Analysis of geo-ecological factors influencing the choice of development option for the Kumzhinskoye gas condensate field

Full Text

Введение Кумжинское газоконденсатное месторождение расположено в северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (рис.). В административном плане оно находится в Ненецком автономном округе в 65 км к северо-востоку от города Нарьян-Мара. Месторождение открыто в 1974 г. Геологические запасы газа по сумме категорий С1+С2 составляют 124 499 млн м3, конденсата 6535 тыс. т[72]. По величине запасов - относится к крупным месторождениям[73]. Лицензия на освоение месторождения принадлежит компании «СН Инвест» - дочерней компании «РусХим». На сегодняшний день Кумжинское месторождение находится в стадии подготовки к разработке. Работы по добыче, транспортировке и переработке природного газа на месторождении не ведутся по причине аварии на скважине № 9, произошедшей в 1980 г. [1]. Несмотря на то, что аварию устранили, местные жители периодически до настоящего времени обнаруживают отдельные выходы газа из образовавшихся грифонов на поверхность[74]. Чтобы решить данную экологическую проблему, необходимо ввести Кумжинское газоконденсатное месторождение как можно быстрее в промышленное освоение. Изображение выглядит как текст, Шрифт, снимок экрана, белый Автоматически созданное описание Обзорная схема расположения Кумжинского месторождения Источник: составлено И.С. Румянцевым, М.Г. Губайдуллиным. Overview of the location of the Kumzhinsky deposit Source: compiled by I.S. Rumyantsev, M.G. Gubaidullin. Цель исследования - обзор и детальный анализ геоэкологических факторов, влияющих на выбор варианта освоения Кумжинского месторождения. Материалы и методы исследования Материалами для выполнения исследования являются имеющиеся данные о Кумжинском месторождении (отчеты по результатам проведенных геологоразведочных работ на месторождении, научные статьи по месторождению). На Кумжинском газоконденсатном месторождении осуществлены поисковые, разведочные и оценочные работы. По результатам этих работ составлены отчеты[75]. На Кумжинском месторождении после аварии были проведены экологические исследования, послужившие основой для написания научных работ [1-3]. Конечным этапом освоения месторождения природного газа является получение готовой продукции, которая будет использоваться в промышленности, производстве или для бытовых нужд. Примером готовой газовой продукции могут служить метанол, газ для бытовых нужд, топливо. Рассмотрим варианты использования газа Кумжинского месторождения с учетом влияющих геоэкологических факторов. Первый вариант освоения предполагает кустовое бурение скважин с последующим извлечением природного газа из продуктивных пластов, транспортировку газа по промысловым трубопроводам до установки предварительной подготовки газа (УППГ) в районе п. Красное, строительство газопровода от УППГ до пункта размещения газохимического комплекса (ГХК) и терминала по отгрузке метанола в районе мыса Большой Румяничный в 50 км от поселка Индига (НАО). Протяженность газопровода от УППГ до пункта переработки газа (мыс Большой Румяничный) составит 278 км[76]. Во втором варианте освоения предусмотрено кустовое бурение скважин с последующим извлечением природного газа из продуктивных пластов, транспортировка газа по промысловым трубопроводам до УППГ, размещение УППГ, ГХК и терминала по отгрузке метанола в 18 км на северо-восток от п. Красное (Ненецкий автономный округ) на границе р. Печора и залива Василково. В связи с тем что УППГ и площадка ГХК будут располагаться рядом, нет необходимости строить между ними длинный газопровод (278 км), как в первом варианте[77]. Третьим вариантом освоения может служить кустовое бурение скважин с последующим извлечением природного газа из продуктивных пластов, транспортировка газа по промысловым трубопроводам до Ванейвисского нефтегазоконденсатного месторождения, которое планируется разрабатывать совместно с Лаявожским нефтегазоконденсатным месторождением компаниями «Лукойл» и «Газпром». В дальнейшем будет построен газопровод, который войдет в единую газотранспортную систему[78]. Протяженность газопровода от Кумжинского месторождения до Ванейвисского составит примерно 60-70 км. На выбор варианта освоения Кумжинского месторождения влияют различные геоэкологические факторы. Эти факторы можно разделить на несколько групп. Их характеристика представлена в табл. 1. Таблица 1. Классификация влияющих факторов Наименование фактора Описание фактора Пример Физико- географические условия Особенности рельефа, гидрографии, гидрологические и гидрометеорологические условия территории - Пойменный рельеф - Большое количество болот, озер, ручьев - Ледовая обстановка морского порта Освоенность территории Логистика, уровень хозяйственного освоения территории - Отсутствие железных и круглогодичных автомобильных дорог - Ограниченный сезон грузоперевозок - Маленькое количество населенных пунктов Инженерно- геологические условия Геокриологические условия, опасные экзогенные геологические процессы - Распространение многолетнемерзлых пород - Морозное пучение грунтов - Заболачивание территории Экологические факторы - Площадь изъятия земель - Наличие особо охраняемых природных территорий (ООПТ) - Слабая устойчивость тундровых экосистем к техногенным воздействиям - Площадь изъятия земель под строительство газопровода и пункт переработки газа - Невозможность проведения газопромысловых работ в границах ООПТ - Неспособность тундровых экосистем к быстрому самовосстановлению после техногенного воздействия Источник: составлено И.С. Румянцевым, М.Г. Габайдуллиным Table 1. Classification факторof influencing factors Name of the factor Description of the factor Example Physical and geographical conditions Features of relief, hydrography, hydrological and hydrometeorological conditions of the territory - Floodplain relief - Large number of swamps, lakes, streams - Ice situation of the seaport Development of the territory Land statistics, the logistics, the level of economic development of the territory - Lack of railways and circular roads - Limited season of cargo transportation - Small number of localities Engineering and geological conditions Geocryological conditions, dangerous exogenous geological processes - Distribution of permafrost rocks - Frost heaving of soils - Waterlogging of the territory Environmental factors - The area of land withdrawal - The number of specially protected natural areas (SPNAs) - Weak resistance of tundra ecosystems to man-made impacts - The are of land seized for the construction of the gas pipeline and the gas processing point - The impossibility of carrying out gas field operations within the boundaries of protected areas - Inability of tundra ecosystems to quickly recover from man-made impacts Source: compiled by I.S. Rumyantsev, M.G. Gubaidullin. Рассмотрим более подробно каждую группу геоэкологических факторов, представленных в табл. 1, и их влияние на выбор маршрута транспортировки газа и варианта размещения пункта газопереработки. Физико-географические условия Для первого варианта маршрута транспортировки газа и размещения пункта газопереработки характерны следующие физико-географические условия: - проектируемая трасса газопровода будет пересекать реки Печора и Индига и множество маленьких речек, ручьев, болот; - рельеф проектируемой трассы газопровода между Кумжинским месторождением и поселком Индига равнинный имеет отметки до 110 м[79]; - проектируемый порт Индига (мыс Большой Румяничный) является незамерзающим из-за влияния теплого течения Гольфстрим. Для второго варианта характерными особенностями физической географии являются: - рельеф проектируемой площадки ГХК и морского терминала равнинный, имеет отметки до 20 м[80]; - замерзающий проектируемый порт в районе поселка Красное; - рассматриваемая территория расположена в зоне тундры, имеет много болот, озер, ручьев, небольших речек; - проектируемый порт расположен на правом берегу реки Печора, в 50 км от ее впадения в Коровинскую и Печорскую губы Печорского моря. Для третьего варианта характерны следующие особенности физической географии: - рельеф проектируемой трассы трубопровода между Кумжинским и Ванейвисским месторождениями равнинный, имеет отметки до 40 м[81]; - проектируемая трасса газопровода будет пересекать реку Ортина и несколько маленьких речек, ручьев, болот; - рассматриваемый район расположения объектов переработки газа находится недалеко от рек Ортина и Воргашор. Освоенность территории Территория первого варианта размещения пункта переработки газа не имеет ни автомобильных, ни железных дорог. Единственным вариантом доставки грузов служит морской транспорт. Ближайшим населенным пунктом является поселок Индига. Территория второго варианта также не имеет ни автомобильных, ни железных дорог, но расположена неподалеку от поселка Красное, который соединен автомобильной дорогой с городом Нарьян-Мар - центром Ненецкого автономного округа, а тот, в свою очередь, соединен круглогодичной автодорогой с городом Усинск Республики Коми. Территория третьего варианта размещения объектов переработки газа расположена в границах Ванейвисского нефтегазоконденсатного месторождения. Территория не имеет ни автомобильных, ни железных дорог, но расположена неподалеку от автомобильной дороги, соединяющей Нарьян-Мар с городом Усинск Республики Коми. Инженерно-геологические особенности Первый и третий рассматриваемые районы расположены в зоне островного распространения многолетнемерзлых пород[82]. Второй район размещения объектов переработки газа отличается отсутствием многолетнемерзлых пород[83]. Для всех трех районов характерен процесс заболачивания территории. Экологические факторы На всех трех территориях исследования особо охраняемых природных территорий (ООПТ) нет. Экосистемы всех трех территорий являются слабоустойчивыми к воздействиям техногенных нагрузок и трудно восстановимыми. Немаловажным фактором при выборе варианта освоения месторождения является площадь земель, которая подвергнется антропогенному влиянию. Для первого варианта потребуется изъять около 40 км земель для строительства промыслового трубопровода между месторождением и УППГ (район п. Красное), 278 км земель проектируемой трассы газопровода от УППГ до м. Большой Румяничный и часть земель под фундамент ГХК и морского терминала. Для второго варианта будут затронуты около 40 км земель для строительства промыслового трубопровода между месторождением и УППГ, часть земель под площадку ГХК и морского терминала, а также подводная часть земель (примерно 50 км), также необходимо будет провести дноуглубительные работы для выхода танкеров-газовозов в Печорскую губу. Для третьего варианта потребуется изъять около 60 км земель для промыслового трубопровода между Кумжинским и Ванейвисским месторождениями. Результаты и обсуждение Результатом исследования является оценка влияния факторов на выбор варианта освоения Кумжинского месторождения. В табл. 2-4 представлено ранжирование рассмотренных факторов по значимости от одного до десяти баллов с учетом степени влияния для всех трех вариантов освоения месторождения: 1-2 - очень низкое (имеет наименьшее значение); 3-4 - низкое (оказывает несильное влияние); 5-6 - среднее (оказывает сильное влияние); 7-8 - высокое (оказывает очень сильное влияние); 9-10 - очень высокое (основные факторы влияния). В соответствии с принятым принципом присвоения балльных оценок влияющим факторам (чем больше степень ограничения, тем выше балл) ранжирование вариантов будет осуществляться по возрастанию суммы баллов. Минимальная сумма баллов будет соответствовать наиболее благоприятному варианту освоения месторождения, максимальная - наихудшему [2]. Таблица 2. Ранжирование факторов по первому варианту освоения Факторы Баллы Физико-географические условия Особенности рельефа 5 Особенности гидрографии 5 Гидрологические и гидрометеорологические условия 1 Освоенность территории Логистика 9 Уровень хозяйственного освоения территории 9 Инженерно-геологические особенности Геокриологические условия 7 Опасные экзогенные геологические процессы 5 Экологические факторы Площадь изъятия земель 9 Наличие особо охраняемых природных территорий 1 Слабая устойчивость тундровых экосистем к техногенным воздействиям 9 Сумма 60 Источник: составлено И.С. Румянцевым, М.Г. Габайдуллиным Table 2. Ranking of factors for the first development option Factors Scores Physical and geographical conditions Relief features 5 Hydrography features 5 Hydrometeorological and hydrometeorological conditions 1 Territory Logistics 9 Level of economic development of the territory 9 Engineering and geological features Geocryological conditions 7 Dangerous exogenous geological processes 5 Environmental factors Land withdrawal area 9 Availability of specially protected natural territories 1 Improving the General stability of tundra ecosystems to climate change man-made impacts 9 Sum 60 Source: compiled by I.S. Rumyantsev, M.G. Gubaidullin. Таблица 3. Ранжирование факторов по второму варианту освоения Факторы Баллы Физико-географические условия Особенности рельефа 2 Особенности гидрографии 2 Гидрологические и гидрометеорологические условия 6 Освоенность территории Логистика 5 Уровень хозяйственного освоения территории 5 Инженерно-геологические особенности Геокриологические условия 2 Опасные экзогенные геологические процессы 5 Экологические факторы Площадь изъятия земель 5 Наличие особо охраняемых природных территорий 1 Слабая устойчивость тундровых экосистем к техногенным воздействиям 9 Сумма 42 Источник: составлено И.С. Румянцевым, М.Г. Габайдуллиным. Table 3. Ranking of factors for the second development option Factors Scores Physical and geographical conditions Relief features 2 Hydrography features 2 Hydrometeorological and hydrometeorological conditions 6 Territory Logistics 5 Level of economic development of the territory 5 Engineering and geological features Geocryological conditions 2 Dangerous exogenous geological processes 5 Environmental factors Land withdrawal area 5 Availability of specially protected natural territories 1 Improving the General stability of tundra ecosystems to climate change man-made impacts 9 Sum 42 Source: compiled by I.S. Rumyantsev, M.G. Gubaidullin. Таблица 4. Ранжирование факторов по третьему варианту освоения Факторы Баллы Физико-географические условия Особенности рельефа 2 Особенности гидрографии 2 Гидрологические и гидрометеорологические условия 1 Освоенность территории Логистика 5 Уровень хозяйственного освоения территории 5 Инженерно-геологические особенности Геокриологические условия 5 Опасные экзогенные геологические процессы 5 Экологические факторы Площадь изъятия земель 3 Наличие особо охраняемых природных территорий 1 Слабая устойчивость тундровых экосистем к техногенным воздействиям 9 Сумма 38 Источник: составлено И.С. Румянцевым, М.Г. Габайдуллиным. Table 4. Ranking of factors for the third development option Factors Scores Physical and geographical conditions Relief features 2 Hydrography features 2 Hydrological and hydrometeorological conditions 1 Territory Logistics 5 Level of economic development of the territory 5 Engineering and geological features Geocryological conditions 5 Dangerous exogenous geological processes 5 Environmental factors Land withdrawal area 3 Availability of specially protected natural territories 1 Improving the General stability of tundra ecosystems to climate change man-made impacts 9 Sum 38 Source: compiled by I.S. Rumyantsev, M.G. Gubaidullin. Для первого варианта освоения общая сумма баллов по всем факторам составляет 60. Наибольшее влияние оказывают такие факторы, как освоенность территории и экологические факторы. Наименьшее влияние - физико-географические условия. Для второго варианта освоения общая сумма баллов по всем факторам составляет 42. Наибольшее влияние оказывают экологические факторы, наименьшее - инженерно-геологические особенности. Для третьего варианта освоения общая сумма баллов по всем факторам составляет 38. Экологические факторы оказывают наибольшее влияние. Наименьшее влияние - физико-географические условия. Для всех трех вариантов экологические факторы оказывают наибольшее влияние. Проанализировав все три варианта освоения месторождения, можно сделать вывод, что третий вариант освоения месторождения будет оказывать наименьшее негативное воздействие на компоненты окружающей среды. На втором месте - второй вариант освоения, на третьем - первый вариант. Заключение Таким образом, проанализировав геоэкологические факторы, влияющие на выбор варианта освоения Кумжинского месторождения, можно сделать вывод, что наиболее решающими факторами являются: - физико-географические условия; - логистика; - геокриологические условия; - экологические факторы. Исходя из перечисленных факторов, третий вариант освоения Кумжинского месторождения является наиболее благоприятным для сохранения окружающей среды, так как будет нарушен меньший процент площади земельных ресурсов под объекты газового промысла.

About the authors

Ivan S. Rumyantsev

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Author for correspondence.
Email: iv.rumiantseff2017@yandex.ru
postgraduate student of the Department of Transport, Storage of Oil, Gas and Oil and Gas Field Equipment 17 Northern Dvina Embankment, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation

Marsel G. Gubaidullin

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Email: m.gubaidulin@narfu.ru
Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor, Head of the Department of Transport, Storage of Oil, Gas and Oil and Gas Field Equipment 17 Northern Dvina Embankment, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation

References

Supplementary files