Строительство трубопроводов ведется в Ханты-Мансийском автономном округе-Югре с 1964 г. — с момента начала эксплуатации нефтяных месторождений в городах Урае и Нефтеюганске. В среднем за год вводится около 2.0–2.5 тыс.км трубопроводов для расширения нефтедобычи, обустройства новых лицензионных участков, а также в целях капитального ремонта и находящихся в эксплуатации существующих длительное время трубопроводных сетей, состояние которых становится неудовлетворительным.
Общая протяженность сетей трубопроводов на территории округа в 2006 г. составляет 82938 км (табл. 1).
Таблица 1. Протяженность сетей трубопроводов на территории округа в 2006 г.
Основная часть существующих трубопроводов проектировалась и строилась в 70 — 80 годах ХХ века (табл. 2).
Таблица 2. Трубопроводы, построенные в 70–80-х годах, в процентном отношении от существующих
С тех пор ситуация на нефтяных месторождениях изменилась значительно: началась стадия разработки, которая характеризуется большими объемами добываемой жидкости и высокой обводненностью продукции скважин по сравнению с допустимой проектной загрузкой трубопроводов.
С увеличением обводненности растет коррозионная агрессивность перекачиваемой жидкости и, как следствие, — аварийность в системах сбора, транспорта нефти и газа, системы ППД. С течением времени трубопроводные сети устаревают физически и морально — изменяются направления и величины потоков жидкости, требования к параметрам и способам прокладки трубопроводов и т.д. Недостаточное и несвоевременное выделение финансовых средств компаниями на капитальное строительство и ремонт приводит к затягиванию сроков восстановления надежности трубопроводной системы, снижению эксплуатационной надежности трубопроводов, росту аварийности и величины эколо-гического ущерба.
Часто при проектировании обустройства лицензионного участка недр производственные объекты сбора, подготовки, хранения нефти, а также объекты системы поддержания пластового давления концентрируются на центральных площадках с большой мощностью. В связи с этим увеличивается протяженность трубопроводов по транспортировке жидкости, завыша-ются диаметры трубопроводов, снижается скорость потоков транспортирующей жидкости, тем самым возрастает вероятность увеличения скорости коррозии трубопроводов. Среди неблагоприят-ных факторов необходимо также отметить низкую ингибиторную защиту трубопроводов, а именно- ограниченные объемы и зачастую нарушения технологии дозирования, отсутствие на основных направлениях камер пуска и приема очистных устройств на основных направлениях трубопроводной системы для периодической очистки трубопро-водов, использование в системе ППД вод поверхностных источников без соответствующей обработки, приводящее к высокой биокоррозии трубопроводов.
Оценка сроков эксплуатации трубопроводов представлена в табл. 3, на рис. 1.
Таблица 3. Срок эксплуатации и протяженность действующих трубопроводов
Рис. 1. Срок эксплуатации действующих трубопроводов
Ущерб, наносимый авариями на нефтепромысловых трубопроводах, складывается из следующих факторов, которые в разной степени оказывают отрицательное влияние на экологию окружающей среды, а также в конечном итоге на экономику нефтяных компаний и на государство в целом:
разлив нефти и пластовой (подтоварной) воды;
косвенные потери нефти в результате простоя скважин при остановках трубопроводов на момент ликвидации аварий;
загрязнение окружающей среды лицензионного участка недр;
затраты на ликвидацию аварии и рекультивацию земель, очистку водных объектов;
штрафы компании за загрязнение территории.
Повышение надежности и экологической безопасности функционирования трубопроводов — это комплексный процесс, включающий:
применение труб повышенной стойкости к коррозии (с внутренним антикоррозийным покрытием, из неметаллических и композиционных материалов) при проектировании и строительстве;
оптимизацию трасс прокладки трубопроводов с учетом динамики потоков жидкости при разработке месторождений и инженерно-геологических условий строительства, исключение тупиковых, застойных зон в трубопроводах;
оптимизацию выбора технических решений по обустройству — децентрализацию объектов сбора и подготовки нефти и ППД, сокращение протяженности перекачки продуктов с более агрессивной средой, обеспечение оптимальных режимов скоростей;
снижение агрессивности транспортируемой жидкости (ингибирование);
мониторинг состояния трубопроводов, включая своевременную диагностику трубопроводов;
планирование и регулярное выполнение профилактических работ, капитального и текущего ремонта, реконструкции трубопроводов;
планирование мероприятий и своевременное их выполнение по локализации и ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов и химических реагентов.
При эксплуатации нефтяных месторождений особое значение имеют плановая реконструкция и капитальный ремонт трубопроводов, которые позволяют заблаговременно снизить вероятность аварийных разливов нефти, подтоварной воды. Планирование реконструкции, как правило, связано с трудностью достоверного расчета допустимых сроков службы трубопроводов из-за большого количества существенных факторов — материала труб, инженерно-геологических условий территории, качества строительства, коррозионных свойств перекачиваемой жидкости, температурных и гидравлических режимов, необходимости выборочных замеров остаточной толщины труб. В условиях, когда нефтяные компании не обладают достоверной информацией по этим параметрам, не имеют достаточной научно-технической подготовки, главным принципом плановой реконструкции должна быть полная замена труб, отслуживших определенный срок. При этом чем изношеннее действующие трубопроводы на месторождении, тем выше должны быть темпы их реконструкции. С учетом характера роста аварийности с возрастом трубопроводов предлагается для оценки необходимых темпов реконструкции использовать квадратичную зависимость относительно средневзвешенного срока эксплуатации трубопроводов.
Средневзвешенный срок службы по месторождению оценивает возрастное состояние труб в целом по месторождению в текущем году и определяется по следующей формуле:
где Li — длина трубопровода, введенного в i-й год,
Ti — срок службы введенного в i-й год трубопровода по отношению к текущему году (возраст трубопровода).
Необходимый ежегодный объем реконструкции трубопроводов данного назначения определяется по следующему соотношению:
Lрек = K*T2ср,
где k — коэффициент, который должен определяться дифференцированно, с учетом назначения трубопровода, типа материала труб, условий эксплуатации. При изложенном подходе к определению ежегодных темпов реконструкции вероятность аварийных разливов нефти в результате действия коррозии должна значительно снизиться.
В настоящее время Департаментом по нефти, газу и минеральным ресурсам Ханты-Мансийского автономного округа — Югры и Научно-аналитическим центром рационального недропользования им. В.И. Шпильмана сформированы принципы системы мониторинга состояния трубопроводов и проводятся мероприятия по ее внедрению.
Главными принципами мониторинга состояния трубопроводов систем обустройства нефтяных месторождений являются:
учет количества (протяженности по всем видам
— нефтепроводы, газопроводы, водоводы), сроков строительства и эксплуатации трубопроводов различного назначения по каждому лицензионному участку недр;
учет и контроль состояния трубопроводов;
учет и контроль состояния аварийности по лицензионным участкам и типам трубопроводных систем;
требования проведения нефтяными компаниями ежегодных работ по контролю состояния, диагностике, оценке остаточного ресурса трубопроводов;
контроль гидравлических режимов работы трубопроводов;
требования по разработке и выполнению планово-предупредительных ремонтов и реконструк-ции трубопроводов.
За 2006 г. на основе сведений по трубопроводам, предоставленных недропользователями, сформирова-на база данных ежегодных объемов ревизии, диагностики, реконструкции трубопроводов, их замены и ликвидации. База данных построена в виде отдельных блоков, объединенных по геоинформацион-ным признакам с другими данными по объектам производственной инфраструктуры, которые ведутся в интегрированной базе данных недропользования Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. На основе отчетов, предоставляемых нефтяными компаниями, формируются сводные данные по объемам и качеству ревизии, диагностике, реконструкции трубопроводов, накапливаются сведения по строительству, а также демонтажу трубопроводов. В результате ведения этой базы в целом по автономному округу и по каждому лицензионному участку формируется полное представление о сроках эксплуатации трубопроводов, объемам работ по вводу, замене, консервации, а также объемам инвестиций. Наличие данных по аварийности на трубопроводах по лицензионным участкам делает возможным проведение анализа по степени соответствия мероприятий, проводимых нефтяными компаниями, требованиям реальных условий функционирования трубопроводных систем.
Для дальнейшего совершенствования большой и важной совместной работы Департамента по нефти, газу и минеральным ресурсам и Научно-аналитического центра им. В.И. Шпильмана предстоит еще многое сделать, а именно:
Собрать и систематизировать информацию по фактическому состоянию трубопроводов в разрезе каждого лицензионного участка недр в соответствии с действующими технологическими схемами обустройства месторождений, в том числе по назначению (нефтепроводы, газопроводы, водоводы). Это очень большая и кропотливая работа, а самое главное
— необходимо отработать механизмы сбора, полноты и достоверности предоставляемой информации, систематизации, наложения на другие виды информации по данному вопросу. Необходимо также разработать такую программу на основе накопленной базы данных, которая позволяла бы выявлять части трубопроводов, наиболее подверженные авариям для их своевременной замены.
Обеспечить ежегодное поступление от всех организаций: Программ по строительству, реконструкции, капитальному и текущему ремонту трубопроводов и площадных объектов производственной инфраструктуры; Программ природоохранных и природовосстановительных мероприятий в разрезе каждого лицензионного участка недр, а также ежегодных отчетов по их выполнению в соответствии с постановлением Правительства Ханты-Мансийского автономного округа-Югры «О внесении изменений и дополнений в Постановление Правительства Ханты-Мансийского автономного округа-Югры от 19.04.2004 №171-п» (в редакции Постановления Правительства автономного округа от 17.04.2006 №77-п).
Разработать типовые формы Программы по строительству, реконструкции, капитальному и текущему ремонту трубопроводов и площадных объектов производственной инфраструктуры и Программы природоохранных и природо-восстановительных мероприятий, согласовать их с организациями, заинтересованными органами государственной власти и принять в установленном порядке.
Провести анализ состояния объектов производственной инфраструктуры, создать базы данных на основе материалов программ недропользователей по строительству, реконструкции, текущему и капитальному ремонту. Подготовить предложения к темпам строительства, реконструкции, капитального ремонта трубопроводов с целью снижения аварийности и экологической нагрузки на территорию.
Разработать алгоритм принятия решений на уровне органов государственной власти при рассмотрении и согласовании данных Программ на основе имеющейся базы данных, а также возможные меры административного воздействия на неисполни-тельных руководителей отдельных организаций, не выполняющих требования Государства.
Выработать единую позицию с Департаментом охраны окружающей среды и экологической безопасности автономного округа, ГП Ханты-Мансийского автономного округа-Югры «Научно-аналитический центр рационального недропользования им. В.И. Шпильмана», ОАО «НПЦ „Мониторинг“ и другими заинтересованными лицами по созданию единой Базы данных на основе планов ЛРН, программ по строительству, реконструкции, капитальному и текущему ремонту объектов производственной инфраструктуры, программ природоохранных и природовосстановительных мероприятий, отчетов по их выполнению и сведениям по разливам нефти, нефтепродуктов, газового конденсата, подтоварной воды.
Автор: Канева М.П., Протасов А., Коровин В.А., Подлеснова В.И.
