Сарсембин У.К

АННОТАЦИЯ
диссертации на соискание ученой степени доктора философии (PhD)
6D060800-Экология на тему: «Экосистемный анализ воздействия
нефтегазоперерабатывающего комплекса на окружающую среду»
Сарсембина Умбетали Куандыковича
Диссертационная
работа
посвящена
экологической
оценке
техногенного
воздействия
нефтегазоперерабатывающего
комплекса
(Жанажол) и нефтегазового месторождения Жанажол на атмосферу и почву.
Актуальность темы исследования. Добыча и переработка
углеводородного сырья для Республики Казахстан представляет
стратегическое значение и является важнейшей сферой экономики.
Нефтегазовая отрасль оказывает значимое воздействие на социальноэкономическое развитие Казахстана и ее отдельных регионов, по сути
является локомотивом для всей экономики государства, способствует
развитию других отраслей экономики. В ближайшем будущем нефтегазовый
сектор страны будет развиваться динамично, что требует повышенную
внимательность к экологическим последствиям, возникающим при добыче и
переработке углеводородов.
В нефтедобывающей промышленности загрязнение окружающей среды
начинается с поискового бурения и строительства нефте- и газодобывающих
скважин. Загрязнение происходит на всех этапах: при строительстве и
эксплуатации скважин; транспортировке и переработке углеводородного сырья.
Нефтегазовая промышленность является одним из наиболее мощных факторов
антропогенного воздействия на природную среду, осуществляемого в основном
путем механических нарушений ландшафтов, а также интенсивного загрязнения
атмосферы, литосферы и гидросферы химическими веществами. На
производственных площадях нефтегазоперерабатывающих комплексов, вдоль
линий нефтепроводов и газопроводов, на участках, где расположены буровые
вышки, происходит техногенная деградация почвы. Она происходит из-за
механических нарушений почвенного покрова авариями на скважинах,
повреждениями и коррозиями трубопроводов, прорывов прудов-накопителей с
нефтешламовыми и буровыми отходами, загрязнений сточными водами и из-за
вредных выбросов в атмосферу. Буровые скважины в процессе бурения и при
эксплуатации являются причиной существенных ландшафтных и геохимических
возмущений.
Экологическая безопасность и переход производства к малоотходным
технологиям является основной целью концепции устойчивого развития РК.
Поэтому оценка техногенного воздействия нефтегазовой промышленности на
компоненты окружающей среды является актуальной экологической проблемой.
Цель и задачи диссертационной работы
Цель работы – комплексная экологическая оценка техногенного
воздействия месторождения Жанажол и нефтегазоперерабатывающего
комплекса (ЖНГПК), расположенного на территории месторождения, на
атмосферный воздух, почву, в целях уменьшения техногенного воздействия
бурового шлама на окружающую среду разработать технологию получения
строительной смеси из предварительно обезвреженного бурового шлама с
реагентом капсулирования СаО. Для достижения указанной цели в работе
решались следующие задачи:
- проведение методом интегральной оценки комплексной экологической
оценки состояния атмосферы территорий месторождения Жанажол и
Жанажольского нефтегазоперерабатывающего комплекса с применением
ГИС (ArcGIS 10.1.);
- моделирование рассеивания в атмосфере аэрополлютантов,
выделяющихся от источников выбросов загрязняющих веществ
нефтегазоперерабатывающего комплекса;
- определение суммарного загрязнения почвы (Zc) месторождения Жанажол
тяжелыми металлами;
- в целях минимизации техногенного воздействия буровых шламов
предложена технология получения строительного материала из
предварительно обезвреженного бурового шлама с реагентом
капсулирования СаО;
- определение необходимого оптимального содержания реагента
капсулирования (Сао), используемого для обезвреживания бурового шлама;
- исследование возможности использования капсулированного бурового
шлама в качестве добавки к портландцементу.
Объект исследования – атмосферный воздух, почва территории
месторождения «Жанажол» и нефтегазоперерабатывающего комплекса
«Жанажол», расположенного на территории месторождения, буровой шлам,
образующийся при бурении нефтяных скважин.
Методы исследования.
При изучении влияния нефтедобычи на
природную среду в данной работе использованы методы физикохимического
инструментального
анализа,
метод
математического
планирования эксперимента, метод интегральной оценки загрязнения
атмосферного воздуха, геоэкологический метод оценки суммарного
загрязнения почвы. При обработке материалов использованы экологостатистические методы, компьютерные программы и геоинформационные
технологии графического представления данных.
Научная новизна. Научная новизна диссертации заключается:
- Впервые проведены сравнительные комплексные исследования
состояния атмосферного воздуха в зоне влияния нефтегазового
месторождения с применением ГИС;
- впервые с применением программы ГИС на основе интегральной
оценки загрязнения атмосферы построены карты пространственного
распределения аэрополлютантов в атмосфере месторождения;
- впервые методом моделирования на основе корреляционного
анализа выявлены закономерности влияния концентраций SO2, CO,
длительность воздействия температуры на степень загрязнения
атмосферы;
- доказано, что при добавлении утилизированного бурового шлама к
портландцементу (М-400) в количестве 20 % масс увеличивается
прочность цементного камня при сжатии в среднем на 5-10%, при этом
наблюдается снижение плотности, растекаемости, водоотделения,
водоотдачи, сроков начала и конца схватывания цементного раствора;
- доказано, что предварительно капсулированный с СаО буровой шлам
может быть использован в качестве строительного материала при
цементировании обсадных колонн буровой скважины и соответствует
требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент»;
На защиту выносятся следующие положения:
- Результаты картографирования загрязнения атмосферного воздуха
территории месторождения жанажол и нефтегазоперерабатывающего
комплекса, расположенного на территории месторождения, с
применением геоинформационной сиастемы (ГИС);
- показатели интегрального индекса загрязнения атмосферного воздуха на
территории месторождения Жанажол имеет различные степени
загрязнения, зона территории нефтеперерабатывающего комплекса имеет
повышенную степень загрязнения атмосферы;
- обоснованный способ использования предварительно обезвреженного
бурового шлама с методом реагентного капсулирования в составе цементной
смеси при цементировании обсадных колонн скважины позволит снизить
количество образованных буровых шламов, тем самым снижает воздействия
бурового шлама на окружающую среду;
- добавление СаО в массовой доле 15-30 % масс. к буровому шламу
приводит к образованию капсулированного материала с прочной
оболочкой. Экспериментально установлено, что капсулирование бурового
шлама проходит эффективно при положительной температуре в течение
2-4,5 часов.
- установлено, что капсулированный на основе СаО буровой шлам
устойчив к негативным факторам окружающей среды;
- предварительно капсулированный с СаО буровой шлам можно
использовать в качестве строительного материала при цементировании
обсадных колонн буровой скважины, так как полученный материал
соответствует требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и
шлакопортландцемент»;
- доказана экономическая эффективность разработанных рекомендаций по
использованию утилизированных буровых шламов в качестве добавки к
портландцементу (М-400) при цементировании обсадных колонн буровых
скважин.
Теоретическая и практическая значимость работы
- Предварительно капсулированный с СаО буровой шлам можно
использовать в качестве строительного материала при цементировании
обсадных колонн буровой скважины, так как полученный материал
соответствует требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и
шлакопортландцемент;
- результаты диссертационый работы внедрены в образовательную
программу специальности 5В070800 – Нефтегазовое дело АГРУ имени Қ.
Жұбанова. Используется в качестве Компонента по выбору циклов
профилирующих дисиплин с названием «Экологиялық жобалау және
сараптау» в объеме 3 кредита.
Апробация практических результатов диссертаций. Результаты
диссертационного исследования были представлены в материалах на
международных
научно-практических
конференциях:
«Высокие
технологии-залог устойчивого развития» (Алматы, 2011 г.); на
международном форуме «инженерная образования и наука в ХХІ веке:
проблеммы и будущее» (Алматы, 2014 г.); Applied Sciences in Europe:
tendencies of contemporary development 8th научная международная
конференция (Германия, 2014 г.) По теме опубликовано 9 работ общим
объемом 4,1 п.л., в том числе 1 статья в издании с ненулевым имфактфактором, входящем в базу данных Scopus, 3 статьи в журналах
рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки
МОН РК, 4 работы в сборниках научных трудов международных и
республиканских конференций.