W niniejszej rozprawie doktorskiej opracowana została nowa metodyka analizy ryzyka środowiskowego w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych. Do szacowania ryzyka wykorzystano metodę jakościową analizy ryzyka oraz technikę macierzy. W pierwszej części rozprawy doktorskiej zostały przedstawione wyniki badań wpływu prac poszukiwawczych na środowisko. Na podstawie opracowanych wyników badań przeprowadzono szczegółową analizę, polegającą na określeniu wpływu prac związanych z udostępnianiem gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w skali przemysłowej na środowisko. Zaproponowane zostały również środki ograniczające ryzyko, których wdrożenie w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych powinno w znacznym stopniu ograniczyć ich wpływ prac na środowisko.
Na podstawie przeprowadzonych w rozprawie doktorskiej badań wpływu prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych, sformułowano następujące wnioski:
1. Przy zachowaniu odpowiednich standardów środowiskowych i BHP, prace poszukiwawcze gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych nie powinny mieć istotnego wpływu na środowisko.
2. Zasoby wód podziemnych w przeanalizowanych jednolitych częściach wód podziemnych będą wystarczające do realizacji prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych na skalę przemysłową. Pobór wód podziemnych nie będzie miał znaczącego wpływu na gospodarowanie wodami podziemnymi w badanych obszarach.
3. Z przeprowadzonych analiz stosowanych w trakcie prac wiertniczych płuczek wiertniczych wynika, że użycie płuczki wiertniczej na bazie oleju mineralnego spowodowało zmniejszenie zapotrzebowania na wodę oraz ilość wytwarzanych odpadów wydobywczych.
4. W przypadku stosowania płuczek na bazie wody, zwierciny i zużyte płuczki, przy braku kontaktu z ropą naftowa i kondensatem, powinny być traktowane jako odpady wydobywcze - inne niż niebezpieczne. Zwierciny powstałe w trakcie realizacji otworów przy wykorzystaniu płuczki wiertniczej na bazie oleju mineralnego, każdorazowo powinny być traktowane jako odpady niebezpieczne.
5. Dla ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko zwierciny i zużyte płuczki powinny być deponowane w przeznaczonych do tego celów składowiskach odpadów lub unieszkodliwiane w odpowiednich procesach fizyczno-chemicznych.
6. Zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych w zbadanych płuczkach wiertniczych, zwiercinach oraz płynie szczelinującym były na niskim poziomie, odpowiadającym ich naturalnej koncentracji w środowisku.
7. Stosowane składniki cieczy szczelinującej według Rozporządzenia (WE) nr 1272/2008 klasyfikowane są jako substancje lub mieszaniny niebezpieczne dla środowiska wodnego i zdrowia ludzi. Niemniej jednak po ich zmieszaniu z wodą, koncentracja związków spada poniżej wartości dopuszczalnych, które klasyfikują je jako substancje i mieszaniny niebezpieczne.
8. W celu ograniczenia ilości wody stosowanej do zabiegów hydraulicznego szczelinowania, płyn pozabiegowy powracający na powierzchnię powinien być poddany procesowi oczyszczania i ponowie użyty do przygotowani nowej partii cieczy szczelinującej.
9. Płyn pozabiegowy w przypadku oddania go do utylizacji traktowany powinien być jako odpad inny niż niebezpieczny.
10. Przeprowadzone modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu wykazały, że w celu spełnienia standardów emisyjnych, konieczne jest zasilanie urządzenia wiertniczego z sieci energetycznej oraz stosowanie specjalistycznych reduktorów tlenków azotu. Przy tak skonfigurowanym sprzęcie możliwe jest odwiercenie w ciągu roku kalendarzowego sześciu otworów horyzontalnych z jednej wiertni oraz wykonanie zabiegów hydraulicznego szczelinowania w trzech otworach poszukiwawczych. W przypadku braku reduktorów tlenków azotu możliwe jest wykonanie zabiegów hydraulicznego szczelinowania tylko w dwóch otworach wiertniczych.
11. Generowany w trakcie prac poszukiwawczych hałas jest jednym z bardziej odczuwalnych skutków tych prac w środowisku. Stosowanie urządzenia wiertniczego zasilanego z sieci energetycznej oraz budowa ekranów akustycznych w postaci wałów ziemnych znacznie zmniejsza uciążliwość akustyczną w rejonie ich prowadzenia Wykonane badania wykazała, że hałas generowany w trakcie zabiegów hydraulicznego szczelinowania w porze nocnej
chronionych akustycznie. Budowa ekranów akustycznych o wysokości 10 m wokół wiertni nie wpłynie w znacznym stopniu na zmanię poziomu hałasu w rejonie prowadzonych zabiegów hydraulicznego szczelinowania.
12. Dla ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko wiertnia w pierwszej kolejności powinna być lokalizowana na gruntach zurbanizowanych i przemysłowych, następnie na obszarach rolniczych. Najniekorzystniejszym wyborem z punktu widzenia ryzyka środowiskowego jest zlokalizowanie w obszarach leśnych i chronionych.
W celu udowodnienia postawionej tezy ˜=DVWRVRZDQLHDQDOL]\U\]\NDRUD]URGNyZ
RJUDQLF]DMF\FK RGG]LDÆ\ZDQLH QD URGRZLVNR SURZDG]L GR RJUDQLF]HQLD QHJDW\ZQHJR ZSÆ\ZX SUDF SRV]XNLZDZF]\FK JD]X ]LHPQHJR ]H ]Æy* QLHNRQZHQFMRQDOQ\FK
QD URGRZLVNR QDWXUDOQH· w drugiej części rozprawy doktorskiej opracowana została dwuetapowa metodyka analizy ryzyka środowiskowego. Pierwszy etap analizy dotyczy ryzyka środowiskowego związanego z wyborem lokalizacji prac poszukiwawczych, drugi natomiast ryzyka środowiskowego mogącego wystąpić w trakcie prac poszukiwawczych. Na podstawie wcześniej wykonanych badań i analiz wpływu prac poszukiwawczych na środowisko, zaproponowano 12 kryteriów środowiskowych oraz wyznaczono 34 zagrożenia, które mogą wystąpić w trakcie poszczególnych etapów prac poszukiwawczych. W obu etapach ryzyko środowiskowe zostało sklasyfikowane w trójstopniowej skali: „M” – małe, „Ś” – średnie, „D” – duże. Opracowana metodyka została zweryfikowana w praktyce przemysłowej poprzez przeprowadzenie analizy ryzyka środowiskowego dla trzech otworów poszukiwawczych, realizowanych na terytorium Polski w latach 2011 - 2013. Otrzymane wyniki analizy ryzyka środowiskowego odzwierciedlają realne problemy, które wystąpiły w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych, a które mogły zostać zminimalizowane poprzez zastosowanie środków ograniczających ich oddziaływanie na środowisko. Poprzez zastosowywanie opracowanej w pracy doktorskiej metodyki analizy ryzyka środowiskowego można było skutecznie ograniczyć wpływ na środowisko czynności, którym przypisano średni i wysoki poziom ryzyka.
Na podstawie analizy ryzyka środowiskowego przeprowadzonego na podstawie opracowanej metodyki wyciągnąć następujące wnioski:
1. Dzięki poprawnie przeprowadzonej analizie ryzyka środowiskowego związanego z lokalizowaniem prac poszukiwawczych, już w fazie projektowej istnieje
możliwość podjęcia decyzji, czy wybrana lokalizacja wiertni jest optymalna pod względem wpływu prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych na poszczególne elementy środowiska.
2. Wdrożenie wyników analizy ryzyka środowiskowego związanego z lokalizacją wiertni, pozwoli skutecznie ograniczyć wpływ prac poszukiwawczych na środowisko.
3. Zastosowanie analizy ryzyka środowiskowego w trakcie prac poszukiwawczych, możliwe jest ocenienie słabych punktów w projekcie, mogących mieć istotny wpływ na środowisko.
4. Zastosowanie zaproponowanych w rozprawie doktorskiej środków ograniczających ryzyko środowiskowe w znaczący sposób pozwala zmniejszyć wpływ prowadzonych prac poszukiwawczych na środowisko.
5. Opracowana nowa metodyka analizy ryzyka środowiskowego może być skutecznie stosowana przez firmy prowadzące prace poszukiwawcze i eksploatację węglowodorów ze złóż konwencjonalnych.
SPIS RYSUNKOW
Rys. 2.1. Widok powierzchni terenu zajmowanego przez wiertnie w USA - złoże gazu
ziemnego „Wyoming Field” ... 10
Rys. 2.2. Sposób udostępniania niekonwencjonalnego złoża gazu ziemnego za pomocą otworów horyzontalnych ... 11
Rys. 2.3. Sposób oczyszczania płynu pozabiegowego w mobilnej instalacji ... 31
Rys. 3.1. Diagram analiza muchy - bow tie ... 40
Rys. 3.2. Diagramu Ishikawy ... 40
Rys. 4.1. Widok lokalizacji prac wiertniczych ... 44
Rys. 4.2. Rozmieszczenie obszarów o różnej wartości ekologicznej wokół wiertni ... 45
Rys. 4.3. Lokalizacja form ochrony przyrody wokół otworu poszukiwawczego ... 46
Rys. 4.4. Profil geologiczny otworu poszukiwawczego ... 47
Rys. 4.5. Zdjęcie sejsmiczne z lokalizacją otworu poszukiwawczego ... 48
Rys. 4.6. Lokalizacja studni ujęciowych na tle JCWPd oraz głównych zbiorników wód podziemnych. ... 49
Rys. 4.7. Widok poszczególnych etapów prac przygotowawczych ... 50
Rys. 4.8. Urządzenie wiertnicze Masseranti MAS 6000E podczas realizacji otworu poszukiwawczego ... 51
Rys. 4.9. Schemat poboru próbek gleby na terenie wiertni. ... 55
Rys. 4.10. Lokalizacja otworów badawczych, powietrza gruntowego na terenie wiertni ... 58
Rys. 4.11. Schemat instalacji do badania powietrza gruntowego ... 59
Rys. 4.12. Schemat zajęcia terenu przez wiertnię. ... 60
Rys. 4.13. Lokalizacja miejsc poboru próbek wody powierzchniowej ... 62
Rys. 4.14. Lokalizacja punktów monitoringu wód podziemnych ... 65
Rys. 4.15. Lokalizacja źródeł hałasu podczas prac wiertniczych ... 109
Rys. 4.16. Rozkład izofon 45 i 55 db wokół wiertni podczas prowadzenia prac wiertniczych ... 110
Rys. 4.17. Lokalizacja źródeł hałasu podczas hydraulicznego szczelinowania ... 111
Rys. 4.18. Rozkład izofon 45 i 55 db wokół wiertni podczas prowadzenia zabiegu szczelinowania hydraulicznego – pomiary hałasu ... 112
Rys. 4.19. Lokalizacja emitorów na wiertni podczas prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych. ... 117
Rys. 5.1. Algorytm analizy ryzyka środowiskowego przy wyborze lokalizacji miejsca prowadzenia prac poszukiwawczych. ... 135
Rys. 5.2. Macierz ryzyka do oceny wyboru lokalizacji wiertni ... 140
Rys. 5.3. Algorytm analizy ryzyka środowiskowego w trakcie trwania prac poszukiwawczych ... 143
Rys. 5.4. Macierz do określenia ryzyka środowiskowego podczas prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych. ... 163