Особенности применение покомпонентного метода при расчете класса опасности асфальтосмолопарафинистых отложений, встречающихся на месторождениях Удмуртии

Сегодняшнее состояние большинства объектов добычи нефти характеризуется наличием множества осложняющих факторов, к числу которых относятся образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО, — ред.) на поверхностях эксплуатационного оборудования. К числу таких объектов относятся также месторождения ОАО «Удмуртнефть».

Образование АСПО происходит на всех этапах добычи и транспортировки нефти. Для борьбы с этим явлением имеется довольно много методов, однако ни один из них не позволяет полностью избавиться от этой проблемы. Это объясняет необходимость периодической очистки поверхностей промыслового оборудования, в результате которой образуются отходы. Образование отходов сопровождается необходимостью их хранения и обезвреживания. Данные отходы также должны быть классифицированы.

Имеющаяся на данный момент схема сбора и обезвреживания нефтесодержащих отходов предусматривает совместный оборот всех имеющихся загрязнений. Использующаяся сегодня классификация нефтесодержащих отходов не позволяет в полной мере оценить опасность конкретного отхода, и выбрать рациональную схему его хранения и переработки. Поэтому получение четкой классификации является одной из важных задач в сфере обращения с нефтесодержащими отходами.

Что касается АСПО, то для данных отложений определение класса опасности является особо важным мероприятием, так как в их составе присутствует наибольшее количество органических соединений, которые оказывают неблагоприятное влияние на окружающую среду. Процесс отнесения АСПО к тому или иному классу опасности можно рассмотреть на примере месторождений Республики Удмуртия.

Процесс классификации строился на определении с помощью расчетов коэффициента опасности К, который характеризует уровень воздействия на окружающую среду. Для более точного определения класса опасности АСПО следует учитывать, что в их составе присутствуют различные органические компоненты, каждый из которых обладает конкретной степенью опасности. Поэтому важно осуществлять, как количественный анализ, так и качественный. Кроме того, в АСПО присутствуют различные тяжелые металлы и сера, которые не менее опасны для экологии. Однако эти вещества не учитываются при упрощенном расчете класса опасности. Основываясь на этом, специалистами был произведен расчет с учетом воздействия каждого компонента отходов.

Коэффициент опасности для отдельного компонента рассчитывался, как отношение его процентного содержания к коэффициенту его уровня воздействия на экологию. Количество парафина, смол, асфальтенов, связанной воды и серы определялись согласно соответствующих ГОСТов. Количественное содержание тяжелых металлов определялось рентгенофлуоресцентным методом.

Проведенный анализ показал, что АСПО удмуртских месторождений представляют собой сложные гетерофазные системы, состоящие из органических компонентов, воды и минеральных примесей. Их процентное содержание варьируется в довольно широких пределах. Каждый присутствующий в отложениях компонент вносит определенный «вклад» в процесс загрязнения экологии.

Больше всего в проанализированных АСПО присутствуют компоненты органического происхождения, в частности, углеводороды парафиновой группы. Если говорить про воздействие парафина на животный мир, то он не токсичен, но твердый парафин, входящий в состав парафиновых углеводородов, обладает высокой температурой кристаллизации. При попадании в почву это может привести к закупорке имеющихся пор, что лишит почвенный покров нормальной циркуляции воздуха и влаги.

Несмотря на то, что содержание смол и асфальтенов на порядок ниже, их воздействие на физико-химические и экологические показатели нефти довольно существенны. Смолы, к примеру, помимо того, что снижают степень самоочистки поверхностей, провоцируют тяжело смываемые отложения, а также негативно влияют на водно-физические свойства почвы.

Кроме того, в смоло-асфальтеновых веществах содержится основная часть микроэлементов, встречающихся в нефти. Из-за присутствия токсичных веществ, смоло-асфальтеновые вещества способны негативно влиять на живых существ. Среди особо опасных веществ выделяют тяжелые металлы, которые при попадании в почву, связываются в токсичные органоминеральные структуры, и в таком виде имеют способность угнетать деятельность микроорганизмов и представителей растительного мира.

Немаловажное значение на физические характеристики и токсичность отложений оказывает присутствие в АСПО соли, серы и механических примесей. В качестве последних могут выступать элементы корродировавших материалов или включения горных пород.

Основываясь на полученных данных о составе отложений, удалось рассчитать уровень опасности элементов АСПО, а также общее значение класса опасности.

Выяснилось, что наиболее опасными веществами для экологии являются тяжелые металлы, обладающие высокой токсичностью. Но, учитывая тот факт, что процент присутствия тяжелых металлов в АСПО незначителен, их вклад в отнесение отложений к определенному классу опасности несущественен.

Расчет показал, что проанализированные АСПО относятся к третьему классу опасности, что говорит об их умеренном воздействии. Наибольший процент содержания смол и асфальтенов зафиксирован в АСПО Мещеряковского месторождения. Их количество достигло значения практически в 20 процентов, что позволяет относить их ко 2-му классу опасности. Наименьший показатель опасности определен для АСПО Чутырского месторождения. Этому поспособствовало низкое содержание смол и асфальтенов (чуть более 9 %).

Если сравнивать результаты покомпонентного расчета с результатами упрощенного расчета, не учитывающего содержание серы и тяжелых металлов, то можно определить серьезные расхождения по конкретным направлениям исследования, но итоговые значения их сопоставимы.

Выходит, что покомпонентный способ расчета позволяет получать более достоверные данные при определении степени опасности АСПО. Среди анализируемых элементов отложений наибольшую опасность для экологии представляют смолы и асфальтены. Если говорить, про исследованные АСПО месторождений Удмуртии, то они все отнесены к 3-му классу опасности, что говорит о необходимости их переработки и утилизации.