Челомбитко Сергей Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры физики и приборостроения
Тюмень
Sergey I. Chelombitko Doctor of Engineering, Professor at the Department of Physics and Instrument Engineering
Tyumen
В процессе разработки нефтяных месторождений по различным причинам случаются сквозные повреждения промысловых трубопроводов, приводящие к аварийным утечкам и разливам нефти по дневной поверхности.
На основании обследования в 2001 году территорий Ямало-Ненецкого АО специалистами Госкомэкологии было установлено, что половина участков компактного сосредоточения скважин («кустов») содержит нефтяные разливы, при этом с учетом особенностей функционирования утечек на месторождениях реальная площадь загрязнения превышает визуально определенную в 2,5–10 раз. По данным некоторых источников, в России к началу 2000-х годов находилось в эксплуатации около 350 тыс. км внутри промысловых и межпромысловых нефтепроводов, на которых ежегодно происходят 50–60 тыс. сквозных повреждений (порывов, коррозионных отверстий), сопровождающихся утечками, при этом объемы вытекшей нефти оцениваются от 1 до 7 % от общего объема добычи.
Установлено, что ежегодный вынос нефтей и нефтепродуктов крупнейшими реками Западной Сибири в моря Арктики составляет: Обь — до 600 тыс. т, Енисей — до 360 тыс. т, Лена — до 50 тыс. т, а только в бассейн реки Оби каждый год поступает до 1,5 млн т, в результате чего около 250 рек и 1 200 ручьев потеряли свое природное значение. Если аварийные утечки происходят в весеннее время, когда на дневной поверхности существует слой талой воды, то распространение нефтяного пятна по поверхности воды из-за влияния ветра может быть значительным, и, соответственно, способствовать более масштабному и неконтролируемому загрязнению территории. Свободное перемещение нефтяного пятна по водной поверхности может привести к достижению нефтью границ важных охранных объектов (рек, озер, ручьев) и последующему их загрязнению. Поэтому математическое моделирование процесса аварийного распространения вытекшей нефти по естественной поверхности, покрытой слоем талой воды, является актуальным для различных ситуаций в инженерной практике.
Выполнение прогнозных расчетов по предлагаемой математической модели дает возможность оценивать динамику распространения нефтяного пятна по водной поверхности, на основании чего можно осуществлять необходимые мероприятия по локализации разлива и недопущению загрязнения важных природоохранных объектов.
Field pipeline failures can occur for various reasons during oil field development, resulting in emergency oil spills on the surface. In 2001, specialists from the State Committee on Ecology examined the Yamal-Nenets autonomous district and found that half of the areas with dense concentrations of wells referred to as "clusters," contained oil spills. In addition, considering the functioning characteristics of leaks at oil fields, the actual pollution area is estimated to be 2.5 to 10 times larger than what can be visually observed. According to some sources, by the early 2000s, approximately 350,000 kilometres of in-field and inter-field oil pipelines were operational in Russia. These field pipelines experienced between 50,000 to 60,000 failures each year, including ruptures and corrosion holes with leaks. The volume of oil spilt was estimated to range from 1% to 7% of the total production volume.
It has been found that the annual discharge of oils and oil products from major rivers in Western Siberia into the Arctic seas amounts to: the Ob River contributes up to 600,000 tons, the Yenisei River up to 360,000 tons, and the Lena River up to 50,000 tons. In the Ob River basin alone, up to 1.5 million tons of oil are discharged each year, resulting in the loss of natural significance for approximately 250 rivers and 1,200 streams. Emergency leaks that occur in spring, when a layer of meltwater is present on the surface, can cause the oil slick to spread extensively due to wind effects, leading to uncontrolled environmental pollution. Oil slick movement on the water surface may extend to important protected areas, such as rivers, lakes, and streams, resulting in further contamination. Therefore, mathematical modelling of the emergency spread of spilt oil on a natural surface covered with meltwater is essential for addressing various situations in engineering practice. Predictive calculations using the proposed mathematical model allow for the evaluation of the oil slick's spread dynamics, providing the basis for necessary actions to localize the spill and prevent pollution of critical protected natural areas.
Predictive calculations using this mathematical model can help evaluate the dynamics of the oil slick's spread, providing a basis for necessary actions to localize the spill and prevent pollution of critical protected natural areas.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.