Организация производственного экологического мониторинга трубопроводного транспорта углеводородов

Опыт организации ПЭМ на трубопроводном транспорте можно рассмотреть на примере транспортной системы ОАО «Газпром». Так, в ОАО «Газпром» ПЭМ должен проводиться на следующих объектах:

• • полоса отвода земельного участка вдоль трассы линейной части газопровода;
• • переход через водотоки;
• • площадки компрессорных станций и вахтовые жилые комплексы и прилегающие к ним СЗЗ;
• • площадки размещения объектов газопроводов (головная измерительная станция, узлы приема-запуска очистных устройств и др.) и их инфраструктура;
• • внеплощадочные сооружения вдоль трассовых объектов и объектов строительства газопроводов.

При организации ПЭМ объектов магистральных газопроводов выполняются следующие виды работ:

• • анализ исходных материалов и материалов специальных исследований;
• • рекогносцировочное обследование района размещения системы трубопроводов, натурная заверка и координатная привязка местоположения постов контроля;
• • полевые (натурные) наблюдения и измерения;
• • лабораторные химические анализы отобранных проб;
• • расчеты и анализ параметров физико-химического воздействия;
• • дистанционные исследования территории;
• • организация единой информационной базы данных мониторинга;
• • подготовка отчетной документации и согласование ее в государственных природоохранных органах.

Полевые (натурные) наблюдения и измерения включают:

• • отбор проб атмосферного воздуха, поверхностных вод, донных отложений и почв;
• • оценку геологических, гидрогеологических и геокриологических условий (температурного режима многолетнемерзлых пород, состояния рельефообразующих процессов, уровней и химического состава грунтовых вод);
• • оценку состояния растительного покрова и животного мира;
• • оценку физических факторов воздействия (шумового воздействия, электромагнитного излучения, радиационного фона).

Большое значение при проведении дистанционных исследований имеет выполнение снектрозональной аэрофотосъемки района трассы газопровода. Данные дистанционной съемки должны быть заверены результатами натурных исследований. На основе комилексирования дистанционных и наземных работ необходимо определить участки детального экологического контроля — зоны с соответствующими уровнями нарушений:

• • с повышенными нарушениями почвенно-растительного покрова в результате строительства;
• • активизацией рельефообразующих процессов;
• • активизацией русловых процессов в водотоках;
• • повышенным химическим загрязнением природной среды.

Опыт подготовки проекта газопровода Россия — Турция («Голубой поток»), который являлся пилотным проектом создания системы ПЭМ ОАО «Кавказтрансгаз», свидетельствует о необходимости проведения трех этапов ПЭМ^[1].

Значительная часть трубопровода «Голубой поток» проходит, но дну Черного моря, воды которого на глубинах более 125—150 м содержат сероводород, оказывающий интенсивное коррозионное воздействие на газопровод. Содержание сероводорода доходит до 14 мг/л. Величина давления в трубах газопровода достигает 25 МПа, а глубина прокладки заметно превосходит сооружения аналогичного назначения и достигает на некоторых участках 2150 м ниже уровня моря. Задачами системы ПЭМ газопровода Россия — Турция являются:

• • сбор и накопление информации об атмосферных выбросах, загазованности прилегающей к объектам газопровода территории, сбросах сточных вод, состоянии водной, воздушной, биологической и геологической сред;
• • контроль и оценка экологической ситуации в зоне влияния газотранспортной системы (ГТС), оперативное выявление аварийных ситуаций;
• • прогноз изменения компонентов природной среды в зоне влияния ГТС;
• • своевременное доведение данных ПЭМ до ответственных должностных лиц и поддержка принятия решений по управлению экологической обстановкой.

Регламентом проведения ПЭМ предусмотрены три этапа его осуществления:

• • предстроительный мониторинг;
• • мониторинг на этапе строительства объектов газопровода;
• • мониторинг в период эксплуатации газопровода.

Пример из практики Производственный экологический мониторинг при транспортировке газа В 2003 г. завершены первые два этапа: предстроительный и строительный мониторинг газопровода «Россия — Турция». В ходе выполнения работ была получена информации о фоновом загрязнении природной среды в зоне возможного влияния участка газопровода и проведен комплексный контроль компонентов окружающей среды, подвергающихся негативному воздействию в период проведения строительных работ.

По результатам проведения первых двух этапов ПЭМ значимого негативного воздействия на состояние окружающей среды объектами строительства не выявлено. Данные экологических изысканий внесены в архивную базу данных информационного фонда, обеспечены доступ и совместимость информации строительного и предстроительного мониторинга с данными ПЭМ в эксплуатационном режиме газопровода.

В результате была создана система ПЭМ, которая включала оборудование стационарных и передвижных экологических лабораторий и центра мониторинга. Аналитическая лаборатория пускового комплекса аккредитована в Системе аккредитации аналитических лабораторий органом по аккредитации ФГУП ВНИИ метрологии им. Д. И. Менделеева.

Основные организованные источники выброса на контролируемой территории — выхлопные трубы газоперекачивающих агрегатов (ГПА), электростанция собственных нужд и котельная, к неорганизованным источникам выброса относятся технологические утечки газа и автомобильный транспорт. Режимы работы ГПА и основного технологического оборудования компрессорной станции (КС) «Ставропольская» с момента запуска поста контроля загрязнений были крайне нестабильными. Поэтому полученные данные позволяют оценить лишь условно фоновое загрязнение атмосферного воздуха при неработающей станции.

Максимальные концентрации при неработающей компрессорной станции составили, мг/мЗ; по N0₂ — 0,022 (ПДК 0,2), по СО — 2,688 (ПДК 5), по СН₄ — 12 (ОБУВ 50). По результатам наблюдений регистрируется временной ход условно фоновых концентраций N ()₂, в частности суточный ход концентраций в зависимости от температуры, времени суток, синоптической ситуации.

Значительное внимание уделяется при сооружении трубопроводов контролю опасных природных явлений. Особое значение при мониторинге магистральных газопроводов и газопроводов-отводов имеют полигоны мониторинга за оползневыми участками. При эксплуатации газотранспортной системы были зафиксированы природно-техногенные геодинамические события на линейной части газопроводов в виде подвижки склонов, образования оползней и просадки фунтов. Это могло привести к возникновению опасных (аварийных) ситуаций на линейной части газопроводов (смятие, выпучивание, разрыв тела трубы и т. д.). В настоящее время на объектах создано 17 полигонов мониторинга за оползневыми участками. Задача этого вида мониторинга — оценка устойчивости оползневых склонов, но комплексу данных, полученных в результате полевых циклических исследований. Система контроля включает в себя^[2]:

• • топографическую и оползневую съемки;
• • разведочные скважины для изучения инженерно-геологических особенностей участков, гидрогеологических условий, строения оползневых склонов и получения информации для расчетов устойчивости, в том числе характеристики физико-механических свойств;
• • створы поверхностных и глубинных реперов;
• • наблюдательные гидрогеологические скважины;
• • геофизические исследования:
• — радиоволновый метод (высокочастотный и низкочастотный варианты) (оценка напряженно-деформационного состояния массива горных пород);
• — метод естественного импульсного электромагнитного поля Земли (выделение зон дислокаций — сжатия или растяжения);
• — электроразведочный метод зондирования становлением поля в ближней зоне и метод электроирофилирования на постоянном токе (уточнение геологического разреза и строения оползневого тела);
• — структурно-геодинамическое картирование и сейсмоакустическое зондирование (выделение зон дислокаций — сжатия или растяжения);
• — малоглубинную сейсморазведку (уточнение геологического разреза и строения оползневого тела);
• — водород-радон-гороновую съемку (выделение зон дислокаций — сжатия или растяжения, определение их проницаемости и геодинамического состояния).

Такая система позволяет получить динамику напряженно-деформационного состояния и влажности массива горных пород и своевременно осуществить прогноз устойчивости оползневого участка.

Обобщение полезного опыта организации системы ПЭМ магистрального транспорта УВ под руководством акад. РАН В. И. Осипова плозволило создать концепцияю производственного экологического мониторинга. В Концепции сформулированы задачи мониторинга, определен состав контролируемых параметров, указаны зоны контроля, принципы размещения измерительных звеньев, периодичность измерений и наблюдений, а также детально разработана структура системы ПЭМ, позволяющая осуществлять контроль источников и уровней загрязнения компонентов природной среды и опасных геологических процессов.

Основные технические решения по созданию системы ПЭМ газопровода Россия — Турция были заложены в технико-экономическом обосновании (ТЭО) проекта строительства газопровода. На дальнейших стадиях проектирования был разработан комплексный подход к организации ПЭМ (рис. 13.2).

Организационная структура ПЭМ представлена на рис 13.3.

Проектирование включало в себя разработку и согласование в контролирующих органах схем размещения элементов системы ПЭМ; разработку рабочего проекта системы ПЭМ. Как и в случае общей системы ПЭМ на объектах ОАО «Газпром», в структуре ПЭМ трубопровода были выделены три основные части:

• • информационно-измерительная сеть;
• • информационно-управляющая подсистема;
• • подсистема связи и телекоммуникаций.

Рис. 13.2. Этапы и участники создания системы экологического мониторинга газопровода Россия — Турция «Голубой ноток»:

БД — база данных; ЦПЭБ — Центр производственно-экологической безопасности; ЦМ — центр мониторинга; АРМ-Э — автоматизированное рабочее место эколога;

ПСД — пункты сбора данных Разработанная в проекте информационно-измерительная сеть системы ПЭМ имеет комплексный характер, т. е. охватывает все компоненты природной среды, с которыми взаимодействует газопровод, и включает наземные, подземные (скважинные), судовые и дистанционные средства наблюдений. Данная подсистема ПЭМ организуется на принципах экономической достаточности, что обеспечивает рациональный выбор измерительных средств и схем их размещения на местности с тем, чтобы масштабы измерительной сети нс приводили к чрезмерному удорожанию системы.

СО СО.

4^.

Рис. 133. Структура системы производственного экологического мониторинга газопровода Россия — Турция («Голубой поток»):

ПКЗ — пункт контроля загрязнений; ПЭЛ — передвижные экологические лаборатории;

СЭЛ — стационарные экологические лаборатории; МП — метеопост; ТСК — терминал системы контроля; ГПА — газоперекачивающий агрегат; ПСД — пункт сбора данных; АРМ — автоматизированное рабочее место; цифры — число рабочих мест (организационная структура службы мониторинга) Информационно-управляющая подсистема — важнейшее интеллектуальное звено ПЭМ. В его функции входят сбор и обработка мониторинговой информации о развитии на контролируемой территории природных и техногенно-природных процессов, связанных с функционированием газотранспортной системы на всех этапах се жизненного цикла.

Предусмотрено создание пускового комплекса системы ПЭМ газопровода Россия — Турция для проведения ПЭМ при эксплуатации газопровода с учетом минимально необходимого количества технических и программных средств. В задачи комплекса входит отработка и реализация полного цикла операций по первичным измерениям и наблюдениям параметров состояния и качества окружающей среды; сбору, передаче, накоплению и обработке мониторинговой информации в единой технологической схеме.

Таким образом, впервые в практике ОАО «Газпром» была создана единая, мобильная, открытая для пользователей система ПЭМ, предназначенная для обеспечения комплексного контроля природной среды в зоне влияния объектов газопровода. При организации системы ПЭМ газопровода Россия — Турция был получен ценный опыт в области проектирования, разработки технических и программных средств мониторинга, а также поэтапного введения в эксплуатацию элементов системы. С учетом постоянно возрастающих требований природоохранных органов к осуществлению контроля состояния окружающей среды в зонах влияния промышленных предприятий целесообразно использовать полученный при организации системы ПЭМ газопровода Россия — Турция опыт при строительстве, реконструкции и эксплуатации объектов газовой промышленности. На основе полученного опыта в дальнейшем был разработан отраслевой нормативный документ по общей методологии создания систем ПЭМ на объектах ОАО «Газпром».

• [1] См.: Зиновьев В. В., Аксютин О. Е., Зиновьев И. В., Варягов С. Л. Производственныйэкологический мониторинг объектов транспорта и подземного хранения газа ООО «Кавказтрансгаз» в сложных геолого-технологических условиях [Электронный документ]. URL: http://www.congress-gazprom.ru/congress_tomsk/book_2006/gaz/zinovyev.htm (дата обращения: 10.10.2013).
• [2] См.: Организация производственного экологического мониторинга газопровода Россия — Турция «Голубой поток» / В. А. Усошин, Г. А. Ярыгин // 11-я международная деловаявстреча «Диагиостика-2001», Тунис, апрель 2001 г.: материалы встречи. Т. 4. Экологический мониторинг. М., 2001. С. 15—20.