Влияние природно-климатических условий на изменение количества аварий на нефтепроводах Нижневартовского района

Проанализировав зависимость возникновения аварий на нефтепроводах от среднегодовой температуры воздуха установлено, что в холодные годы количество аварий возрастает, так, например, в 2006 г. – среднегодовая температура составляет –3,2°С (абсолютный минимум –50,9°С, 12 января), количество аварий 1678; в 2009 г. среднегодовая температура воздуха –2,8°С (абсолютный минимум –44,8°С, 28 декабря), количество аварий 2206. В теплые периоды число аварий на нефтепроводах уменьшается, в 2003 г. среднегодовая температура воздуха – 1,0°С, количество аварий 543; в 2005 г. – среднегодовая температура - 0,16°С, количество аварий составляет 598 за год (рис.1). Некоторые годы независимо от среднегодовой температуры воздуха количество аварий на нефтепроводах района увеличивались (2007 г., 2008 г.).

С 2006 г. по Нижневартовскому району наблюдается увеличение количества аварий на нефтепроводах (1678 за этот год). В 2007 г. на нефтепромыслах Нижневартовского района зарегистрировано 1399 аварийных разливов и при этом, площадь загрязнения составила 452,4 га [2]. Кроме этого, в 2008 г. было зарегистрировано 1260 случаев, а в 2010 г. – 820 аварий. Самые высокие показатели аварийности по Ханты-Мансийскому автономному округу отмечались на месторождениях Нижневартовского района – ОАО «ТНК-ВР Менеджмент» [3, 8]. В 2009 г. наибольшая численность аварий по округу зарегистрирована также по Нижневартовскому району – 2206 случаев или

45,9% [8]. Основная причина аварий – внутренняя и внешняя коррозия трубопроводов.

В ходе проведенных исследований установлено, что самым холодным месяцем за период с 2003 по 2010 гг. был январь –34,9°С (2006 г.). Среднемесячная температура января –20,8°, а самый теплый месяц в году – июль, среднемесячная температура которого составляет +17,9°С. Абсолютный максимум температуры воздуха наблюдается в июле +33 °С (8 июля 2007 г.). Как видно из рис. 2, при переходах среднемесячных температур осенью количество аварий увеличивается, например, в октябре среднемесячная температура воздуха составляет –0,10С (переход среднесуточных температур через +50С, 00С осенью) и среднее количество аварий за этот период – 109 (рис. 2).

Рис. 1. Зависимость аварий на нефтепроводах от температуры воздуха и минимальной температуры на поверхности почвы за 2003-2010 годы по Нижневартовскому району

Рис. 2. Изменение среднемесячных температур воздуха и количество аварий на нефтепроводах Нижневартовского района

Учитывая взаимосвязь показателей температуры почвы и температуры воздуха, в ходе исследования установлено, что изменение температурного режима почвы вызывает изменение масштабов и действия нефтяного загрязнения. Среднемноголетняя (2003-2010 гг.) минимальная температура на поверхности почвы изменяется от –35^оС (2005 г.) до –54^оС (2007 г.). Максимальная температура почвы в районе Нижневартовска (50^оС) приходится на 2003 и 2007 гг. [5]. Минимальные температуры почвы, как и воздуха, оказывают влияние на увеличение количества аварий на нефтепроводах. Большее количество аварийных ситуаций за 2003-2010 гг. наблюдалось, когда минимальные температуры на поверхности почвы опускались до -47-54 ° С.

Территория исследуемого района расположена в условиях влажного климата, в связи с чем в ходе исследования изучено влияние относительной влажности на состояние трубопроводного транспорта по транспортировке углеводородного сырья. Относительная влажность в целом по ХМАО-Югре характеризуется высокими значениями, годовые её значения находятся в пределах 72-78%. Наибольшая относительная влажность воздуха отмечается в конце осени – в первой половине зимы. В сентябре относительная влажность в 13 часов, когда её значения в суточном ходе минимальные, по территории округа изменяется от 75 до 70%. Начиная с февраля происходит понижение влажности, наиболее интенсивное понижение до 5% от марта к апрелю, самая низкая относительная влажность отмечается в весенне-летнее время. В мае в 13 часов она составляет 50-65%, в июле – 55-60%. Средняя годовая относительная влажность воздуха в районе г. Нижневартовска за 2003-2010 гг. составляет 78,6%. В отдельные годы отмечаются небольшие увеличения данного метеопоказателя до 80-83%. Минимальная относительная влажность изменяется от 19% (2006 г.) до 54% (2007 г.).

Увлажнение территории Нижневартовского района почти целиком зависит от влаги, приносимой с запада. Годовой ход осадков относится к континентальному типу. В холодный период выпадает около 20% годовой суммы. В Нижневартовском районе по сравнению с большей частью ХМАО наблюдается увеличение осадков, что связано с тем, что влага сюда поступает как с циклонами с Атлантического океана, так и с южными циклонами [7]. Максимальное за год количество осадков выпадает в летние месяцы с июня по август. В отдельные годы количество атмосферных осадков может значительно отклоняться от нормы. Годовой минимум осадков отмечается в феврале. Среднее количество осадков за 2003-2010 гг. в Нижневартовске составляет 495,9 мм. Их сумма изменяется из года в год – происходит чередование периодов дефицита и избыточного количества осадков. В некоторые годы количество осадков отклоняется от нормы. Минимум осадков выпало в 2005 г. (336,6 мм и количество аварий на нефтепроводах за этот год составило 598), а 2007 г. отмечен рекордной суммой осадков, которая составила 731,8 мм. Прямолинейной зависимости количества аварий от сумм осадков не наблюдается, но неравномерные и обильные осадки могут привести к размыву траншей, повреждению нефтепроводов, коррозии металла и к другим последствиям.

Снежный покров как составляющая часть подстилающей поверхности способствует выхолаживанию, сроки образования и схода снежного покрова являются одним из главных индикаторов динамики климатических условий изучаемой местности и характеризуют продолжительность морозного периода. В Нижневартовском районе снежный покров образуется в октябре-начале ноября, в некоторые годы образование снежного покрова происходило и в конце сентября, а его сход наблюдается в конце апреля – начале мая. Зимний период длится 6-7 месяцев [5-7]. Средняя высота снежного покрова за зиму составляет от 23,6 см (2010 г.) до 72 см (2003 г.). Наиболее интенсивный рост высоты снежного покрова происходит в период со второй половины ноября и до начала января, когда количество выпадающих осадков увеличивается за счет наибольшей повторяемости циклонального типа погоды. Между высотой снежного покрова и количеством аварий на нефтепроводах Нижневартовского района существует прямая обратная связь, т.е. чем больше высота снежного покрова, тем меньше количество аварий на нефтепроводах. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что аварийные ситуации зависят не только от отдельных характеристик погоды или климатических условий, они взаимосвязаны комплексно.

Изучение климатических ресурсов необходимо для эффективного использования благоприятных факторов климата и преодоления его негативного влияния на состояние трубопроводного транспорта. Под влиянием разрушительных атмосферных воздействий и агрессивных факторов, таких как деформация, перемещение грунта или размыва подводного перехода, близость залегания грунтовых вод, длительные морозные периоды металлические конструкции постепенно утрачивают первоначальный внешний вид и теряют свои качества, что приводит к возникновению аварийных ситуаций. Безотказность и долговечность промысловых трубопроводов в первую очередь определяется природой материалов, из которых изготовлены трубы [4]. Варианты выбора материала труб учитывают состав, обводненность, условия транспортировки сред, назначение трубопровода и ретроспективные данные по аварийности.

Вывод: полученные результаты исследования говорят о том, что трубы, особенно магистральные, должны обладать повышенной износостойкостью и коррозионной стойкостью в различных природно-климатических условиях.