Нефть - природный продукт, который всегда попадал в биосферу естественным путем. В естественном углеродном цикле нефть не является загрязнителем. Загрязнение начинается тогда, когда в окружающую среду привносятся вещества в концентрациях, выводящих экосистему из состояния равновесия и приводящих к негативным последствиям. Иными словами: загрязнение - это то, что находится не в том месте, не в то время и не в том количестве. Загрязнителем, например, может выступать даже чистая вода, если в экосистеме она является лишней по отношению к природной норме. Проблема заключается в том, что нефть в огромных количествах распространяется далеко за пределы промыслов, и отходы ее использования попадают в воздух, почву и воду.
Удельные потери нефти российских добывающих компаний составляют в среднем 5,2 кг на тонну добытой нефти. Удельные потери предприятий нефтепереработки тоже велики и составляют в среднем 4,5 кг на тонну переработанной нефти.
Во всех сферах нефтегазового бизнеса необходимо обеспечивать экологическую и энергетическую безопасность. Под энергетической безопасностью понимается возможность стабильного обеспечения физических поставок энергоносителей для внутреннего потребления. Под экологической безопасностью понимается защищенность жизненно важных интересов личности, общества и государства от угроз природного и техногенного характера.
Угрозы безопасности возникают при чрезвычайной ситуации - обстановке на определенной территории, сложившейся в результате аварии или стихийного бедствия, которая может повлечь за собой человеческие жертвы, нанести ущерб, здоровью людей, окружающей среде или причинить значительные материальные потери. К техногенным чрезвычайным ситуациям относятся разные типы аварий: пожары, взрывы, затопления, крушения транспортных средств, выбросы опасных веществ, разрушения сооружений.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является основой энергоснабжения любой страны. Деятельность предприятий ТЭКа приводит к мощному техногенному воздействию на окружающую природную среду. На его долю приходится около половины выбросов вредных веществ в атмосферу, около четверти сбросов загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы и до 70% общего объема парниковых газов.
Нефтегазовый комплекс (НГК) является одной из составляющих ТЭКа. На всех стадиях хозяйственной деятельности НГК объектами воздействия являются все компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, морские акватории, почвы, недра, растительный покров и биотические комплексы.
Для традиционных нефтедобывающих регионов наиболее острой является проблема загрязнения природной среды нефтью и нефтепродуктами. Особенно важно обеспечить экологическую безопасность при реализации новых крупных проектов освоения морских месторождений и прокладке магистральных трубопроводов по морскому дну. Проблема загрязнения вызвана недостаточным уровнем экологичности технологических процессов и слабой работой природоохранных служб.
Основным показателем безопасности является риск, который представляет собой вероятность возникновения опасного события. Количественно риск определяется как произведение вероятности отказа и ущерба, измеряемого в денежном выражении. Система принятия решений по обеспечению безопасности носит название управление рисками.
Технические риски являются предметом исследования теории надежности и ассоциируется с безотказностью и ресурсом технических систем. Экологические риски выражают опасность негативных воздействий на природу, нарушения нормального существования биоценозов, деградации почв, ухудшения воздушного бассейна. Понятие экологического риска приложимо к масштабам населенного пункта, региона или всей планеты.
Оценка экологического риска последствий решений, принимаемых в сфере нового строительства объектов НГК. приобретает все большее значение в связи с повышением требований экологического законодательства. В разделах проектов "Охрана окружающей среды" и "Оценка воздействия на окружающую среду" желательно давать количественное определение экологического риска. Например, при оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах рассчитываются удельные (на 1 км) значения:
· частоты утечки нефти в год;
· ожидаемых потерь нефти от аварий;
· ожидаемого ущерба, как суммы ежегодных компенсационных выплат за загрязнение окружающей среды.
Прогноз частоты утечек из МН проводится с учетом 40 факторов влияния: внешние антропогенные: коррозия: качество труб и строительно-монтажных работ: эксплуатационные факторы и др. Оценка степени риска всей трассы проводится на основе идентификации опасностей и оценки риска отдельных участков.
Нефтяную скважину, буровую вышку, магистральный трубопровод следует рассматривать как встроенные в природную среду чужеродные элементы. Например, система "магистральный трубопровод - природная среда" характеризуется сложным набором прямых и обратных связей. Важно найти пути наименьшего взаимного влияния: техногенного - на окружающую среду со стороны сооружения и природных процессов - на трубопровод.
В безаварийном состоянии, когда эксплуатация магистральных трубопроводов осуществляется в пределах экологического регламента, уровень их воздействия на окружающую среду находится в пределах адаптационных возможностей территории.
Из всей совокупности отказов на газопроводах около 10% происходит со значительным экологическим ущербом, на нефтепроводах ущерб наносят около 18% отказов. При этом наибольшей экологической опасностью обладают трубопроводы большого диаметра 1000-1400 мм. Разрушающий эффект нефтепроводов меньше, чем газопроводов, однако авария на нефтепроводе сопровождается выходом большого количества продуктов, поэтому нефтепроводы представляют большую экологическую опасность.
Обеспечение экологической безопасности объектов НГК базируется на экологическом мониторинге и контроле. Общая цель экологического контроля может быть определена как обеспечение соблюдения действующих природоохранных и ресурсосберегающих правил, требований и норм на всех этапах строительства и производства. Экологический контроль должен быть многосторонним и не исключать ни одной сферы деятельности человека, влияющей на состояние окружающей среды.
В одних случаях объектом контроля являются вредные техногенные воздействия на природную среду. При этом определяются количественные характеристики механических, тепловых, химических и других воздействий. Полученные результаты сравнивают с предельно допустимыми значениями. В других случаях объектом контроля является природная среда, подверженная вредным воздействиям. При этом определяют качество компонентов и комплексов природной среды с целью выявления состава и концентрации вредных веществ.
Для сведения к минимуму вредного воздействия объектов НГК на окружающую среду предусматриваются следующие мероприятия:
· рациональное размещение сооружений и открытых площадок с оборудованием с минимальным отводом земель в постоянное пользование;
· организация производственных баз и других объектов в соответствии с требованиями охраны окружающей природной среды;
· жесткий контроль работы оборудования и техники с целью снижения сбросов и выбросов загрязняющих веществ:
· использование новейших технических решений и современного оборудования для оснащения вновь проектируемых нефтегазовых объектов.
· организация природоохранного мониторинга.
При бурении скважин и добыче углеводородов образуются значительные площади земель, оказавшиеся в зоне подработки и потерявшие свою первоначальную ценность. Рекультивация нарушенных территорий - это комплекс мероприятий по восстановлению нарушенного почвенного покрова, биоресурсов, природной и геологической среды. Процессы рекультивации должны носить системный характер и занимать равное положение с процессами эксплуатации недр. Рекультивация земель должна осуществляться за счет средств добывающих компаний. Эти средства должны входить в себестоимость готовой продукции.
Технологические аспекты воздействия процессов бурения на окружающую среду
Надежная конструкция скважины должна предотвращать:
· заколонные и межколонные перетоки минерализованных вод, нефти, газа в атмосферу, в вышележащие горизонты и на поверхность земли;
· аварийное фонтанирование и образование грифонов;
· растепление криолитозоны и просадку устьев скважин;
· смятие и срезание колонн.
В сильнотрещиноватые водоносные горизонты до глубин 150 м фильтрат бурового раствора может проникать на большое расстояние (более 2 м) несмотря на кратковременность бурения данного интервала.
Бурение продуктивных карбонатных месторождений сопровождается проникновением в них фильтрата на расстояние более 1,5 м от стенок скважины. В процессе добычи нефти фильтрат бурового раствора постепенно извлекается. Проявления напорных минерализованных вод из соленосных отложений — негативный экологический фактор.
Одной из распространенных причин потерь герметичности обсадных колонн является электрохимическая коррозия наружной поверхности труб. При строительстве скважин опасность представляет выход газа, нефти и пластовой воды из-под земли. Причиной грифонообразования являются вертикальные перетоки флюидов из залежи через ствол скважины.
Проблема межпластовых перетоков и межколонных давлений стоит чрезвычайно остро на всех месторождениях. Причинами повышения межколонных давлений являются негерметичность резьбовых соединений обсадных труб (30%) и колонных головок, низкое качество цементирования. Температурные изменения (температура нефти на изливе 
) деформируют обсадную колонну. Прочностные и фильтрационные свойства цементного камня снижаются при температуре 
.
При разгерметизации затрубного пространства нагнетательных скважин реагенты (ПАВ, щелочи, полимеры) могут попасть в подземные воды.