Сбор, подготовка, транспортировка и хранение нефти и газа 
Теоретические
и практические основы строительства нефтепроводов разработал знаменитый инженер
В.Г. Шухов, автор проекта телевизионной башни на Шаболовке. Под его
руководством в 1879 году на Апшеронском полуострове создали первый в Российской
империи промысловый нефтепровод для доставки нефти с Балаханского месторождения
на нефтеперерабатывающие заводы Баку. Его длина составила 12 километров. А в 1907
году также по проекту В.Г. Шухова построили первый магистральный нефтепровод
длиной 813 километров, соединивший Баку и Батуми. Он эксплуатируется по сей
день. Сегодня общая протяженность магистральных нефтепроводов в нашей
стране составляет около 50 тысяч километров. Отдельные нефтепроводы часто
объединяются в крупные системы. Наиболее протяженная из них – «Дружба»,
построенная в 1960-е годы для доставки нефти из Восточной Сибири в Восточную
Европу (8 900 км). В Книгу рекордов Гиннеса внесен самый длинный на сегодня
трубопровод в мире, длина которого составляет 3 787,2 километра. Он принадлежит
компании Интерпровиншл Пайплайн Инкорпорейтед (Interprovincial Pipe Line Inc.)
и протягивается через весь Североамериканский континент от Эдмонтона в
канадской провинции Альберта до Чикаго и далее до Монреаля. Однако этот
результат недолго будет сохранять лидерские позиции. Длина строящегося в
настоящее время нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий Океан» (ВСТО) составит 4
770 километров. Проект был разработан и реализуется корпорацией «Транснефть».
Нефтепровод пройдет вблизи от месторождений Восточной Сибири и Дальнего
Востока, что даст стимул для более эффективной работы нефтедобывающих
комплексов, развития инфраструктуры и создания новых рабочих мест. Нефть крупнейших
российских компаний, таких как «Роснефть», «Сургутнефтегаз», «ТНК-ВР» и
«Газпром нефть», будет доставляться к потребителям в Азиатско-Тихоокеанском
регионе, где экономика развивается наиболее динамично и постоянно растут
потребности в энергоресурсах. По масштабам и значению для развития экономики
страны ВСТО сопоставим с Байкало-Амурской железнодорожной магистралью.
Поскольку
применение трубопроводов экономически выгодно, а работают они в любую погоду и
в любое время года, это средство транспортировки нефти действительно незаменимо
– особенно для России, с ее огромными территориями и сезонными ограничениями на
использование водного транспорта. Тем не менее, основной объем международных
перевозок нефти осуществляют танкеры.
Удобным
транспортом для перевозки нефти и топлива являются морские и речные танкеры.
Речные нефтеперевозки, в сравнении с железнодорожными, снижают затраты на
10-15%, и на 40% в сравнении с автомобильными.
Малотоннажные
танкеры используются для специальных целей – в том числе для перевозок битумов;
танкеры общего назначения, обладающие дедвейтом (общим весом грузов, которые
принимает судно) в 16 500-24 999 тонн, применяются для перевозки
нефтепродуктов; среднетоннажные танкеры (25 000-44 999 тонн) – для доставки как
нефтепродуктов, так и нефти. Крупнотоннажными считаются танкеры дедвейтом более
45 000 тонн, и на них приходится основная нагрузка по транспортировке нефти
морским путем. Для транспортировки нефти по речным артериям используют баржи
дедвейтом 2 000 – 5 000 тонн. Первый в мире танкер, «наливной пароход» под
именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев
Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароход грузоподъемностью 15 тысяч
пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосина наливом из Баку в
Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань. Современные танкеры – это гигантские
суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба».
Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно
пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и
среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно
сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в
состоянии принять у себя супер-танкер. Для таких гигантов нужны глубоководные
порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по
фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.
Грузовые
помещения танкера разделены несколькими поперечными и одной-тремя продольными
переборками на резервуары – танки. Некоторые из них служат только для приема
водного балласта. Доступ к танкам можно получить с палубы – через горловины
небольшого размера с плотными крышками. Для снижения риска утечки нефти и
нефтепродуктов в результате аварий в 2003 году Международная морская
организация одобрила предложения Евросоюза об ускорении вывода из эксплуатации
однокорпусных нефтяных танкеров. Уже с апреля 2008 года запрещены перевозки
всех тяжелых видов топлива на судах, не оборудованных двойным корпусом.
Нефть и
нефтепродукты загружают в танкеры с берега, а разгрузку ведут при помощи
корабельных насосов и трубопроводов, проложенных в танках и вдоль палубы.
Однако супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, просто не
могут зайти в порт, будучи полностью загруженными. Их заполняют с морских
платформ и разгружают, перекачивая жидкое содержимое на танкеры меньшего
размера.
Сегодня моря
и океаны мира бороздят более 4000 танкеров. Большинство из них принадлежат
независимым судоходным компаниям. Нефтяные корпорации заключают с ними договоры
фрахтования, получая право на использование судна.
2.1
Обеспечение технической и экологической безопасности в процессе транспортировки
нефти
Одним из наиболее
перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание
комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. В
нашей стране такая система впервые была создана в 70-х гг. и применена в
районах Западной Сибири. Потребовалось создать новую унифицированную технологию
добычи нефти. Раньше, например, на промыслах не умели транспортировать нефть и
попутный газ совместно по одной системе трубопроводов. С этой целью сооружались
специальные нефтяные и газовые коммуникации с большим количеством объектов,
рассредоточенных на обширных территориях. Промыслы состояли из сотен объектов,
причем в каждом нефтяном районе их строили по-своему, это не позволяло связать
их единой системой телеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи
и транспорта много продукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам
удалось, используя энергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от
скважины к центральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических
операций. Число промысловых объектов сократилось в 12-15 раз.
По пути герметизации
систем сбора, транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные
нефтедобывающие страны земного шара. В США, например, некоторые промыслы,
расположенные в густонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной
зоне курортного городах Лонг-Бич (Калифорния) построено четыре искусственных
острова, где производится разработка морских площадей. С материком эти
своеобразные промыслы связаны сетью трубопроводов длиной свыше 40 км и
электрокабелем протяженностью 16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс.м2, здесь
можно разместить до 200 эксплуатационных скважин с комплектом необходимого
оборудования. Все технологические объекты декорированы - они спрятаны в башни
из цветного материала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и
водопады. Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными
прожекторами, что создает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающее
воображение многочисленных отдыхающих и туристов.
Итак, можно сказать,
что нефть - это друг, с которым надо держать ухо востро. Небрежное обращение с
„черным золотом" может обернуться большой бедой. Вот еще один пример того,
как излишняя любовь к нему привела к неприятным последствиям. Речь пойдет об
уже упоминавшемся заводе по производству белково-витаминного концентрата (БВК)
в г. Кириши. Как выяснилось, производство этого продукта и его применение
чревато серьезными последствиями. Первые опыты были обнадеживающими. Однако в
дальнейшем оказалось, что у животных при использовании БВК происходит глубокая
патология в крови и в некоторых органах, во втором поколении снижается
плодовитость и иммунологическая реакция. Вредные соединения (паприн) через мясо
животных попадают к человеку и также оказывают на него неблагоприятное влияние.
Производство БВК сопряжено с загрязнением окружающей среды. В частности в г.
Кириши завод не был снабжен необходимой очистительной системой, что привело к
систематическому выбросу в атмосферу белковых веществ, вызывающих аллергию и
астму. Учитывая это, ряд зарубежных стран (Италия, Франция, Япония)
приостановили у себя производство БВК.
3. Хранение нефти и
газа
Нефтехранилище —
искусственный резервуар для хранения нефти или продуктов ее переработки. По
расположению различают резервуары наземные, полуподземные и подземные; по
материалам, из которых они изготовляются, — металлические, железобетонные, а
также подземные (сооружаемые в толще отложений каменной соли). В России
распространены наземные металлические, полуподземные железобетонные резервуары,
которые изготавливаются согласно ПБ 03-605-03.
Наземные резервуары
выполняют, как правило, металлическими (сварными). По форме бывают
цилиндрические (вертикальные, горизонтальные), сферические и каплевидные.
Стальные вертикальные
цилиндрические резервуары низкого давления («атмосферного» типа) изготовляют с
конусной кровлей, щитовой кровлей, сферическим покрытием. Резервуары с конусной
кровлей изготовляются емкостью от 100 до 5000 м³ (РВС 100 м³ — РВС
5000 м³) и предназначаются для хранения нефти и нефтепродуктов плотностью
0,9–1,0 т/м³ и внутренним давлением в газовом пространстве резервуаров 27
кн/м². Емкость резервуаров с щитовой кровлей от 100 до 20000 м³, в
них хранят нефтепродукты плотностью до 0,9 т/м³. Резервуары со сферическим
покрытием крупнее по объему до 50000 м³ (РВС 50000 м³) и предназначены
для хранения нефтепродуктов с плотностью до 0,9 т/м³. К резервуарам
повышенного давления относятся вертикальные цилиндрические резервуары, в
которых внутреннее давление в газовом пространстве от 27 до 93 кн/м². В
стальных резервуарах специальных конструкций с плавающими стальными покрытиями,
синтетическими понтонами, плавающей крышей, антикоррозионным покрытием и
теплоизоляцией хранят светлые нефтепродукты.
Сферические резервуары
применяются для хранения сжиженных газов и жидкостей. Для хранения газов под
высоким давлением они сооружаются многослойными. В России строятся сферические
резервуары емкостью от 300 до 4000 м³, рассчитанные на давление 0,25–1,8
Мн/см³ с внутренним диаметром от 9 до 20 м и толщиной стенки до 38 мм.
Наибольшее распространение в нашей стране получили сферические резервуары
емкостью 600 м³.
Полуподземные
резервуары сооружают обычно из железобетона емкостью от 500 до 30000 м³.
Конструктивно они выполняются цилиндрическими (монолитные или со сборными
стенкой и кровлей) и прямоугольными со сборными стенками и покрытием, а также
траншейного типа.
Для межсезонного
хранения нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо, керосин) большое значение
приобретают подземные емкости, сооружаемые в отложениях каменной соли на
глубине от 100 м и ниже. Такие хранилища создаются путем размыва
(выщелачивания) соли водой через скважины, которые используются впоследствии
при эксплуатации хранилища. Максимальный объем подземной емкости в России - 150
тыс. м³. Освобождение хранилища от нефтепродуктов осуществляется закачкой
насыщенного раствора соли.
Газовое хранилище,
природный или искусственный резервуар для хранения газа. Различают наземные и
подземные. Основное промышленное значение имеют подземные, способные вмещать
сотни млн. м3 (иногда млрд. м3) газа. Они менее опасны и во много раз
экономически эффективнее, чем наземные. Удельный расход металла на их
сооружение в 20—25 раз меньше. В отличие от газгольдеров, предназначенных для
сглаживания суточной неравномерности потребления газа, подземные газовые хранилища
обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности. В зиму 1968—69 из подземных
газовых хранилищах в Москву в сутки подавалось до 20 млн. м3 природного газа, а
из газгольдеров — только 1 млн. м3. Летом, когда резко уменьшается расход газа,
особенно за счёт отопления, его накапливают в Г. х., а зимой, когда потребность
в газе резко возрастает, газ из хранилищ отбирают. Кроме того, подземные
хранилища служат аварийным резервом топлива и химического сырья.
Газотранспортная
система, рассчитанная на максимальную потребность в газе, на протяжении года
будет не загружена, если же исходить из минимальной подачи, то город в
отдельные месяцы не будет полностью обеспечен газом. Поэтому газотранспортную
систему сооружают исходя из средней её производительности, а вблизи крупных
потребителей газа создают хранилища. Сезонную неравномерность потребления газа
частично выравнивают с помощью т. н. буферных потребителей, которые летом
переводятся на газ, а зимой используют др. вид топлива (обычно мазут или
уголь).
Подземные газовые
хранилища сооружаются двух типов: в пористых породах и в полостях горных пород.
К первому типу относятся хранилища в истощённых нефтяных и газовых
месторождениях, а также в водоносных пластах. В них природный газ обычно
хранится в газообразном состоянии. Ко второму типу относятся хранилища,
созданные в заброшенных шахтах, старых туннелях, в пещерах, а также в
специальных горных выработках, которые сооружаются в плотных горных породах
(известняках, гранитах, глинах, каменной соли и др.). В полостях горных пород
газы хранятся преимущественно в сжиженном состоянии при температуре окружающей
среды и при давлении порядка 0,8—1,0 Мн/м2 (8—10кгс/см2)и более. Обычно это
пропан, бутан и их смеси. С начала 60-х гг. применяется в промышленных
масштабах подземное и наземное хранение природного газа в жидком состоянии при
атмосферном давлении и низкой температуре (т. н. изотермические хранилища).
Наиболее дёшевы и
удобны хранилища, созданные в истощённых нефтяных и газовых залежах.
Приспособление этих ёмкостей под хранилища сводится к установке дополнительного
оборудования, ремонту скважин, прокладке необходимых коммуникаций. В тех
районах, где нужны резервы газа, а истощённые нефтяные и газовые залежи
отсутствуют, газовые хранилища устраивают в водоносных пластах. Хранилища в
водоносном пласте представляет собой искусственно созданную газовую залежь,
которая эксплуатируется циклически. Для устройства такой залежи необходимо,
чтобы водоносный пласт был достаточно порист, проницаем, имел бы ловушку для
газа и допускал оттеснение воды из ловушки на периферию пласта. Обычно ловушка
— это куполовидное поднятие пласта, перекрытое непроницаемыми породами, чаще
всего глинами. Газ, закачанный в ловушку, оттесняет из неё воду и размещается
над водой. Плотные отложения, образуя кровлю над пластом-коллектором, не
позволяют газу просочиться вверх. Пластовая вода удерживает газ от ухода его в
стороны и вниз. При создании хранилищ в водоносном пласте основная трудность
состоит в том, чтобы выяснить, действительно ли разведываемая часть пласта
представляет собой ловушку для газа. Кроме того, необходимо в условиях обычно
значит, неоднородности пласта наиболее полно вытеснить из него воду, не
допуская при этом ухода газа за пределы ловушки. Создание хранилищ в водоносном
пласте продолжается в среднем 3— 8 лет и обходится в несколько млн. руб. Срок
окупаемости капитальных затрат составляет 2—3 года. Г. х. в водоносных пластах
устраивают обычно на глубине от 200— 300 до 1000—1200 м.
Заключение
Нефть и газ являются
наиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде.
Основными источниками загрязнения нефтью и газом являются: регламентные работы
при обычных транспортных перевозках, аварии при транспортировке и добычи,
промышленные и бытовые стоки.
Наибольшие потери нефти
и газа связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации,
слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает
присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Но утечки
нефти и газа могут происходить и на поверхности, в итоге загрязнение
обхватывает все области жизнедеятельности человека.
Загрязнение влияет не
только на окружающую нас среду, но и на наше здоровье. С такими быстрыми
«разрушительными» темпами, вскоре все вокруг нас, будет непригодно для
использования: грязная вода будет сильнейшим ядом, воздух насыщен тяжелыми
металлами, а овощи и вообще вся растительность будет исчезать из-за разрушения
структуры почвы. Именно такое будущее ожидает нас по прогнозам ученых примерно
через столетие, но тогда будет поздно что-либо предпринимать.
Постройка очистных
сооружений, ужесточенный контроль за транспортировкой и добычей нефти и газа,
двигатели работающие за счет извлечения водорода из воды – это всего лишь
начало списка того, что можно применить для очищения окружающей среды. Эти
изобретения доступны и могут сыграть решающую роль мировой и Российской
экологии.
Список литературы
1.
Российский
энциклопедический словарь. Москва. Научное издание «Большая Российская
энциклопедия.» 2000 г. Книга 1 и Книга 2.
2. Габриэлянц
Г. А. Геология нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2003. – 285 с.
3. Еременко
Н. А. Справочник по геологии нефти и газа. – М.: Недра, 2002. – 485 с.
4. Соколов
В. Л., Фурсов А. Я. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. – М.:
Недра, 2000. – 296 с.
5. Справочник
нефтепромысловой геологии/Под ред. Н. Е. Быкова. – М.: Недра, 2001. – 525 с.
6. Спутник
нефтегазопромыслового геолога: Справочник/Под ред. И. П. Чаловского. – М.:
Недра, 2000. – 376 с.
Приложение 1
.
1 - нефтяная скважина;
2 - автоматизированные
групповые замерные установки (АГЗУ);
3 - дожимная насосная
станция (ДНС);
4 - установка очистки
пластовой воды;
5 - установка подготовки
нефти;
6 - газокомпрессорная
станция;
7 - центральный пункт
сбора нефти, газа и воды;
8 - резервуарный парк
Страницы: 1, 2
|
|
