Оценка риска газодобывающей отрасли Республики Саха (Якутия)

Изучение причин большого числа техногенных катастроф показало, что необходима разработка методологии управления риском аварий, которая позволила бы оценить баланс между масштабами возможного ущерба от потенциальных аварий системы с ее технико-экономическими преимуществами. Сбор и обработка статистических данных по отказам газопровода Мастах - Берге -Якутск ведутся с момента его ввода в эксплуатацию. На основе этих данных была построена гистограмма количества отказов и аварий за весь период эксплуатации (рис. 1).

Рис. 1. Гистограмма количества отказов и аварий

Анализ риск-факторов должен включать [3]: идентификацию опасностей; определение причин, которые могут привести к возникновению опасных ситуаций; разработку вероятных сценариев развития нежелательных событий; составление списка мер безопасности, которые могут предотвратить наступление таких событий; составление списка мер по снижению масштабов ущерба потенциального происшествия; описание последствий, происшествие которых может оказать влияние на людей и окружающую среду; анализ частот реализации сценариев на основе фактических данных за прошлый период; нанесение отметки риска на матрицу риска; фиксирование любых дополнительных мер или действий, которые могут быть рассмотрены в целях дальнейшего уменьшения риска, связанного со сценарием.

В настоящей методике под опасностью или риск-фактором понимается потенциальный источник потерь (вреда), который может быть нанесен людям, имуществу или окружающей среде, а также любое неконтролируемое событие или условие, способное самостоятельно или в совокупности с другими событиями и условиями привести к инциденту, аварийной или чрезвычайной ситуаций. Наиболее типичные источники возникновения опасных ситуаций приведены в табл. 1.

Таблица 1. Источники возникновения риск-факторов (опасностей)

Сценарии разрабатываются исходя из опасностей, обнаруженных на этапе их идентификации и анализе последствий проявления. Детальность проработки сценариев определяется наличием исходной информации и условиями определения характера и условий возникновения последствий. При определении возможного набора сценариев учитывается, что одно и то же событие может вызывать различные последствия, которые, в свою очередь, обусловлены различными риск-фактора-ми и их сочетанием. При этом учитывается, что к инциденту могут привести несколько одновременно или последовательно возникающих опасностей. Конечной целью данного этапа является обеспечение полноты анализа, то есть определение возможных путей наступления опасных последствий и цепочек событий от выявленных опасностей к этим последствиям. В наибольшей степени этим целям удовлетворяют методы построения и анализа логико-временной последовательности событий и деревьев отказов [4].

Таблица 2. Характер и уровни воздействий на окружающую среду

В соответствии с [4,5] в данном исследовании каждая из указанных категорий воздействий будет характеризоваться уровнем воздействий, отражающим их тяжесть. Уровни воздействий представляют собой разбиение всего диапазона возможных последствий по качественным признакам (табл. 2, 3, где уровень I соответствует наиболее тяжелым последствиям с понижением серьезности последствий при переходе к более низким уровням II, III и IV).

Таблица 3. Характер и уровни воздействия на безопасность людей

Анализ частот реализации сценариев. На основе анализа причин, условий и ущерба произошедших отказов и аварий на объектах добычи, переработки и транспортировки газа и нефти Республики Саха (Якутия) определены следующие основные риск-факторы аварийных ситуаций магистральных трубопроводов эксплуатируемых в зоне многолетнемерзлых грунтов: сложные природноклиматические условия эксплуатации: низкие температуры, нерегулярное электроснабжение, ветровые нагрузки, снежный покров, обледенение, возможность подтопления, многолетнемерзлые грунты; большое количество речных переходов; большая протяженность магистрального газопровода; непроектные участки трубопроводов на слабоне-сущих участках (болота, мари и поймы рек); большая вероятность образования газоконденсатных и гидратных пробок; большой объем технологических трубопроводов выработавших свой ресурс; лесные пожары; человеческий фактор. А также последствия аварий (в порядке убывания вероятности): образование свищей, разливы газоконденсатов на суше, так и на водной поверхности (на поймах рек, озера и болота); пожары в лесах и в окрестностях магистрального газопровода; пожары и взрывы в населенных пунктах; горение паров газоконденсата в открытом пространстве при высоких летних температурах; загрязнение воздуха токсичными продуктами горения; загрязнение воды населенных пунктах; взрыв, пожар и «огненные шары» при пожаре в газораспределительных стациях и объектах газодобычи и переработки; отключение подачи газа на объекты ЖКХ и коммунально-бытового хозяйства; отключение подачи электроэнергии в центральном энергетическом районе республики; размораживание объектов ЖКХ и коммунально-бытового хозяйства; прекращение работы всех жизненно важных объектов центрального района республики, при этом последствия в зимнее время будут колоссальны по ущербу и человеческим жертвам.

Поражающими факторами рассмотренных аварий являются: ударная волна; тепловое излучение и горячие продукты горения; открытое пламя и горящие газонефтепродукты (газоконденсат); токсичные продукты горения; осколки разрушенного оборудования, трубопроводов и емкостей, обрушение зданий и конструкций. По величине вероятных зон действия поражающих факторов на персонал объекта и оборудование наиболее опасными сценариями являются: взрыв, крупный пожар газа и пролива с выходом газоконденсата за пределы охранной зоны; горение газовоздушной смеси в воздухе; попадание газотранспортирующего и перерабатывающего оборудования, сосудов и емкостей с газоконденсатами в открытое пламя и образование «огненного шара».

Современные методы оценки риска и моделирования катастрофических природных процессов и техногенных аварий все теснее взаимодействуют с информационными технологиями, такими как геоинформационные технологии, реляционные системы управления базами данных и хранилища данных, сбор и обработка данных дистанционного зондирования (аэро- и космических снимков), архивация и хранение растровых изображений, и т.д. В [5] выполнен анализ аварийных ситуаций на газопроводах и объектах энергетики Республики Саха (Якутия) с частичной оценкой антропоген-ного воздействия. Собраны, проанализированы и введены в базу геоинформационных данных данные о чрезвычайных происшествиях, техногенных авариях и природных стихийных явлениях на территории РС(Я) за период 1963-2008 гг., проведены оценки индивидуальных и комплекс-ных рисков для отдельных территорий (улусов), построены карт риска и районирование риска. Разработаны методические, технологические подходы, позволяющие на основе мониторинга, анализа риск-факторов и моделирования прогнозировать риски аварийных ситуаций; разработана концепция управления природно-техногенной безопасностью с учетом низких климатических температур.