Ликвидация разливов нефти в морях Арктики

В результате поисково-разведочных работ  (ПРР) на континентальном шельфе России установлено, что недра почти всех северных морей (за исключением Белого моря) перспективны по запасам нефти и газа, а открытые месторождения обеспечивают создание новых газонефте-добывающих районов. Основная масса потенциальных запасов углеводородов размещается на шельфе замерзающих арктических и дальневосточных морей. Да и акватории Балтийского, Азовского и Каспийского морей, на шельфе которых  тоже  открыт  ряд  месторождений такого сырья, в зимний период на значительной части покрываются льдом.

Если говорить конкретнее, то на шельфе Карского моря, в его южной части, выявлены крупнейшие месторождения Русановское и Ленинградское, а также 33  перспективные  локальные  структуры. В последние годы подтверждена нефтегазоносность  акваторий  Обской и Тазовской губ. Доразведка и последующая разработка этих месторождений позволит (совместно с расположенны-ми на суше) вовлечь в освоение весьма существенные  запасы  газа  и  конденсата и обеспечить не только покрытие дефицита добычи в Западной Сибири, но и дальнейшее длительное развитие газовой отрасли.

На шельфе Баренцева моря выявлены уникальное по запасам Штокмановское газоконденсатное  месторождение  и  Западно-Штокмановская  локальная структура,  крупные  Ледовое  газоконденсатное и Лудловское газовое место-рождения, а также Западно-Лудловская перспективная  локальная  структура и ряд других. Кроме того, в южной части моря  найден  новый,  преимуществен-но  нефтеносный  район  в  восточном секторе Печорского шельфа. Здесь от-крыты крупные нефтяные месторождения  Приразломное,  Медынское  море и  Долгинское.  Разведанные  запасы и  ресурсы  углеводородов  позволяют сформировать на этих местах новый нефтегазодобывающий район.

Освоение  месторождений  нефти и  газа  в  Арктическом  регионе  России невозможно  представить  без  развития Северного морского пути. Это кратчайший  водный  путь  между Европой и Азиатско-Тихоокеанским регионом. По прогнозам экспертов Минтранса России, объемы перевозок по этому пути в ближайшей  перспективе  могут  возрасти с 1,2 млн тонн до 10 млн тонн в год. Море у города Мурманска не замерзает и зимой, что дает возможность использовать для перевозок океанские танкеры грузоподъемностью до 300 тыс. тонн.

На  II  Международном  Арктическом форуме  «Арктика  –  территория  диалога»,  который  проходил  в  городе Архангельске  в  сентябре  2011  года, в частности, отмечалось, что на побережье  Северного  Ледовитого  океана необходимо создать десять аварийно-технических центров. По нашему мнению, в них должны быть сформированы аварийно-спасательные формирования по  ликвидации  аварийных  разливов нефти, оснащенные современными техническими средствами.

Природно-климатические  условия Арктики  бросают  вызов  технологиям и  методам  ликвидации  последствий разливов нефти. Хотя в определенных случаях эти условия могут быть и благо-приятными для преодоления подобных ЧС. В целом же Арктика обуславливает высокие  риски  возникновения  чрезвычайных ситуаций с углеводородным сырьем  (отсутствие  естественного  освещения, предельно низкие температуры, дрейф льда, сильные ветры, плохая видимость). Вместе с тем здесь крайне затруднительны операции по ликвидации разливов нефти либо они могут быть просто неэффективными.

В настоящее время в соответствии с требованиями нормативно-правовых документов  разрабатываются  и  совершенствуются методы и технологии ликвидации таких ЧС, в том числе и в арктических морях. Коротко расскажем о них.

Методы делятся на три основные категории.  При  механическом  сборе нефть  удерживается  в  зоне  разлива с применением боновых заграждений или в естественных ловушках и удаляется с помощью нефтесборщиков и насосов.  При  немеханическом  методе извлечения  используются  химические реагенты для противодействия распространению разлива. Сюда же относятся сжигание  или  биологическая  очистка нефтяного  загрязнения.  Применяются они для разложения или рассеивания опасных пятен. Наконец, ручные методы,  когда  нефть  удаляется  обычными ручными инструментами – ведрами, лопатами или сетями.

Учитывая условия разведки, добычи, хранения и транспортировки нефти в арктических  водах,  предполагается  в  основном сочетать механическое удаление разлитой нефти с сжиганием ее на месте аварии (правда, в России пока отсутствует  нормативный  документ,  определяющий условия сжигания нефти на месте разлива) и применением диспергаторов (хотя в России использовать их в ледовых условиях Арктики не рекомендуется).

В  качестве  альтернативного  метода  предлагается  использовать лазерное излучение с длиной волны 10,6 мкм. Оно относительно слабо поглощается нефтью и нефтепродуктами, но сильно поглощается водой.

Российским ученым впервые в мире удалось создать относительно недорогой  в  эксплуатации  мощный  электроионизационный С02 – лазер, работающий на потоке атмосферного воздуха. Лазерное  излучение  обладает  целым рядом уникальных физических свойств, использование которых открывает замечательные технологические перспективы. В том числе речь идет о создании мобильных  установок  для  лазерной очистки водной поверхности от нефте-продуктов.

Механизм метода лазерной очистки заключается  в  следующем.  Лазерное излучение  с  длиной  волны  10,6  мкм сильнее  всего  поглощается  тонким слоем воды, который непосредственно примыкает к нефтяной пленке, поэтому вода в этом слое быстро нагревается и  переходит  в  устойчивое  состояние. Происходит  парообразующий  взрыв перегретой  воды  и  разрывается  ее тепловой  контакт  с  нефтью,  который препятствует горению нефтяной пленки  в  обычных  условиях.  Капли  нефти  подбрасываются  вверх,  на  высоту 30–40  см,  смешиваются  с  атмосферным  воздухом  и  образуют  горючую смесь,  которая  самовоспламеняется, то  есть  капли  нефтяного  загрязнения сгорают  в  воздухе.  Таким  способом можно  эффективно  и  быстро  удалять нефтесодержащие пленки практически любого состава и толщины. Причем со значительных расстояний – например, с берега.

Лазерный способ очистки может быть с успехом использован на завершающей стадии обработки поверхности нефтяного разлива после применения механического или химического способов сбора толстых пленок, а также для очистки водоемов – плантаций морепродуктов или жемчужных факторий, береговой кромки и гидротехнических сооружений. Опыты показали,  что  скорость  очистки  слабо зависит от состава и вязкости нефтепродуктов, а также от угла падения лазерного излучения на поверхность воды.

При механическом сборе боновые заграждения разворачиваются с судов или  крепятся  к стационарным  сооружениям либо закрепляются на берегу. Существуют различные виды устройств для сбора пролитой нефти (скиммеров) с  поверхности  воды.  В  частности,  ис-пользуются пороговые, вихревые и вакуумные скиммеры, а также основанные на  сорбционном  принципе  действия (щеточные,  ленточные  и  барабанные). После того как разлитая нефть собрана, она должна быть перекачана с помощью насосов  и  гибких  трубопроводов  (для временного хранения вплоть до утилизации или ликвидации).

Для эффективности работ по механическому  извлечению  разлитой  нефти требуются  надлежащее  оборудование и специально обученный персонал. На это,  безусловно,  влияют  условия,  при которых выполняются такие работы.

Сжигание  нефти  на  месте  разлива  проводится  под  контролем. Воспламенение  ее  осуществляется путем выброса на нефть, как правило, с вертолета желатинообразного топлива или выброса запального устройства с судна или с другой точки.

Для успеха дела при этом требуется соответствующая  толщина  нефтяного пятна,  минимальные  скорость  ветра и волнение моря, а также не слишком сильно  эмульгированная  (смешанная с водой) нефть. Если горение неэффективное, то останется смесь из несгоревшей нефти, других веществ и сажи. Этот продукт  может  остаться  на  плаву  илиосесть на дно.

Химические  реагенты  распыляются или наносятся на нефтяные пятна с целью ускорить естественный процесс диспергирования нефти в толще воды под действием волнения и течений. Они не удаляют нефть из воды, а применяются для того, чтобы «раздробить» нефть, перевести ее в фазу эмульгирования, многократно ускоряя природные процессы разложения  нефти.  Диспергаторы  подаются с использованием распылительных насадок, насосов, гибких трубопроводов и могут распыляться с судна или самолета. Эти операции, как правило, контролируются  с  воздуха  (самолета) для достижения эффективности и точности распыления.

Все методы ликвидации нефтяных разливов требуют постоянного слежения за ситуацией с тем, чтобы определять размер  и  состояние  разлитой  нефти,  выбрать соответствующее оборудование, тактику ликвидации последствий нефтяного загрязнения. И все три метода нуждаются в материально-техническом обеспечении для переброски сил и средств к месту ЧС, развертывания их там и последующей  очистки  оборудования  от загрязнения. Участники же операции по ликвидации нефтяного разлива должны иметь  возможность  безопасного  доступа  в  зону  чрезвычайной  ситуации, что часто представляет собой большую проблему, особенно если происшествия случаются в удаленных районах.

Огромное значение при разливах нефти на воде имеет время. Ведь нефть будет все более растекаться, испаряться и превращаться в эмульсию, и ее становится все сложнее отслеживать, удерживать и извлекать или обрабатывать. Хотя  в  арктических  ледовых  условиях процессы испарения и эмульгирования (насыщения пленки нефти водой) значительно менее интенсивны.

Как  правило,  системы  ликвидации разливов нефти основываются на сочетании методов механического сбора и  двух  основных  немеханических  – сжигания на месте и применения диспергирующих  веществ.  Однако  осуществление любого из них может быть в  значительной  мере  ограничено  или даже невозможно из-за суровых природных условий Арктики. В основном эти технологии требуют использования воздушных и морских средств, подготовленного персонала. Кроме того, свою роль играют удаленность северных территорий  и  отсутствие  инфраструктуры,  что затрудняет реагирование на ЧС. Все эти факторы суммарно могут сделать проведение мер по ликвидации нефтяных разливов почти невозможными на протяжении длительного периода времени.

Итак,  из  изложенного  выше  можно сделать такие выводы.

Во-первых,  показана  перспективность развития новых технологий ликвидации разливов нефти, в частности, с  помощью  метода  лазерной  очистки нефти с водной поверхности.

Во-вторых, проблемы ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов в настоящее время очень актуальны, так как в недрах арктического шельфа Карского и Баренцева морей содержится более 70 процентов сырьевых ресурсов углеводородов всех внутренних и окраинных морей Российской Федерации.

В-третьих,  Арктика  является  исключительно  уязвимым  районом.  Суровые природные условия и высокие риски ЧС с разливами нефти при ее добыче, транспортировке и переработке требуют новых эффективных технологий их ликвидации.

 «Заботясь об устойчивом, сбалансированном развитии российского Севера, мы стремимся укреплять связи со своими соседями по общему арктическому дому, считаем исключительно важным сохранить Арктику в качестве зоны мира и сотрудничества. Убеждены, что Арктический регион призван служить площадкой для объединения сил, для подлинного партнерства в экономике, в сфере безопасности, в науке, образовании, в сбережении культурного достояния Севера»

Из выступления В.В. Путина на Международном форуме «Арктика – территория диалога»