Моделирование нефтяных разливов на восточном шельфе Сахалина в рамках проведения оценки их воздействия на окружающую среду

Последствия чрезвычайных ситуаций (ЧС), возникающие при добыче нефти, наносят большой ущерб природным средам в нефтедобывающих субъектах РФ. Важность оценки последствий ЧС данного направления обусловлена тем, что загрязнение природной среды нефтью и сопутствующими ее добыче веществами является одной из наиболее сложных и многоплановых проблем. Ни один другой загрязнитель, как бы опасен он не был, не может сравниться с нефтью по величине ущерба, количеству источников загрязнения, степени единовременных нагрузок на все компоненты природной среды во время аварий, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов. Несмотря на то, что технологии добычи и транспортировки нефти постоянно совершенствуются, актуальность проблемы не снижается.

Охотское море значительно вытянуто в направлении с севера на юг, что создаёт существенные различия в ледовом режиме отдельных его акваторий. В Охотском море присутствует только однолетний лёд. Максимального значения ледовитость достигает во вторую декаду марта: в суровые зимы почти вся (около 97 %) поверхность моря покрыта льдом, а в тёплые – 67 %. Средняя продолжительность ледового периода на севере моря составляет 230 – 240 дней.

В формировании ледового покрова в Примагаданском шельфе большую роль играют дрейф ледовых полей, в том числе под воздействием ветров, и постоянные течения. Так, течение, идущее вдоль северного берега моря, приносит льды из залива Шелихова. Эти льды образуют в районе Тауйской губы труднопроходимый пояс даже для ледокольного флота.

Платформа «Моликпак» была установлена в сентябре 1998 года на Астохской площади Пильтун-Астохского месторождения в Охотском море в 16 км от берега на глубине 30 метров. Она являлась главным объектом производственно-добывающего комплекса «Витязь». «Моликпак» представляет собой модернизированную буровую платформу ледового класса. Название «Моликпак» означает «большая волна» на языке эскимосов-инуитов севера Канады, где эта платформа использовалась ранее (в море Бофорта).

Платформа «Пильтун-Астохская-Б» (ПА-Б) была установлена в июле 2007 года на Пильтунской площади Пильтун-Астохского месторождения в Охотском море в 12 км от берега, где глубина моря составляет 32 м. Это буровая, добывающая и перерабатывающая платформа, предназначенная для круглогодичной добычи нефти и попутного газа.

Платформа «Лунская-А» (Лун-А) была установлена в июне 2006 года на Лунском газовом месторождении в Охотском море в 15 км от берега, где глубина моря составляет 48 метров. Она предназначена для круглогодичной добычи и добывает большую часть газа для завода по производству СПГ. Платформа оснащена минимальным технологическим оборудованием. Подготовка газа производится на объединенном береговом технологическом комплексе (ОБТК), после чего газ транспортируется на завод по производству СПГ.

Объединенный береговой технологический комплекс (ОБТК)

Наземные трубопроводы

Система наземных трубопроводов протянулась на 800 км от пункта берегового примыкания в районе Чайво на северо-восточном побережье Сахалина через площадку объединенного берегового технологического комплекса (ОБТК) до завода по производству СПГ и терминала отгрузки нефти (ТОН) на юге острова.

Различные комбинации значений этих факторов приводят к большому количеству сценариев (min 29,86 млн). При осуществлении ПРН факторы, относящиеся к первой группе, не поддаются статистическому учету и зависят только от зоны ЧС. Поэтому имитационное моделирование необходимо производить непосредственно для каждого потенциального источника разлива в объеме не менее 62,2 тыс. сценариев.

Для морской платформы «Моликпак» Пильтун-Астохского месторождения в качестве максимального разлива первого уровня реагирования определен разлив 80 т нефти в течение нескольких минут. Площадь и характерные размеры такого нефтяного пятна в зависимости от времени следующие (таблица 4):

Целесообразно по согласованию с администрациями субъектов РФ определить зоны особой значимости (ЗОЗ) в качестве объектов защиты, и таким образом, установить цель операции по ЛРН и естественный показатель эффективности системы ЛРН. К ЗОЗ района расположения морской платформы «Моликпак» отнесены областной заказник «Северный» памятник природы «Остров Чайка», «Лунский залив» и заливы Ныйский, Набиль, Чайво и Пильтун.

Определены зоны риска – области акватории, где разлив нефти теоретически может оказаться в пределах указанных промежутков времени после начала аварии на морской платформе «Моликпак», если не будут предприняты меры по локализации и ликвидации разлива. Вычислены вероятности поражения выделенных 10-километровых участков побережья в первые, вторые, третьи и четвертые сутки после начала разлива. Суммарная вероятность поражения берега за первые четверо суток после аварии для разлива первого уровня составляет около 14 %. Вероятность поражения зон особой значимости определяется их положением и протяженностью. Так, вероятность поражения десятикилометрового участка побережья в районе залива Пультун составляет около 3 %, соответственно вероятность поражения 1 км участка 0,3 %. Выборка, получения из расчетных данных по 10-летнему ряду метеоусловий, показывает, что из 14 390 траекторий движения нефтяного пятна непосредственно в залив попадает только 73, т.е. около 0,5 %.

Цель системы ЛРН заключается в определении риска загрязнения зон особой значимости, а также сил и средств ЛРН, достаточных для предотвращения попадания нефти в эти зоны. Расчет достаточности сил и средств объекта выполнен в предположении, что гидрометеорологические условия в районе работ позволяют использовать имеющееся оборудование с заявленной производительностью.

К погодным условиям, ограничивающим проведение мероприятий ЛРН механическими средствами, можно отнести туманы и штормы. Вероятность штормов с высотой волной более 2 м в течение безледного периода меняется в широких пределах: от менее чем 1 % в июне до 23 % в октябре. Максимальное количество и длительность штормов происходит на июнь – июль. Если принять, что туманы и штормы – взаимоисключающие явления, то можно считать, что наиболее благоприятными для проведения операции ЛРН будут летние месяцы, когда вероятность неблагоприятных погодных условий превышает 50 %. Учитывая погодные условия, а также то, что операции по локализации и ликвидации разлива не проводятся в темное время суток, определены вероятности успешной ЛРН (таблица 5):

Таблица 5.