В результате этого нефтяное пятно исчезает с поверхности и рассеивается в водной толще. Под воздействием диспергентов глобулы нефти не прилипают к нах

Нефтяные сорбенты предназначены для удаления нефти, масел, мазута и других нерастворимых в воде органических соединений, как с поверхности воды, так и с любой твердой поверхности в широком диапазоне температур при любой толщине пленки нефтепродукта. Основной сферой применения сорбентов является очистка водной поверхности от углеводородного загрязнения. Сейчас в мире производится или используется для ликвидации разливов нефти около двух сотен различных сорбентов, которые подразделяются на неор

3.4. Выбор технологий и технических средств для проведения операций ЛРН в замерзающих морях Приведенный анализ существующих технологий и оборудования ЛРН в достаточной мере отражает комплекс технических проблем, связанных с проведением операций в ледовых условиях. Основными негативными факторами являются высокая сплоченность льда, низкие температуры воды и воздуха, короткий световой день, что существенно ограничивает возможности ЛРН в холодное время года. В таблице

3.3 ниже представлена

3.5. Обоснование теоретической модели перемещения загрязненного нефтью льда Распространение траекторий действующего загрязненного нефтью льда рассмотрим на основе стохастической кинематической модели. Математическая модель адаптирована из работ Р. Колони и А. Торндайка 81 [98], продемонстрировавших данный подход при оценке транспорта нефтяных разливов из заливов Прадхо-Бэй и Пьард-Бэй. Модель основывается на марковском вероятностном процессе, в котором состояние нефти определяется положением

Глава 4. Направления совершенствования систем ЛРН На сегодняшний день наиболее сложными вопросами в области планирования и проведения операций ЛРН в России являются организационные, поскольку для решения многих проблем не создано правовой основы. Действующие нормативные документы устанавливают требования на уровне хозяйственной организации, а вопросы, относящиеся к региональному планированию и созданию систем ЛРН, декларативно закреплены за уполномоченными государственными органами. Пробелы в

Правовые основы подготовки и проведения ЛРН в России определены следующими основными документами:

- Основные требования к разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов», утвержденные Постановлением Правительства РФ «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов» от 21 августа 2000 г. N 613 [37];

- Правила организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на террито

В «Основных требованиях...» [37] заданы следующие максимально возможные объемы разлива для различных сооружений и судов: Таблица

4.2. Максимально возможный объем разлива [13] Сооружения и суда Нефтеналивные суда (танкеры), например: Дедвейт 20 тыс. т Дедвейт 70 тыс. т Стационарные и плавучие добывающие установки, нефтяные терминалы Объем разлива, т 2 танка 4000 - 5000 12000 - 14000 1500 «Основные требования...» также устанавливают, что силы и средства ЛРН должны обеспечить локализацию

Весь комплекс финансовых вопросов, возникающий при подготовке и проведении операций ЛРН, можно подразделить на три основных группы: 1. Финансирование подготовки к операциям (планирование, закупки оборудования, обучение персонала). 2. Финансирование проведения операций ЛРН. 3. Компенсация затрат и ущерба. Финансирование обеспечивается ответственной стороной: на уровне объектов - хозяйственными организациями, на региональном уровне — государством. К сожалению, качество подготовки и планирования

В разделе

4.1 выше уже упоминалось, что затраты на создание требуемых сил и средств ЛРН существенно превышают возможные штрафы за невыполнение требований законодательства. В таблице ниже приведены данные по стоимости основного оборудования ЛРН. Сопоставление этих сведений с приведенными выше оценками состава оборудования для разливов различных уровней показывает, что на создание го системы ЛРН 1 (минимального) уровня в соответствии с действующими нормативными критериями требуются милл

В большинстве зарубежных стран в области ЛРН действует специальное законодательство, обеспечивающее должную подготовку и проведение операций. Основополагающим требованием является обеспечение заданного уровня безопасности, при этом способ достижения этой цели выбирается хозяйственной организацией. Выполнение требований обеспечивается регулярным государственным контролем и высокими штрафными санкциями. Помимо этого организация должна иметь необходимые финансовые резервы для обеспечения операци

Международное законодательство по вопросам компенсации ущерба, вызванного нефтяным загрязнением, появилось вскоре после аварии танкера Torrey Canyon в 1967 г. у берегов Великобритании, которая продемонстрировала невозможность возмещения ущерба в рамках существовавшего на то время морского права. В течение неполных четырех десятилетий принятые правила и нормы неоднократно пересматривались, и в настоящее время действует трехуровневая система компенсаций, установленная следующими конвенциями: Ме

Общепринятой мировой практикой при организации системы ЛРН на море является сотрудничество между заинтересованными сторонами. Форма сотрудничества может быть различной и обуславливается масштабом операций в регионе, количеством операторов и активностью экономической деятельности в целом.

Опыт США Основным нормативным документом, устанавливающим требования по ЛРН, является Акт о нефтяном загрязнении (Oil Pollution Act, 1990). Владелец танкера, находящегося в территориальных водах США, или владелец берегового сооружения должны заранее разработать план ЛРН и обеспечить силы и средства для его выполнения (или привлечь специализированную компанию). Основной закон ОРА 1990 устанавливает ответственность владельца в зависимости от масштабов его деятельности (водоизмещения судна и т.д

Силы и средства ЛРН, в силу своей мобильности, могут обеспечивать безопасность операций сразу на нескольких близкорасположенных объектах нефтяной отрасли. По этой причине сотрудничество при создании подразделения ЛРН является выгодным даже для двух компаний,- при большем количестве участников затраты каждой компании становятся еще меньше. Кооперативы Если деятельность одной или нескольких компаний носит временный характер (например, проводится разведочное бурение), то уместно создание организ

4.41 Рекомендации по совершенствованию систем ЛРН

В предыдущих разделах данной главы подробно рассмотрены многие недостатки и пробелы действующих правовых и нормативных документов в области ЛРН. Важность и масштаб рассматриваемых проблем делают необходимым принятие нового основополагающего документа уровня федерального закона. В документе должны быть определены основные вопросы ответственности и финансирования в области ЛРН: • » ответственность за планирование, подготовку и проведение операций ЛРН различных уровней (для государственных орган

Эффективность операций планировании, успех которого, информации. Для разработки требований в области ЛРН техническому состоянию судов: ЛРН возможна лишь при качественном в свою очередь, зависит от имеющейся нормативных критериев и технических требуются данные по аварийности и • аварийные ситуации и разливы на нефтегазовых объектах; • аварийные ситуации и разливы на танкерах и судах; • информация о перевозках нефти и нефтепродуктов, технические характеристики судов. Для составления региональн

4.43. Определение нормативных требований, разработкам техникотехнологических решений В плане ЛРН используются различные качественные и количественные критерии, например, риски возникновения разливов, максимально возможные объемы разлива для сооружений и судов, сроки проведения операций ЛРН (время* развертывания оборудования и др.), эффективность методов сбора / ликвидации нефти. Все указанные показатели имеют существенные региональные различия, и соответствующие зарубежные нормативы в подавля