ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДНЫ НААФРИКАНСКОМ КОНТЕНТЕ
1.1 Загрязнения окружающей среды
Существуют различные виды загрязняющих веществ на этапе поиска, разведки и эксплуатации нефтедобывающих компаний. Например, выбросы буровых растворов и шлама имеют огромные последствия для прибрежных экосистем и биоразнообразия. Однако тяжесть загрязняющих веществ зависит от ряда факторов, которые включают фазу разведки и/или производства, размера проекта и чувствительности экосистем-реципиентов и биоразнообразия. Воды мыса Три-Пойнт являются частью миграционного маршрута для многих китообразных и шум может вызвать отклонение маршрута или полное избегание этого района, и, поскольку присутствие китообразных может предоставить возможность для развития туризма, это имеет экологические последствия.
В настоящее время в Гане нет стандартов выбросов в атмосферу, несмотря на существование руководящих принципов по качеству окружающего воздуха и сбросам сточных вод. В руководящих принципах по окружающей среде не указывается, на каком расстоянии от точки выбросов должны проводиться измерения в качестве окружающей среды. Кроме того, в руководящих принципах не проводится различия между локальными и внешними стандартами. Поэтому руководящие принципы таковы: недостаточно, чтобы справиться с давлением со стороны нефтегазовой разработки. Кроме того, мониторинг и обеспечение соблюдения природоохранного законодательства в Гане не имеют достаточных ресурсов, потенциала и политической воли. Такая ситуация привела к пробелам в реализации оценок воздействия на окружающую среду (ОВОС), которые в основном проводятся на полпути жизненного цикла большинства проектов.
Даются краткосрочные и долгосрочные рекомендации. Краткосрочные меры включают в себя необходимость создания подробных исходных данных о наличии дикой природы в пределах проектной зоны. Такая информация могла бы помочь в оценке воздействия и анализе затрат и выгод. Кроме того, эти данные могут помочь в будущих расследованиях.
Для оценки реального воздействия на рыбную отрасль необходимо также отслеживать сокращение объемов вылова рыбы до, во время и после реализации проекта. Все экологические данные должны быть обнародованы. Это должно быть юридически обязательным для всех нефтегазодобывающих компаний. Наконец, чтобы свести к минимуму шум, должны быть установлены пределы высоты полета вертолетов, особенно над заповедными районами и другими эстуариями. Что касается долгосрочных мер, то рекомендуется укрепить различные экологические неправительственные организации (ЕНГО) в Гане для проведения своих собственных расследований на местах.
1.1.1 Загрязнения окружающей среды разливами нефти
Появление около 35% углеводородов нефти в морских акваториях в начале 70-х было вызвано разливами и сбросами при транспортировке нефти морем. Разливы при транспортировке и выгрузке составляют менее 35% от всеобщих размеров и сбросов нефти на почву и в чистую воду окружающей среды. Данные конца 70-х показывают, что эта цифра возросла до 45% в морских акваториях. В городских районах разливы и выбросы нефти могут составить 10% или немногим меньше. Для сравнения большинство разливов нефти в прибрежных или материковых частях происходит при транспортировке.
Сбросы нефти в воду быстро покрывают большие площади, при этом толщина загрязнения также бывает разной. Холодная погода и вода замедляют растекание нефти по поверхности, поэтому данное количество нефти покрывает большие участки летом, чем зимой. Толщина разлитой нефти больше в тех местах, где она собирается вдоль береговой линии. Движение нефтяного разлива зависит от ветра, течения и приливов. Некоторые виды нефти опускаются (тонут) и движутся под толщей воды или вдоль поверхности в зависимости от течения и приливов.
Сырая нефть и продукты переработки начинают менять состав в зависимости от температуры воздуха, воды и света. Компоненты с низким молекулярным весом легко испаряются. Количество испарений колеблется от 10% при разливах тяжелых типов нефти и нефтепродуктов (№ 6 топочный мазут) до 75% — при разливах легких типов нефти и нефтепродуктов (№ 2 топочный мазут, бензин). Некоторые компоненты с низким молекулярным весом могут растворяться в воде. Менее 5% сырой нефти и нефтепродуктов растворяются в воде. Этот «атмосферный» процесс способствует тому, что оставшаяся нефть становится более плотной и неспособной плыть по поверхности воды.
Нефть под влиянием солнечных лучей окисляется. Тонкая пленка нефти и нефтяной эмульсии легче окисляется в воде, чем более толстый слой нефти. Нефть с высоким содержанием металла или низким содержанием серы окисляется быстрее, чем нефть с низким содержанием металла или высоким содержанием серы. Колебания воды и течения смешивают нефть с водой в результате чего получается либо нефтеводяная эмульсия (смесь из нефти и воды), которая со временем растворится, либо водонефтяная эмульсия, которая не будет растворяться. Водонефтяная эмульсия содержит от 10% до 80% воды; 50-80 процентные эмульсии часто называют «шоколадным муссом» из-за плотного, вязкого вида и шоколадного цвета. «Мусс» распространяется очень медленно и может оставаться на воде или берегу без изменения в течение многих месяцев.
Движение нефти с поверхности воды в процессе растворения и превращения в эмульсию доставляют молекулы и частицы нефти к живым организмам. Микробы (бактерии, дрожжи, нитевидные грибки) в воде меняют состав нефти на мелкие и простые по структуре углеводороды и не углеводороды. Частички нефти в свою очередь прилипают к частичкам в воде (обломкам, тине, микробам, фитопланктону) и оседают на дне, где микробы меняют легкие и простые по структуре компоненты. Тяжелые компоненты более устойчивы к микробному воздействию и в итоге оседают на дне. Эффективность воздействия микробов зависит от температуры воды, водородного показателя, процентного содержания соли, наличия кислорода, состава нефти, питательных веществ в воде и микробов. Таким образом, микробиологическое ухудшение наиболее часто возникает в случае уменьшения кислорода, питательных веществ и повышения температуры воды.
Микробы, оказавшиеся под воздействием нефти, размножаются в морских организмах и быстро реагируют на большие выбросы нефти. От 40% до 80% разлитой сырой нефти подвергаются воздействию микробов.
Разные организмы притягивают нефть. Фильтрующий зоопланктон, двустворчатый моллюск поглощают частички нефти. Хотя моллюски и большинство зоопланктона не способны переварить нефть они могут переносить ее и являются временным хранилищем. Рыба, млекопитающие, птицы и некоторые беспозвоночные (ракообразные, многие червеобразные) переваривают определенное количество углеводородов нефти, которые они заглатывают во время питания, очищения, дыхания.
Время нахождения нефти в воде обычно составляет менее 6 месяцев, если разлив нефти не произошел накануне или непосредственно зимой в северных широтах. Нефть может попасть в ледовую ловушку до наступления весны, когда начнет подвергаться воздействию воздуха, ветра, солнечных лучей и усиленному воздействию микробов, сопровождающихся повышением температуры воды.
Время нахождения нефти в прибрежных отложениях, либо уже подверженных атмосферному влиянию в качестве водонефтяной эмульсии определяется характеристиками отложений и конфигурацией береговой линии. Период сохранения нефти в прибрежной окружающей среде варьируется от нескольких дней на скалах до более чем 10 лет в укрытых от приливо-отливов и сырых участках.
Нефть, удерживаемая в отложениях и на берегу, может быть источником загрязнения прибрежных вод. Периодические штормы часто поднимают огромное количество осевшей нефти и уносят их в море. В местах с холодным климатом из-за льдов, медленного движения волн, меньшей химической и биологической активности нефть остается в отложениях или на берегу на долгий период времени, чем в местах с умеренным или тропическим климатом.
В холодном климате укрытые от прилива-отливов и сырые участки, способны удерживать нефть неограниченное время. Некоторые отложения или сырые почвы содержат недостаточное количество кислорода для разложения; нефть разлагается без воздуха, но этот процесс идет медленнее.
У разлитой на земле нефти нет времени подвергнуться воздействию погоды прежде, чем она попадет в почву. Разливы нефти на небольшую водную поверхность (озера, ручьи) обычно несильно подвергаются погодному влиянию пока не достигнут берега, чем разливы нефти в океане. Разница в скорости течения, пористости почвы, растительности, направлении ветра и волн влияют на временной период сохранения нефти у береговой линии.
Нефть, разлитая непосредственно на земле, испаряется, подвергается окислению и воздействию микробов. При пористой почве и низком уровне грунтовых вод нефть, разлитая на земле, может загрязнять грунтовые воды.
Воздействие разлитой нефти на среду носит самый различный характер. Как правило, в средствах массовой информации эти события называют «экологическими катастрофами», сообщая о неблагоприятных прогнозах для выживания животных и растений. Крупная авария может оказать серьезное краткосрочное воздействие на окружающую среду и стать тяжелым бедствием для экосистемы.
Исследования последствий нефтяных разливов проводятся уже несколько десятилетий и нашли отражение в научной и технической литературе. Научная оценка типичных последствий нефтяного разлива показывает, что, хотя на уровне отдельных живых организмов наносимый вред может быть достаточно весомым, для популяций в целом характерна более высокая устойчивость.
В результате работы естественных процессов восстановления вред нейтрализуется, и биологическая система возвращается к нормальной жизнедеятельности. Лишь в редких случаях имеет место долгосрочный ущерб, в основном, даже после обширных нефтяных разливов можно предполагать, что загрязненные места обитания живых организмов восстановятся в течение нескольких сезонных циклов.
Характер и длительность последствий разливов нефти зависит от многих факторов: количества и вида разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению.
Возможные последствия разлива нефти зависят от скорости растворения и рассеивания загрязняющего вещества в воде в результате естественных процессов. Эти параметры являются определяющими территорию распространения загрязнения и вероятность длительного воздействия повышенных концентраций нефти или ее токсичных компонентов на уязвимые природные ресурсы.
С целью определения масштабов ущерба необходимо знать характеристики разлитой нефти. Разлив большого объема стойкой нефти, может нанести значительный ущерб, заключающийся в удушье организмов. Тяжелая топливная нефть, которая отличается низкой растворимостью в воде, оказывает менее выраженное токсическое воздействие в связи с низкой биологической доступностью своих химических компонентов.
Химические компоненты легкой нефти отличает более высокая биологическая доступность, следовательно, они с большей вероятностью могут причинять токсические повреждения. Нефть этого вида достаточно быстро рассеивается в результате испарения и дисперсии, а значит, может нанести меньше вреда при условии, что уязвимые природные ресурсы в достаточной мере удалены от места разлива. Самые существенные и продолжительные последствия вероятны при обстоятельствах, когда растворение нефти замедлено. Даже если интенсивность воздействия ниже уровня, вызывающего гибель организмов, наличие токсичных компонентов может привести к состоянию, близкому к смертельному.
Экологические системы, все без исключения, достаточно сложные и естественные колебания видового состава, численности популяций и их распространение в пространстве и времени – это базовые показатели ее нормальной жизнедеятельности. Животные и растения обладают естественной устойчивостью различной степени к изменениям в пределах своей среды обитания.
Естественное приспособление организмов к воздействию окружающей среды, пути и стратегии размножения очень важны для выживания при ежедневных и сезонных изменениях окружающих условий. Врожденная устойчивость говорит о том, что некоторые растения и животные могут выдержать определенный уровень нефтяного загрязнения.
Кроме того, получило широкое распространение чрезмерное использование природных ресурсов, хроническое загрязнение окружающей среды в городах, промышленное загрязнение окружающей среды. Все вышеперечисленное значительно повышает изменчивость в рамках экологических систем. На фоне высокой естественной изменчивости становится сложнее обнаружить более слабовыраженный ущерб от разлива нефти.
Способность среды восстанавливаться после серьезных нарушений связана с ее сложностью и устойчивостью. Восстановление после разрушительных природных событий демонстрирует, что с течением времени экологические системы восстанавливаются даже после серьезного урона, сопровождающегося масштабной гибелью организмов. В результате естественной изменчивости экологических систем возврат к тому же состоянию, в котором система пребывала до разлива нефти, является маловероятным. Разлив нефти может непосредственно воздействовать на организмы, обитающие в экологической системе, либо приводить к потере среды обитания в долгосрочной перспективе.
Естественное восстановление сложной экологической системы может занимать длительное время, следовательно, внимание уделяется принятию реабилитационных мер для ускорения процесса.
Эффективные операции по очистке включают в себя удаление разлитой нефти в целях сокращения участка ее распространения и сокращения длительности ущерба от загрязнения, и, следовательно, ускорения начала процесса восстановления.
Вместе с тем, агрессивные методы очистки могут нанести дополнительный ущерб, при этом более предпочтительны естественные процессы очистки. Со временем происходит снижение токсичности нефти под действием ряда факторов, и на загрязненном грунте может нормально расти и развиваться растительность. Например, происходит вымывание нефти дождями, летучие фракции испаряются по мере выветривания, что снижает токсичность остаточной нефти.
Благодаря способности среды к восстановлению естественным путем воздействия разлива нефти является локальным и приходящим. Долгосрочный ущерб зафиксирован всего в нескольких случаях. Вместе с тем, в некоторых обстоятельствах последствия ущерба могут быть более стойкими, а нарушения в экологической системе могут носить более длительный характер, чем обычно ожидается.
Обстоятельства, влекущие за собой стойкий долгосрочный ущерб, связаны со стойкостью нефти, особенно если нефть занесена в почвенную толщу и не подвергается естественным процессам выветривания. При смешивании с мелкозернистым грунтом происходит оседание нефти и ее распад замедляется ввиду отсутствия кислорода. Нефтепродукты, обладающие большей плотностью, оседают и могут оставаться в неизменном состоянии в течение неопределенного времени, вызывая удушье организмов.
Согласно существующему положению исследования последствий загрязнения нефтью проводятся по каждой крупной аварии. В результате этих исследований накоплены обширные знания о возможных последствиях разливов для окружающей среды. Изучение последствий каждого разлива не является необходимым и уместным.
Вместе с тем исследования такого рода необходимы для определения масштаба, характера и длительности последствий в конкретных обстоятельствах после разлива. В большинстве своем последствия загрязнения нефтью хорошо изучены и предсказуемы, следовательно, необходимо направить усилия на оценку ущерба.
Демонстрируемая окружающей средой изменчивость означает, что изучение широкого спектра потенциальных последствий может привести к неопределенным результатам.
Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.
Методы химического анализа загрязняющих веществ постоянно совершенствуются. Концентрацию потенциально токсичных компонентов нефти можно определить с достаточно высокой точностью.
Природы восстановление представляет собой процесс принятия мер по восстановлению пострадавшей окружающей среды до состояния нормальной жизнедеятельности в короткие сроки. В рамках Международного режима меры по реабилитации должны обоснованно повлечь существенное ускорение естественного процесса восстановления при условии отсутствия неблагоприятных последствий для различных ресурсов, как физических, так и экономических. Меры должны быть пропорциональны масштабу и длительности ущерба, и достигнутым в перспективе преимуществам. Под ущербом в данном случае понимается нарушение окружающей среды, нарушение в данном контексте рассматривается как нарушение жизнедеятельности или исчезновение организмов в биологическом сообществе вследствие разлива.
Сложность экологических систем означает, что ряд возможностей по искусственному восстановлению нанесенного экологического ущерба ограничен. В большинстве случаев естественное восстановление протекает достаточно быстро.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
• экологическая система обладает значительной способностью к восстановлению естественным путем после серьезных бедствий, вызванных как природными явлениями, так и разливами нефти;
• эффективное планирование и реализация операций по ликвидации разливов нефти способствуют смягчению последствий;
• тщательно подготовленные реабилитационные меры могут при определенных условиях ускорить естественные процессы восстановления.
ГЛАВА 2. ОБЕКТЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследования
Гана - демократическое государство к югу от Сахары. В 2007 года Tullow Oil и Kosmos Energy обнаружили нефть в коммерческих количествах в западном регионе Ганы, месторождение расположено в Гвинейском заливе, в 60 км от побережья Ганы, недалеко от Кот-д'Ивуара (рисунок 1).
Скважины находятся на глубине от 1100 до 1300 метров и на общей глубине от 3400 до 4200 метров. Поле занимает площадь 110 км2,. Месторождение Твенебоа (в 6 км к востоку от Джубили) было открыто в 2009 года. В 2010 года бурение Owo-1 подтвердило достаточно большие объемы месторождения. Максимальная глубина бурения составляет 4000 метров. Помимо этих основных находок, поблизости есть также несколько небольших скважин. В общей сложности компании, участвующие в открытии, обнаружили более 15 скважин на территории западного Ганского моря.
Рисунок 1- Нефтяные находки Ганы [ghanaweb.com]
2.1.1 Добыча нефти
Гана начала промышленную добычу сырой нефти в декабре 2010 года. Объем добычи нефти варьируются от 1 до 2 миллиардов баррелей сырой нефти. Один баррель составляет 158 987 литров. В своем отчете о состоянии за 2008 год государственная национальная нефтяная компания Ганы (GNPC) опубликовала цифры, согласно которым общий объем месторождения составляет 800 миллионов баррелей нефти, а потенциал роста составляет 3 миллиарда баррелей нефти [GNPC, 2008]. Оператор месторождения, Tullow Oil, сообщает на веб-сайте компании, что существует по меньшей мере 500 млн баррелей нефти через, скорее всего, 700 млн баррелей нефти до увеличения извлекаемых запасов на 1000 млн баррелей нефти.
Как показано в таблице ниже, объем добычи зависит от количества пробуренных скважин. Нагнетательные скважины особенно важны, так как они поддерживают промысловое давление. По оценкам, месторождение содержит дополнительно 1,2 трлн кубических футов газа, что составляет примерно 162 млн баррелей нефтяного эквивалента (млн баррелей в год). Это измерение газа в единице барреля основано на приблизительной энергии, выделяемой при сжигании одного барреля сырой нефти. Газ на 100% извлекаем [Tullow Oil, 2010].
Таблица- вывод поля в разных местах
Предполагаемые запасы месторождения Фаза 1
17 скважин Фаза 1а с 5-8 дополнительными Фаза 1b с 10-20 дополнительными скважинами Общие извлекаемые запасы месторождений
Низкие оценки 250 60 160 470
Средние оценки 370 100 205 675
Высокие оценки 590 215 260 1065
Нефть в миллион баррелей Нефть в миллион баррелей Нефть в миллион баррелей Нефть в миллион баррелей
Девять добывающих скважин выводят нефть и газ из - под земли на поверхность. Кроме того, есть восемь буровых установок для закачки газа и воды. Это делается для поддержания давления на месторождении и для того, чтобы избавиться от газа, пока нет трубопровода к берегу. Есть планы по его строительству, но финансовые вопросы еще не решены. Постоянное сжигание газа запрещено в Гане. Все 17 скважин будут подключены к Плавучему, производственному, складскому и разгрузочному (FPSO) судну Kwame Nkrumah (см. Рисунок 2).На ФПСО ежедневный максимум 120 000 баррелей сырой нефти будет отделяться от газа и воды. Большая часть этих побочных продуктов будет закачиваться обратно через нагнетательные скважины. 15% газа будет использоваться для производства электроэнергии для запуска ФПСО. Транспортные суда будут собирать нефть из ФПСО каждые 7-10 дней и отправлять ее на нефтеперерабатывающие заводы по всему миру. На первом этапе уже заключены контракты на четыре буровые установки для завершения разведки и разработки оставшихся участков месторождения, а именно юго-восточной части.
Фаза 1b может включать до 20 дополнительных скважин и, вероятно, потребует расширения подводной инфраструктуры. Сроки этих дополнительных этапов разработки зависят от производительности скважин Фазы 1 и судна FPSO. До тех пор, пока естественное давление выводит масло на поверхность, это называется фазой 1. Во время фазы 2 должны быть установлены насосы, чтобы получить оставшееся масло. Производство становится менее или даже нерентабельным. По оценкам, во время установки и запуска Юбилейного проекта потребуется до 670 человек, сократившись примерно до 300 на этапе эксплуатации
Рисунок 2- места расположения буровых центров и связанные с ними поточные линии, линии нагнетания и пуповины [Offshore-Technology.com, 2011].
2.1.2 Переработка нефти
Нефтеперерабатывающий завод находится в Теме, самом промышленно развитом городе Ганы. Общая площадь завода составляет 440 000 квадратных метров. Он связан с нефтяным причалом в порту Тема трубопроводами различного диаметра для транспортировки сырой нефти и нефтепродуктов. Нефтеперерабатывающий завод TOR был спроектирован как гидроскимминговый завод с начальной мощностью 28 000 баррелей в сутки. Он должен был перерабатывать легкую и малосернистую сырую нефть, такую как Bonny Light and Brass River из Нигерии и смесь Palanca из Анголы. Продуктами процесса переработки были сжиженный нефтяной газ,бензин, осветительный и кулинарный керосин, авиационный турбинный керосин, газойль или дизельное топливо и остаточное масло.
2.1.3 Нигерия
страна, расположенная в Западной Африке, с побережьем Гвинейского залива и Атлантического океана.
С максимальной мощностью добычи сырой нефти в 2,5 миллиона баррелей в день Нигерия занимает первое место в Африке по добыче нефти и шестое место по добыче нефти в мире.
Нигерия, имеет больший потенциал для газа, чем для нефти. Добыча газа в 2000 году составила примерно 1 681, 66 млрд куб. м, 1 3715 млрд куб. м - попутный газ, а остальные 310,16 млрд куб. м - не попутный газ. Нигерийская газовая компания, поставляет газ в крупные коммерческие центры страны. Трубопровод Эскравос - Лагос питает коммерческий нервный центр страны, а также заправляет топливом главную электростанцию в Эгбине, недалеко от Лагоса.
Нигерия производит только высококачественные, с низким содержанием серы, легкие сырые масла - смесь Антана, Бонни Лайт, Бонни Медиум, Латунная смесь, Эскравос Лайт, Форкадос Бленд, ИМА, Одуду Бленд, Пеннингтон Лайт, Ква-Ибо Лайт и Укпокити.
2.1.4 Добыча нефти
Деятельность NNPC по добыче нефти осуществляется преимущественно в прибрежной дельте Нигера, прибрежных морских районах и в последнее время в глубоководных районах, но морские буровые установки также заметны в хорошо обеспеченном прибрежном регионе.
Нефтяная промышленность Нигерии хорошо основана на успешной разведке, начиная с первого коммерчески жизнеспособного открытия в Олоибири в дельте Нигера в 1956 году со скромными темпами добычи в 5100 баррелей в день. Запасы сырой нефти составляют 28,2 миллиарда баррелей. Запасы природного газа составляют 165 триллионов стандартных кубических футов (scf), в том числе 75,4 триллиона scf неассоциированного газа.
Рисунок 3 – Объемы предприятия резерве добычи давлением широкие нефти может дегазированные в Нигерии
Рисунок 4- Добыча сырой нефти в Нигерии | 2017-2018 | Данные | Диаграмма
Рисунок 5- Добыча нефти и % ВВП, обусловленные нефтяными доходами в отдельных странах ССА,[EIA 2011 a]
Нигерия – одна из немногих крупных нефтедобывающих стран, все еще способных увеличить добычу нефти.
Рисунок 6 - основные нефтяные корпорации, работающие в странах SFLP в 2005 году
