Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.

Раздел 2. Источники ионизирующих излучений и загрязнений окружающей среды радиоактивными веществами

2.3. Искусственные источники ионизирующих излучений и их характеристика

2.3.4. Добыча и переработка углеводородного сырья

Природные углеводороды содержат небольшое количество естественных радионуклидов. Значительными концентрациями урана, радия, тория и радона отличаются осадочные толщи, вмещающие нефть и газ. В связи с повышенной радиоактивностью нефтегазоносных отложений, добыча и транспортировка углеводородного сырья сопровождается выносом на дневную поверхность значительного количества
природных радионуклидов. Опасная концентрация природных радионуклидов происходит в производственных отходах на стадии добычи и первичной переработки углеводородного минерального сырья, особенно в том случае, когда нефтепромыслы функционируют длительное время. В течение нескольких лет эксплуатации оборудования на его поверхности концентрируются вещества, содержащие естественные радионуклиды семейств урана и тория. Причем, для производственных отходов нефтегазового комплекса является характерным смещение радиоактивного равновесия в сторону радия, при котором отношение удельной активности изотопов радия к удельной активности родоначальников семейств (урана и тория) достигает величины 100 и более.

Причиной концентрации естественных радионуклидов в установках для добычи и переработки углеводородного сырья являются два процесса:

1. Осаждение солей радия (карбонатов и сульфатов) из водной фазы, поступающей в установки добычи и переработки нефти. Такие накипи, содержащие радий-226, радий-228, торий-232 и торий-228, могут образовываться на всех поверхностях, соприкасающихся с пластовой водой. Это соединения труб, фазовые сепараторы (буллиты и резервуары), насосы, клапаны и др.

2. Осаждение твердых продуктов распада радона-222 (главным образом долгоживущего свинца-210) и вследствие этого образование радиоактивных пленок на стенках установок переработки и транспортировки газа.

Но наибольшее количество радионуклидов скапливается в нефтешламе, который образуется на разных технологических ступенях добычи и первичной переработки нефти.

Смесь нефти, газа и пластовой воды, откачиваемой из скважин, поступает на сборные пункты нефти, где происходит первичное многоступенчатое разделение перечисленных компонентов за счет отстаивания в буллитах и резервуарах. Попутный газ по трубопроводу направляется на газоперерабатывающий завод. Отделяемая пластовая вода через специальные скважины закачивается обратно в пласт для поддержки пластового давления. В каждом буллите и резервуаре из пластовой воды и нефти оседают тонкодисперсные частицы, составляющие нефтешлам. В нем и накапливаются природные радионуклиды, главным источником которых является выпадение в осадок из пластовой воды растворенных в ней сульфатов и карбонатов радия. За счет этого процесса коэффициент концентрации естественных радионуклидов в нефтешламе может достигать 10000.

При современных масштабах развития ТЭК (топливно-энергетического комплекса) этот источник радионуклидов становится опасным загрязнителем окружающей среды, который без должного внимания со стороны общества может значительно влиять на состояние радиационной безопасности населения и персонала нефтегазодобывающих предприятий. Эти отбросы производства, которые по активности нередко могут быть отнесены к категории радиоактивных отходов, могут поступать в окружающую среду даже за пределами нефте- и газопромыслов.

В зависимости от соотношения органической и минеральной фаз плотность нефтешлама может колебаться от 1,5 до 3 т/м³. В процессе накопления в буллитах, резервуарах и хранилищах нефтешлам расслаивается с выделением органической составляющей в верхней его части.