PLATFORMY WIERTNICZE A ZANIECZYSZCZENIA WÓD

Platforma wiertnicza jest to najczęściej konstrukcja pływająca wyposażona w urządzenie wiertnicze, przeznaczona do wykonywania odwiertów pod dnem akwenu. Sporadycznie bywa ona wykorzystywana do eksploatacji podmorskich złóż węglowodorów (gaz ziemny, ropa naftowa) – w odróżnieniu od platform wydobywczych.

Ropa naftowa i towarzyszący jej gaz ziemny zalegają zarówno pod powierzchnią lądów, jak i mórz. Około jednej trzeciej światowych zasobów pochodzi z podmorskich pól naftowych, z których większość znajduje się w Zatoce Perskiej, na Morzu Północnym i w Zatoce Meksykańskiej. Wydobywanie ropy naftowej i gazu ziemnego na morzu jest droższe od prac wydobywczych na lądzie, jednak ogólne koszty eksploatacji są zwykle dużo niższe. Ma na to wpływ przede wszystkim większa rozległość podmorskich złóż, które zapewniają dłuższą eksploatację i w efekcie obniżają koszty wydobycia.
Po stwierdzeniu obecności ropy w miejscu skąd będzie prowadzony odwiert, rozpoczyna się budowa platformy morskiej. Jest to konstrukcja ze stali lub żelbetu, stała lub pływająca, zaopatrzona w odpowiednie urządzenia i wyposażenie. Aby zapobiec zalewaniu przez wodę platformy, pozostawia się pod nią tzw. przestrzeń powietrzną, ponieważ korozja oraz ciśnienie wody na konstrukcję pokładu mogą stanowić zagrożenie. Wielkość tej przestrzeni ustala się biorąc pod uwagę maksymalną wysokość fali na akwenie, na którym platforma ma być ustawiona.
Pod względem przeznaczenia platformy morskie dzielimy na: wiertnicze, wydobywcze, magazynowe, produkcyjne i mieszkalne. Jedna platforma może mieć kilka przeznaczeń. Znajduje się na niej wiele urządzeń niezbędnych do prowadzenia ustalonych prac podmorskich, m. in. Wiertnice morskie, urządzenia dźwigowe, maszynownie, zespoły prądnic, zbiorniki paliwa oraz magazyny rur, płuczki i inne materiały używanie do wierceń oczyszczania wody, stacje pomp, pomieszczenia mieszkalne i socjalne załogi, magazyny ropy lub gazu, urządzenia do oczyszczania i przerabiania ropy, skraplania gazu itp.
Najważniejszy element platformy morskiej stanowi wiertnica morska, składająca się z wieży wiertniczej, na której zawieszone są przewody wiertnicze ze świdrami. Wieża sięga na wysokość kilkudziesięciu metrów a jej udźwig dochodzi do kilkudziesięciu ton. Zanim rozpoczyna się wiercenia eksploatacyjne, załoga platformy wykonuje wiercenia wstępne, służące do określenia głębokości i wielkości złóż ropy lub gazu. W tym celu w głąb ziemi wpuszcza się nabijane diamentami niezwykle twarde wiertło, zamocowanie na długim ciągu stalowych rur. Rury zwisają z wieży wiertniczej na skomplikowanym systemie bloków, przekładni i przewodów, utrzymujących konstrukcję ważącą dziesiątki ton i obracaną przez silniki wysokoprężne. W miarę zagłębiania się wiertła w złoże ciąg rur przedłuża się kolejnymi odcinkami. Rury ciągu są w środku puste; tłoczy się nimi w dół szlam. Czyli mieszaninę wody, iłów, dodatków chemicznych oraz zawiesiny złożonej z różnorodnych składników. Wydostający się z otworu w wiertle szlam unosi ze sobą odpady skalne i wypływa na powierzchnie – w innym wypadku okruch mogłyby uszkodzić wiertło. Na powierzchni szlam trafia do zbiorników, w których usuwa się z niego skalny złom. Oczyszczony szlam kieruje się ponownie do ciągu wiertniczego. Po dotarciu do złoża roponośnego i zaprzestaniu tłoczenia szlamu, pustymi rurami zaczyna płynąć ropa unoszona w złożu przez wysokie ciśnienie. Platformy wiertnicze umożliwiają prowadzenie odwiertów na głębokościach dochodzących do 1000 metrów, jednak na większości z nich instaluje się urządzenia pozwalające na prace na wodach nie głębszych niż 400-600 metrów. Współczesne platformy mogą obsłużyć nawet do 60 odwiertów jednocześnie; część z nich znajduje się bezpośrednio pod platformą, natomiast pozostałe są od niej oddalone i połączone z nią rurociągami leżącymi na dnie morza.
Wydobyty gaz transportuje się następnie na ląd rurociągiem, natomiast oczyszczona ropa jest wtłaczana w zbiorniki balastowe u podstawy platformy i przechowywana w nich do czasu przypłynięcia zbiornikowca.

ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z WYDOBYCIA ROPY NAFTOWEJ

Przyjmuje się, że środowisko morskie zanieczyszczane jest w 40% przez statki w wyniku ich normalnej eksploatacji, 42% zanieczyszczeń pochodzi z gospodarki na lądzie (przemysłowej i komunalnej), 8% z urządzeń wiertniczych i szybów wydobywczych, a pozostałe 10% z awarii zbiornikowców .

Do głównych zagrożeń można zaliczyć:
- wycieki ropy naftowej i gazu z rurociągów, zbiorników magazynujących, instalacji zdawczo-odbiorczych lub uszkodzonych poszyć statków;
− opadanie zwiercin na dno podczas wykonywania otworu;
− stosowanie i zrzucanie płuczek wiertniczych, zawierających ropę naftową;
− zrzuty tzw. wody produkcyjnej, zawierające szereg chemikaliów, bakterii i drobnoustrojów wydobywanych ze złoża lub wytworzonych podczas rutynowego funkcjonowania platform produkcyjnych;
− zrzuty płynów, ścieków, wody z mycia pokładu, cementu, śmieci oraz innych zanieczyszczeń i odpadów wytworzonych podczas normalnej eksploatacji statków, platform, wież wiertniczych oraz innych jednostek pływających. Substancje toksyczne, takie jak metale ciężkie i trudno rozkładalne związki organiczne dostają się do łańcucha pokarmowego i odkładają się w tkankach ciała ryb i ssaków morskich, poważnie wpływając na ich stan zdrowia.

WYCIEKI ROPY NAFTOWEJ DO MORZA

Ropa naftowa może skazić środowisko w dwóch sytuacjach – podczas poszukiwań i eksploatacji, oraz w czasie transportu. O ile erupcje związane eksploatacją są rzadkie i szybko opanowywane, to prawdziwą plagą dla środowiska są awarie powstałe w czasie transportu – głównie katastrofy tankowców (np. MT Exxon Valdez, MT Prestige).

Katastrofy wielkich zbiornikowców zdarzają się na świecie prawie co rok. Wyciek ropy naftowej spowodowany awarią zbiornikowca ma bardzo poważne skutki: ropa szybko rozprzestrzenia się po powierzchni morza tworząc na wodzie warstewkę o grubości 0,3 mm i powodując zanieczyszczenie wybrzeża. Najlżejsze składniki ropy parują, a najcięższe mieszają się z wodą morską i powoli opadają na dno. Lepka ropa skleja pióra ptaków morskich oraz skrzela ryb i innych zwierząt wodnych. Na skażonym obszarze ropa uniemożliwia zwierzętom wodnym poruszanie się, oddychanie i odżywianie się. Warstwa ropy nie przepuszcza potrzebnego organizmom tlenu i promieniowania słonecznego. Bakterie stopniowo usuwają ropę, zużywając do tego celu cały tlen rozpuszczony w wodzie.

SKUTKI WYCIEKU SPRZED 20 LAT

W 20 lat w wyniku katastrofy tankowca Exxon Valdez w Zatoce Księcia Williama, nastąpił wyciek ropy naftowej, którego skutki odczuwalne są do chwili obecnej.

Tankowiec należący do koncernu Exxon, światowego potentata naftowego, rozbił się o podwodną skałę w marcu 1989 r. Do oceanu wyciekło wtedy ponad 40 mln litrów ropy naftowej.

Wyciek ropy spowodował zalanie czarną mazią 3,8 tys. południowego wybrzeża stanu Alaska, którego skutkiem było ćwierć miliona padłych ptaków, niepoliczalne ilości martwych ryb, tysiące fok, wydr morskich i uszatek.

Dla wielu występujących tam gatunków wyciek ropy oznaczał wyginięcie. Obecnie zagrożona jest populacja norek, która została w wyniku katastrofy zdziesiątkowana i nie zdołała się odrodzić. Ekolodzy twierdzą, że jest ich tak mało, że grozi im wyginięcie.

WPŁYW NA LUDZKIE ZDROWIE

Składniki ropy przenikają także do komórek organizmu ludzkiego poprzez błony komórkowe. Część ropy naftowej gromadzi się w tkance tłuszczowej. Następuje uszkodzenie organów wewnętrznych, co objawia się stanami zapalnymi, wysiękami surowiczymi, krwawymi wybroczynami i zwyrodnieniami. Spożywanie zanieczyszczonej wody i żywności prowadzi do zaburzeń hormonalnych i procesów krwiotwórczych. Dochodzi do zwłóknienia i stłuszczenia szpiku kostnego oraz do osłabienia ruchów mięśniowych. U zatrutych osób występują objawy niespecyficzne: bóle głowy, rozwolnienie, białkomocz, kaszel, szum w uszach, pobudliwość nerwowa, bezsenność, obrzęk płuc. Osoby pracujące przy usuwaniu tego typu zanieczyszczeń muszą nosić odzież ochronną, gogle, maski i rękawice .

ZAGROŻENIA FALAMI SEJSMICZNYMI

Badania sejsmiczne są wstępną identyfikacją obszarów roponośnych. Polegają na wywołaniu fali dźwiękowej, która rozchodzi się w środowisku wodnym, nie są obojętne dla środowiska, szczególnie dla ryb. Mimo, że prowadzone na całym świecie analizy dotyczące ubocznych skutków prowadzenia badań sejsmicznych nie dają podstaw do nadmiernych obaw, nie powinno się ich jednak przeprowadzać w okresach ochronnych dla fauny. Fale dźwiękowe o dużym natężeniu mogą być szkodliwe dla ikry oraz narybku (powodować jego obumieranie). W przypadku dorosłych osobników mogą się zdarzyć przypadki ogłuszenia, szczególnie w pobliżu źródła wytwarzającego falę dźwiękową.

ZAGROŻENIA MORZA BAŁTYCKIEGO NA PRZYKŁADZIE LOTOS PETROBALTIC SA

Petrobaltic prowadzi działalność w zakresie poszukiwania i wydobycia węglowodorów w polskiej wyłącznej strefy ekonomicznej Morza Bałtyckiego, na lądowym obszarze Litwy oraz szelfie Morza Norweskiego.

Firma posiada własne zaplecze sprzętowe służące poszukiwaniu i wydobyciu węglowodorów spod dna morskiego. Głównymi jej aktywami produkcyjnymi są: platforma wydobywcza Baltic Beta, platforma wiertnicza Petrobaltic oraz tankowiec Icarus III.

Pod koniec 2013 roku spółka zakupiła nową platformę wiertniczą która nazywać się będzie Lotos Petrobaltic, natomiast obecna platforma Petrobaltic zostanie przebudowana na obiekt wydobywczy.

Łącznie koncern wydobywa blisko 5 tys. baryłek ropy naftowej dziennie. Zasoby wydobywalne ropy naftowej, dla koncesji, którymi zarządza LOTOS, wynoszą ok. 55 mln baryłek oraz 4,5 mld m3 gazu ziemnego.

GŁÓWNE OBSZARY DZIAŁALNOŚCI POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEJ

Aktualnie eksploatowane jest polskie złoże ropy naftowej B3 (zlokalizowane w odległości ok. 70 km od brzegu, na północ od Władysławowa) za pomocą platformy „Baltic Beta”, a na złożu B8, prowadzone są przygotowania do eksploatacji za pomocą platformy „Petrobaltic”.

JAK DZIAŁAJĄ PLATFORMY WIERTNICZE NA BAŁTYKU?

Stała załoga platformy liczy ok. 100 osób, ale w zależności od ilości pracy tę liczbę można redukować.

Ropa znajduje się tu na głębokości ok. 1,5 tys. m pod dnem morza. Wydobywa się ją dwunastoma otworami eksploatacyjnymi. W specjalnych urządzeniach separacyjnych zainstalowanych na platformie "Baltic Beta" następuje oddzielenie gazu od ropy.

Ropa jest przesyłana rurociągami podmorskimi poprzez boję cumowniczo-przelewową na tankowiec "Icarus III", na którym jest magazynowana. Po napełnieniu tankowca przewozi on ropę do Portu Północnego w Gdańsku.
Z kolei gaz jest transportowany podmorskim rurociągiem do Władysławowa, gdzie spółka "Energobaltic" używa go do napędu turbin lokalnej elektrociepłowni.
Przedsiębiorstwo Petrobaltic wydobywa rocznie od 180 do 230 tys. ton ropy naftowej.

.

Stosowane zabezpieczenia techniczne przed
eksploatacyjnym i awaryjnym przedostaniem się ropy
naftowej do środowiska morskiego

ZABEZPIECZENIA PRZECIWERUPCYJNE

Są to zabezpieczenia zainstalowane na stałe na otworach badawczych lub eksploatacyjnych.
Otwory eksploatacyjne mają następujący system zabezpieczenia przeciwerupcyjnego:
- Poniżej dna morskiego, w otworze, zamontowany jest wgłębny zawór bezpieczeństwa na rurkach wydobywczych. Może on zamknąć wypływ ropy z otworu, np. w przypadku awarii konstrukcji platformy (przemieszczenie lub przewrócenie się w wyniku działania sztormu lub wskutek kolizji morskiej).
- W otworze eksploatacyjnym zamontowany jest tzw. paker eksploatacyjny, który uszczelnia przestrzeń między rurami okładzinowymi a wydobywczymi.

BIERNIE ZABEZPIECZENIE ŚRODOWISKA MORSKIEGO

Biernym zabezpieczeniem środowiska morskiego jest system usuwania rozlewu ropy naftowej z powierzchni morza. Na zabezpieczenie to składają się środki organizacyjne i techniczne:
Środki organizacyjne:
Określa je plan zwalczania rozlewów dla platformy, obejmujący:
- organizację działań zwalczania rozlewu,
- system alarmowania i powiadamiania w zależności od skali rozlewu,
- dokumentację prac oraz zasady dowodzenia jednostkami zwalczającymi rozlew.
Środki techniczne do usuwania rozlewów olejowych na morzu. Jest to zestaw zapór przeciwolejowych, sorpcyjnych i zbieraczy, zdolnych do podjęcia pierwszych działań oczyszczających przy użyciu statków serwisowych obsługujących platformę.

PODSUMOWANIE

W warunkach Bałtyku, który jest morzem wewnętrznym o niewielkich rozmiarach, rozlew ropy naftowej od ilości około 5 000 m3 można uznać za katastrofalny, gdyż prawdopodobieństwo zanieczyszczenia brzegów morskich jest bardzo wysokie.
W wyniku takiego rozlewu należy spodziewać się:
- znacznego ubytku w populacji ryb i pozostałej fauny morskiej,
- dużych strat wśród ptaków żerujących w odległości od kilku do kilkunastu kilometrów od brzegu morskiego lub mających swe siedliska w rejonie brzegu morskiego,
- zagrożenia flory przybrzeżnej, w tym również na terenach objętych programem „Natura 2000”,
- zanieczyszczenia ropą naftową brzegu morskiego, w tym plaż, co może spowodować wykluczenie ich funkcji rekreacyjnych na kilka lat i wynikające z tego istotne straty finansowe w budżetach gmin nadmorskich.

Należy jednak nadmienić, że skala zanieczyszczenia morza z powodu erupcji będzie o wiele mniejsza, niż miałoby to miejsce w przypadku awarii zbiornikowca. Ruch zbiornikowców na Bałtyku wzrasta, stwarzając znacznie większe zagrożenie dla czystości morza, niż w przypadku przewidywanej technologii opróbowywania otworów.

Wprawdzie doprowadzenie stanu środowiska naturalnego do stanu sprzed awarii jest możliwe, jednak działania umożliwiające to związane będą z bardzo wysokimi nakładami finansowymi oraz przebiegać będą w wieloletniej pespektywie czasowej związanej z koniecznością długotrwałej biologicznej odbudowy populacji, odbudowy biologii plaż morskich, rekultywacji brzegu, itp.
W związku z powyższym istnieje konieczność konstruowania, utrzymania w wysokiej skuteczności oraz doskonalenia systemu minimalizującego skutki ekologiczne i ekonomiczne awaryjnego rozlewu ropy naftowej o opisanej skali przez opracowywanie, doskonalenie i wdrażanie planów ratownictwa ekologicznego na odpowiednich szczeblach oraz dysponowanie ustanowionymi i wdrożonymi procedurami określającymi precyzyjnie zasady działania i współdziałania służb odpowiedzialnych za prowadzenie akcji ratowniczej. Ze względu na spodziewaną, wyjątkowo dużą ilość pól operacyjnych i długość odcinków operacyjnych liczoną w kilometrach, można uznać, że aktualnie kraj nie jest przygotowany na skuteczne prowadzenie działań oczyszczających w tak dużej skali. Dlatego istniejące powiatowe i wojewódzkie plany ratowniczo – gaśnicze powinny być bezwzględnie zweryfikowane pod kątem usuwania katastrofalnego skażenia morskiej linii brzegowej.