Лаборатория для исследования характеристик нефти

Илья Куликов
директор ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Мурманской области»

Российские и норвежские органы власти в течение ряда лет работают над созданием общей базы для сотрудничества в области ликвидации морских аварийных разливов нефти в Арктике. 

Мурманск, по словам Президента РФ В.В.Путина, - ворота в Арктику. В перспективе он может стать одной из главных баз по исследованию арктических природных ресурсов для обеспечения глобальных энергетических потребностей и защите окружающей среды. Именно в Мурманске в 2006-2011гг. при поддержке норвежской компании «Статойл» и норвежского Института Материалов и Химии «СИНТЕФ» впервые в России был реализован комплексный проект по созданию системы ликвидации аварийных разливов нефти, основанной на знании изменения физико-химических свойств и поведения российской нефти в морской воде в зависимости от конкретных метеоусловий на момент разлива и последующего дрейфа нефтяного пятна. Участниками системы стали Мурманский ЦСМ, МСС «Росморречфлот» и Гидрометеослужба, на каждого из которых были возложены свои задачи. На базе Мурманского ЦСМ была создана и в 2008 году введена в эксплуатацию лаборатория для проведения исследований нефти по методикам норвежского института «СИНТЕФ». В Гидрометеослужбе были установлены программные продукты «СИНТЕФ»: модель изменения свойств нефти (OWM) и модель дрейфа и поведения нефтяного пятна при разливах (OSCAR). МСС «Росморречфлот» получила современное оборудование для сбора нефти.

В 2012 году начатые работы получили развитие в рамках международного проекта «Совершенствование системы реагирования на аварийные разливы нефти и нефтепродуктов путем создания банка данных нефти» (КО 437) Программы приграничного сотрудничества Европейского инструмента соседства и партнерства «Коларктик ИЕСП ПС 2007-2013», который завершается в декабре 2014 года. Его финансирование осуществляют ЕС, Россия, Финляндия и Норвегия. Проект позволил провести исследования 12 проб российской нефти, создать модели изменения свойств и поведения нефти при типичных зимней и летней температурах воды Баренцева моря, провести международные учения, продолжить формирование банка данных нефти. По его результатам будут разработаны рекомендации для российских нефтяных компаний, осуществляющих планирование и организацию ЛРН, о необходимости учета информации об изменении свойств нефти и поведения нефтяного пятна в зависимости от метеусловий и времени нахождения в морской воде.

В основе лабораторных исследований лежат изменения физических и химических свойств нефти и ее поведения при попадании в море. При разливе происходит ряд естественных процессов: растекание, испарение, образование водонефтяной эмульсии, диспергирование типа нефть в воде, которые моделируются в лабораторных условиях на пробах разных типов нефти. Эти исследования принципиально отличаются от испытаний нефти по ГОСТу. В лабораторных условиях создаются образцы выветренной нефти путем отбензинивания сырой нефти, которые соответствуют разным периодам времени нахождения нефти на поверхности моря. Исследования проводятся в условиях, имитирующих морскую среду (использование морской воды, волнения моря, разных температур морской воды). Исследование включает: определение физико-химических характеристик сырой нефти и образцов выветренной нефти, изучение их взаимодействия с морской водой при разных температурах (тестирование на водопоглощение, создание водонефтяных эмульсий с дальнейшим определением их вязкости, стабильность водонефтяных эмульсий, взаимодействие с деэмульгатором), исследование нефти на дисперсность по отношению к химическим диспергентам.

На основе полученных результатов создается компьютерная модель изменения свойств нефти в морской воде. Данная модель соотносит свойства нефти с выбранными условиями (толщина пленки нефти/эмульсии, волнение моря, температура морской воды, скорость ветра) и прогнозирует скорость изменения свойств нефти и ее поведение на морской поверхности.

В настоящее время лаборатория Мурманского ЦСМ имеет три аналитических зала для проведения исследований нефти по физико-химическим показателям, 2 климатические комнаты для моделирования и изучения поведения нефти при взаимодействии с морской водой при низких температурах (от 0оС и выше). Она оснащена современным оборудованием, в том числе специализированным, сотрудники прошли обучение и стажировки в институте «СИНТЕФ». Всего за 2008-2014гг. в лаборатории проведены исследования 25 проб российской нефти. По результатам исследований формируется банк данных, который включает информацию о физико-химических характеристиках сырой нефти (плотность, температура вспышки, температура застывания, углеводородный состав, истинная точка кипения, содержание парафинов, асфальтенов, серы, динамическая вязкость при низких температурах); о физико-химических характеристиках отбензиненных фракций (плотность, температура вспышки, температура застывания, углеводородный состав, водопоглощение, динамическая вязкость при низких температурах); о свойствах водонефтяных эмульсий (стабильность эмульсии, эффективность применения деэмульгатора, динамическая вязкость при низких температурах); данные максимального значения вязкости для химической дисперсии.

Планируется расширение области исследований нефти по физико-химическим характеристикам (давление насыщенных паров, содержание сероводорода, хлористых солей, метил- и этилмеркаптанов, механических примесей) для углубленного исследования с целью создания более точной модели изменения свойств и поведения нефти в морской воде; рассматривается возможность проведения исследований купажированной (бункерной) нефти по физико-химическим показателям с учетом расширенной области исследований, а также освоение методик идентификации купажированной нефти методами хромато-масс-спектрометрии, газовой и жидкостной хроматографии, ИК-спектрометрии, атомной абсорбции с целью детализированной идентификации нефти.

Как работает система ЛРН с учетом информации из банка данных нефти? При аварии оперативно включается механизм идентификации разлившейся нефти по банку данных, выполняется расчет поведения и дрейфа нефти в конкретных метеорологических условиях на конкретный момент времени, передача информации силам реагирования. Прогнозные данные позволяют более точно рассчитать необходимые силы, средства и выбрать наиболее эффективный способ ликвидации разлива с минимизацией затрат и ущерба для окружающей среды. В действующей системе ЛРН в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21.08.2000 N 613 эти данные не учитываются и не используются. Однако, при выполнении любых действий в Арктике главным приоритетом для нефтяных и транспортных компаний должна оставаться охрана окружающей среды, поэтому есть уверенность, что новая технология ЛРН будет востребована.

Россия и Норвегия, являющиеся ближайшими соседями, проживающими и осуществляющими экономическую деятельность в Арктическом регионе, жизненно заинтересованы в сохранении природных ресурсов Крайнего Севера. Уже много лет наши страны сотрудничают в сфере защиты северных морей от нефтяных загрязнений. При этом Норвегией накоплен богатый опыт в организации работ по ликвидации разливов, основанный на знании изменения свойств нефти и ее поведения в морской воде. Получение этих знаний о российской нефти не только актуально, но и будет способствовать совершенствованию международного взаимодействия.

Back to Top
Яндекс.Метрика