Июл 02 2002

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ

И ГАЗА ПО ТРУБОПРОВОДАМ, ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.

И.Л. Учитель

ОАО "Одессагаз", г. Одесса, Украина

Решение энергетических проблем Украины, обеспечение нефтью и газом осуществляется в основном по системам трубопроводов. Автономная республика Крым, получает природный газ по морским трубопроводам, соединяющим группу месторождений в районе поднятия "Голицина" в Черном море с Крымским полуостровом. Есть проекты соединить морскими трубопроводами группу месторождений газа в районе острова Змеиный для его транспортировки на сушу в районе дельты Дуная. Успешное решение задачи сбережения энергоресурсов, обеспечения безаварийного функционирования нефте- и газопроводов определяется уже на уровне их проектирования. Выбор трассы для прокладки трубопровода в море должен учитывать многие факторы, среди которых первое место занимает учет геодинамического фактора, с которым связаны не только быстропротекающие процессы, определяющие сдвиговые нагрузки на трубопровод, но медленные вертикальные движения, с которыми связаны процессы размыва трассы прокладки трубопровода.

ОАО "Одессагаз" на протяжении нескольких лет проводит исследования, направленные на совершенствование методов районирования территорий по фактору геодинамического риска. Основные положения разработанных методов запатентованы (патенты Украины № 2001085732, 2001085733, 2001085734, 2001085736). Экспертные оценки ведущих специалистов в области геодинамики, изучавших причины разрывов таких трубопроводов, как нефтепровод "Дружба", высоко оценили наши разработки и считают разработанные методические решения применимыми как для трубопроводов среднего и низкого давления, так и для магистральных трубопроводов высокого давления.

Нарушения герметизации трубопроводов связаны не только с прямым экономическим ущербом, но и с побочными эффектами, такими, как

загрязнение окружающей среды. Для снижения риска аварий на трубопроводах необходимо детальное изучение мест их прокладки, районирование территорий по фактору геодинамического риска, с которым связаны не только эндогенные, но и экзогенные проявления.

Проектирование, строительство и эксплуатация трубопроводов в основном ведется без учета глубинного строения осадочного чехла и кристаллической толщи земной коры, предполагая, что геологический риск обусловлен лишь сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими ситуациями, интенсивной техногенной нагрузкой на верхнюю (0-50 м.) часть геологической среды. Однако, на качество строительства, если подходить к этому с точки зрения современных представлений о "жизнедеятельности" земной коры в целом, от поверхности Земли и до процессов, происходящих в мантии, будут влиять не только экзогенные, но и эндогенные процессы в земной коре. Иными словами можно сказать, что разрушение инженерных сооружений возможно за счет современных движений вдоль нарушений не только в осадочной, но и кристаллической части земной коры.

Известно, что зоны тектонических нарушений и, особенно, их узлов приводят к ухудшению свойств грунтов над ними, что в условиях техногенного фона микросейсм влияет на масштабы развития деформаций инженерных сооружений и при освоении резервных территорий подземного и наземного пространства. Разломы такого типа, выявляются очень трудно, но их роль в инженерно-геологической характеристике среды может быть очень существенной, поскольку такие структуры оказываются хорошо проницаемыми для растворов и газов и фактически обеспечивают пути их миграции по всему разрезу осадочного чехла в горизонтальном и вертикальном направлениях, изменяя свойства геологической среды. Исследования показывают, что развитие экзогенных процессов провоцируется эндогенными воздействиями на среду и точный прогноз мест их возможного развития необходим для дальнейшего строительства и эксплуатации действующих объектов.

В настоящее время решение вопросов районирования территорий по опасным природным воздействиям осуществляется путем изготовления долгосрочных карт, например – сейсморайонирования, карстовой опасности, являющихся нормативными документами для составления строительных норм и правил (СНиП). В то же время, существуют оценки специалистов о том, что долгосрочные карты районирования принципиально не могут служить достаточной основой для принятия оперативных решений по предупреждению чрезвычайных ситуаций, необходимо иметь среднесрочные и краткосрочные прогнозы опасностей и на их основе прогнозировать возникновение чрезвычайных ситуаций.

Нами разработаны перспективные направления обеспечения оперативного диагностирования территорий, подверженных геодинамическому риску с учетом временных изменений напряженно-деформированного состояния земной коры. Методические решения проблемы районирования территорий (акваторий) по фактору геодинамического риска базируются на теоретических положениях о морфоструктурном районировании территорий, основанном на представлениях о блоковой структуре земной коры, согласно которому относительно однородные пространства – блоки, ограничены узкими подвижными зонами. Линейные элементы рельефа – это спрямленные участки эрозионных форм, уступы разновысотных уровней на междолинных пространствах. Они отражают тектонические нарушения фундамента и чехла осадочных пород. Поэтому близкие, преобладающие простирания и плотность линейных форм рассматриваются как показатель морфоструктурной однородности, и граница блока проходит там, где резко и существенно меняется господствующее простирание линейных элементов рельефа, меняется их плотность. Большое число тектонических нарушений, проникающих на значительные глубины, создает повышенную проницаемость горных пород и приводит к усилению флюидных потоков. Это дает возможность использование дистанционных методов для контроля напряженно деформированного состояния земной коры.

В последние годы наиболее эффективным методом мониторинга окружающей среды, в том числе напряженно-деформированного состояния земной коры, являются дистанционные методы с использованием искусственных спутников Земли. Съемки поверхности Земли в многоспектральном диапазоне, прецизионные лазерные и радиолокационные измерения в настоящее время успешно конкурируют с традиционными наземными методами геодеформационного мониторинга.

В качестве примера предлагаем Вашему рассмотрению геодинамическую ситуацию второй декады мая 2001 года. 16 мая в результате анализа спутниковой съемки в многоспектральном диапазоне были выделены линейные элементы облачного покрова ортогональной ориентации рис.1.

Анализ сейсмичности подтвердил возникновение деформаций вдоль названных линейных зон. Вдоль линеаментов, образующих ортогональную блоковую структуру протяженностью несколько тысяч километров (Эгейское море – Балтийское море и Балтийское море – Бискайский залив) возникли микросейсмические проявления. Возникшие деформационные процессы на другой день 17 мая вызвали в Одессе нарушения герметизации газопроводов. В этот день произошло 18 аварий (фоновое значение 2 аварии). Аварии с порядковыми номерами 3, 4, 5, 6, 7 прошли с интервалами 5-10 минут, как и аварии с порядковыми номерами 9,10,11 и 13, 14, 15, 16. Из перечисленных, аварии с порядковыми номерами 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16 прошли вдоль меридианального тектонического нарушения показанного на рис.2.

Рис.1. ИК изображение Европы 16 мая 2001 г

Рис. 2. Схема аварий газопроводов в Одессе 17 мая 2001 г.

Важно отметить, что аварии, выделенные жирным шрифтом прошли в севернее Михайловской площади по улице Косвенной вдоль меридионального участка разлома, выраженного в рельефе местности фрагмента блоковой структуры ортогональной ориентации. Остальные аварии пришли в другом районе с ортогональной ориентацией рельефа местности в районе ул. Ильфа и Петрова, в целом образуя линейную зону, показанную на рисунке.

Приведенный пример наглядно иллюстрирует возможность диагностирования и, в какой-то мере, прогнозирования геодинамического риска.

Предлагаемые методические решения могут быть использованы не только при проектировании трасс трубопроводов на суше и в море, но и таких сферах хозяйственной деятельности, как составление земельного кадастра, страхования. Разработанные технологии позволяют значительно повысить безопасность эксплуатации трубопроводов. Решение проблемы определения мест экстремальных деструктивных воздействий геодинамических процессов на трубопроводы является не только одним из важнейших факторов обеспечения безопасности и снижения прямых экономических потерь, но и связано с предотвращением негативного экологического влияния на окружающую среду.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.