Висвітлено історичні аспекти розвитку Бориславського нафтового родовища. Простежено, як проходили стадії його розробки. Охарактеризовано причини виникнення та актуальність екологічної проблеми територій довготривалого нафтогазовидобутку.

    Nelya Klimova. Mastering history of the development of Boryslav oilfield and ecological con-sequences of his exploitation. The historical aspects of the development of Boryslav oil and gas field are ligted up. The stages of its elaboration were regarded. The reasons rise and aktuality of the ecological problem of the territories of long – term oil and gas extraction are characterized.


    Історія освоєння Бориславського нафтового родовища. В історії розвитку нафтової і газової промисловості України особливе значення належить Карпатському регіону, що включає три райони: Бориславський, Надвірнянський та Долинський.
   Бориславський нафтопромисловий район – один з найстаріших у Європі. За півторастолітню історію розробки тут видобуто 40 млн. тонн нафти і 15 млрд. метрів куб. газу. В період з 1874 по 1924 рік сумарний видобуток нафти становив близько 85% усієї продукції, видобутої з нафтових родовищ Галичини.
   Бориславське нафтове родовище розташоване на території Львівської області в межах м. Борислав та його околиць. З другої половини дев’ятнадцятого століття і до 1945 року родовище розроблялося приватними фірмами, а з 1945 року – підприємством „Бориславнафтогаз”.
   Промислово нафтоносними є крейдові, а також палеогенові і неогенові відклади кайнозою. Глибини залягання покладів нафти коливаються в широких межах – від кількох десятків метрів до 2850 метрів. Основний нафтоносний горизонт – Бориславський піщаник Бориславської глибинної складки [1].
   Згідно літературних джерел, нафта в Галичині була відома ще у тринадцятому столітті. А в наступні століття зафіксовано чимало документальних згадок про те, що її застосовували при лікуванні різних хвороб і як мастило для возів [2].
   Цілком ймовірно, що й на території м. Борислав нафта (місцева назва - „кип'ячка”) була відома ще в давнину. Але справжнім, хоча примітивним, видобутком нафти підприємливі люди почали займатися на кількагектарному громадському пасовиську, в самому центрі міста, де у середині дев’ятнадцятого століття прокопали і спорудили кілька тисяч копанок. На нижче поданій фотографії зображено фрагмент панорами центральної частини м. Борислав в кінці дев'ятнадцятого століття (світлина 1).
   Пожвавлення видобутку нафти помітне після будівництва у м. Дрогобич першої нафтоперегонної установки. Її продукцію стала застосовувати північна залізниця в Австрії для освітлення поїздів. У 1870 році, неподалік річки Тисмениці, діяло уже понад 100 свердловин. Саме тоді виявлено джерело цілющої „Нафтусі”. На копальнях працювало близько 5 тисяч мешканців навколишніх сіл.
   Уся нафтова промисловість Бориславського нафтопромислового району контролювалась та очолювалась, в основному, іноземними фірмами. Так, у 1926 році іноземні підприємці видобували 88,5 % нафти. Частка французького бізнесу становила 50,3 %, австрійського – 7,2 %, американського – 4,8 %, інших – 26,2 %. У тому ж році в м. Борислав було понад 100 фірм, 10 з яких мали по декілька десятків свердловин: „Сільва Пляна” – 51, „Прем’єр” – 44, „Нафта” – 34, „Галіція” – 29.
   Вирішальним в історії промислового освоєння Бориславського нафтового родовища став 1872 рік. Цього дня введено в експлуатацію залізничну колію, що з’єднала Борислав не лише з Дрогобичем, а й зі столицею монархії – Віднем (перед цим нафту возили возами з ємністю 15 віденських центнерів (840 кг) до Дрогобича і Перемишля). Це дало поштовх до нового нафтового „буму”. І вже у 1875 році в місті діяло 75 великих і 175 малих підприємств, які головним чином видобували нафту.
   До початку 90-х років дев'ятнадцятого століття свердловини в м. Борислав бурили ударним ручним способом. Найглибша свердловина сягала 208 метрів. У 1883 році в місто прибув канадський підприємець Мак Гардвей, який купив у місцевого власника право на пошуки нафти і зайнявся бурінням трьох свердловин. На них він запровадив новий спосіб механічного ударного буріння, який назвали „канадійкою”. Досить швидко (1884 рік) було пробурено свердловину „Карпатський Раточин-1”, що з глибини 700 метрів дала фонтан нафти. Тоді й розпочався період експлуатації так званого глибокого буріння в м. Борислав.
   Пік Бориславського нафтовидобутку припадає на 1909 рік. Тоді було видобуто 1965 тис.тонн нафти. Ручний спосіб видобутку змінився механізованим – за допомогою поршнювання. Цей спосіб експлуатації свердловин був домінуючим у м. Борислав протягом 1907 – 1947 років. Він мав позитивні і негативні риси. Позитивним було різке збільшення нафтовидобутку зі старих свердловин, що припиняли фонтанування, чого підприємці не очікували. Про надзвичайну для того часу високу технологічну ефективність нового способу експлуатації свердловин свідчить те, що в 1907 році видобуток нафти із 552 свердловин збільшився до 1003,8 тис. тонн. Проте довготривалий період цього способу експлуатації свердловин сприяв надмірному виснаженню надр. Створювались максимальні депресії на пласти, що було негативним для покладів, які експлуатувались в режимі розчиненого газу.



   Найунікальнішою, за весь період нафтовидобутку, була пробурена у 1908 році свердловина „Ойл-сіті”, яка із глибини 1016 метрів давала щодоби 3 тис. тонн нафти і 900 тис. метрів куб. газу. Та не минуло й місяця, як під час грози, від удару блискавки, на цій свердловині спалахнула пожежа, що тривала три тижні. Нафтопромисли міста горіли постійно і забрали з собою не одне людське життя. При промисловому нафтовидобуванні техніка безпеки була низькою, тому нещасні випадки стали буденним явищем. Ось чому Борислав того часу називали „містом калік”. Життю та боротьбі за свої права робітництва нафтового міста і присвятив Іван Франко всесвітньовідому повість „Борислав сміється”.
   З початком першої світової війни видобуток нафти різко знизився. А 1928-1932 роки позначені світовою економічною кризою. Видобуток нафти у м. Борислав зменшився більш як на третину, а газу – на половину. Іноземні монополії і не прагнули вкладати кошти в розвиток тодішнього великого м. Борислав. З одного боку – економічна криза, з другого – нестабільна політична ситуація в Європі. Розвідування й освоєння нових свердловин під кінець правління Польщі значно скоротилося. На 1 липня 1939 року із 625 свердловин 525 були оснащені желонками (посудина для підняття нафти зі свердловини) і свабами (поршень із клапаном, з допомогою якого нафту висмоктували на поверхню). І лише 100 свердловин експлуатувались за допомогою глибинних насосів.
   За роки німецької окупації бориславські нафтопромисли зазнали дальшого занепаду. Люди працювали на старому обладнанні часів австрійської імперії. Загалом, у 1944 році в м. Борислав видобуто 157,5 тис. тонн нафти, більша частина якої була призначена для Берліну, а менша – для Москви.
   Першого повоєнного року розповсюджено роторний спосіб буріння, що дало змогу досягти глибинних горизонтів. У м. Борислав організовано центральну науково-дослідну лабораторію (ЦНДЛ) об’єднання „Укрнафта”. Це вже були перші елементи наближення науки до виробництва, що в перспективі дало свої плоди. Суттєво оновилися серед нафтовиків робітничі та інженерні кадри. На бориславських нафтопромислах було проведено значне технічне переозброєння, хоча воно багато в чому відставало від світових стандартів. У 1950 році понад три чверті свердловин з желонкового і свабового перевели на глибиннонасосний метод експлуатації. У нафтовидобутку та бурінні постійно проходили реорганізації: трест „Бориславнафта” перейменовано у нафтопромислове управління „Борислав-нафтогаз”.
   Останнє десятиліття двадцятого століття було несприятливим для бориславських нафтовиків. Це зумовлено зменшенням капіталовкладень у технічне переоснащення галузі, скороченням обсягів пошуково-розвідувального та експлуатаційного буріння. Так з 1994 року, через відсутність коштів, припинено пошуково-розвідувальне буріння, а з 1998 року – і експлуатаційне, що унеможливило приріст запасів нафти та підтримання рівня нафтовидобутку. Сьогодні родовище знаходиться на завершальній стадії розробки. Пласти є виснаженими і з запасами, які важко видобути.
   Постановка проблеми. Основні стадії розробки Бориславського родовища минули поза екологічною проблемою, що пов’язана із загазованістю приповерхневого шару території м. Борислав через те, що її ніхто спеціально не вивчав, хоча нафту, як згадувалось вище, тут почали видобувати, за допомогою копанок, ще у середині дев'ятнадцятого століття. У той час виходи на поверхню землі мігруючих вуглеводнів нейтралізувались природним шляхом.
   З розвитком масштабів видобутку нафти та розростанням інфраструктури для її транспортування та переробки зростав негативний вплив на довкілля. Газовому забрудненню підлягали все нові території та глибини, збільшувалось навантаження на підземні води, ґрунтовий покрив та атмосферу. Навколишнє природне середовище, з агресивним розвитком цивілізації, вже не могло забезпечувати нейтралізацію всезростаючого нагромадження вуглеводнів у приповерхневих шарах поверхні землі. У 1972 році вуглеводнева газоповітряна суміш проникла у підвальне приміщення двоповерхового цегляного будинку, і при відповідному імпульсі спричинила вибух, який зруйнував будинок і призвів до загибелі людей. З цього часу розв’язання проблеми загазованості міста залишається актуальним [5].
   Отже, зменшення регенераційних властивостей природних комплексів призвело до виникнення передкризової екологічної ситуації і соціальної напруженості. Таке становище вимагає вивчення стану загазованості території міста, динаміки його змін в умовах продовження нафтовидобутку з метою прийняття відповідних управлінських рішень та заходів для зменшення і ліквідації цієї екологічної проблеми.
   Аналіз досліджень, в яких започатковано розв'язання даної проблеми. У 1978 році було розроблено техніко-економічну доповідь (ТЕД) "Розробка першочергових комплексних заходів з максимально можливої ліквідації загазованості в м. Борислав". На її основі розроблено комплексний план заходів ВАТ "Укрнафта. В результаті виконаних робіт, загазованість м. Борислав була значно зменшена.
   З 2000 року Центром аерокосмічних досліджень Землі інституту геологічних наук Національної академії наук України проблема загазованості м.Борислав вперше вивчається із застосуванням матеріалів дистанційного зондування Землі. Було створено і використано методику геохімічного контролю стану загазованості повітряного басейну вуглеводнями у комплексі з спектрометричною інтерпретацією матеріалів аерокосмічних зйомок [4], та методику виявлення шахт-колодязів методом дешифрування аерокосмічних знімків [3]. В результаті побудовані карти геохімічних аномалій території м. Борислав, на яких відображено більше 40 аномалій, розроблено принципи методики дослідження забруднення повітря газоподібними вуглеводнями природного походження, уточнено та доповнено карту джерел забруднення приповерхневого шару атмосфери вуглеводнями, створено карту діючих та покинутих свердловин і шахт-колодязів.
   В останні роки вивчення загазованості території родовища та мінімізація її впливу здійснюється за урядовими програмами, які створені за Дорученням Президента України: це „Програма заходів щодо подолання соціально-економічних та техногенних наслідків довготривалого нафтовидобування в Бориславському нафтопромисловому районі на 1996-2000 роки” та „Програма невідкладних заходів із запобігання загостренню екологічної і соціальної ситуації у м. Бориславі на 2001-2005 роки”. Ці програми затверджені Кабінетом Міністрів України. В них приймає участь велика кількість спеціалізованих підприємств та наукових установ, що здійснюють цілий ряд заходів, скерованих на ліквідацію наслідків довготривалого нафтовидобування, на охорону довкілля та раціональне використання ресурсів.
   За декілька останніх десятиліть для покращення екологічного стану території виконано: відремонтовані і спеціально облаштовані сотні свердловин, проведена герметизація виявлених шахт-колодязів, встановлений контроль вмісту вуглеводнів в каналізаційних колекторах, проводиться буріння дегазаційних свердловин, діє вакуумна система для збору газу і використання його на переробному виробництві, підвальні приміщення облаштовані газоаналізаторами, визначені ареали газоподібних вуглеводнів у приземному шарі атмосфери.
   Однак, геогенну і техногенну міграцію вуглеводнів на поверхню землі повністю ліквідувати неможливо. Необхідно постійно вивчати, аналізувати дану проблему і проводити заходи з метою зниження рівня загазованості природного довкілля та відвернення загрози життю і здоров'ю людей.
   Постановка завдання. Основною ціллю статті є комплексний аналіз причин виникнення загазованих ділянок та рекомендації подальших шляхів досліджень.
   Високий рівень загазованості приземного шару атмосфери – тобто наявність в повітрі виробничих зон та місць проживання людей значних концентрацій газоподібних вуглеводнів природного походження (метану, етану, пропану, бутану та інших вуглеводнів метанового ряду) є однією з сучасних екологічних проблем територій довготривалого нафтогазовидобутку [4].
   Для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря використовуються нормативи екологічної безпеки, зокрема ГДК забруднюючих речовин. Залежно від особливостей дії на організм шкідливих речовин встановлюються два види ГДК шкідливих речовин в атмосфері: максимально разова, яка не повинна викликати протягом 30 хвилин рефлекторних реакцій в організмі людини, і середньозмінна, яка не повинна справляти на людину прямого або опосередкованого шкідливого впливу при невизначено довготривалій дії.
   Щодо вуглеводневих газів, згідно Закону України "Про охорону атмосферного повітря" та Наказу Міністерства охорони здоров'я України № 30 від 23.02.2000 року („Про затвердження списків і введення в дію гігієнічних регламентів шкідливих речовин у повітрі робочої зони і атмосферному повітрі населених місць") орієнтовно безпечний рівень суміші насичених і ненасичених вуглеводнів (С1-С4, С2-С8 ) у повітрі робочої зони і атмосферному повітрі населених місць не повинен становити більше 3,0 мг/м3. Скупчення вуглеводневих газів у повітряних сумішах відповідних об'ємів в понаднормованій кількості вважаються аномальними.
   Іншою характеристикою рівня загазованості є наявність геохімічних аномалій. Геохімічна аномалія — це перевищення, порівняно з природним фоном, вмісту вуглеводнів метанового ряду у довкіллі. Інтенсивність таких аномалій визначається ступенем накопичення елементу – забруднювача порівняно з природним фоном.
   Населення, яке проживає і працює на території, що має аномально високий рівень загазованості (в межах геохімічних аномалій), може отримати шкоду для свого здоров'я, а саме: нездужання – отруєння – задуха (при інших рівних умовах, і зокрема, при недостатній кількості кисню в повітрі), а при певних обставинах забруднення вуглеводневими газами може спричинити надзвичайні ситуації: вибухи в підвалах будинків, каналізаційних системах, пониженнях рельєфу, ямах і т.п. (табл.1).

Головні вуглеводневі гази метанового ряду	Нижня та верхня вибухонебезпечні межі
	%	г/м3
Метан	3,1-16,0	95-500
Етан	3,1-15,0	39-188
Пропан	1,9-9,5	37-174
Бутан	16,-8,5	38-205
Пентан	1,35-8,0	41-140
Гексан	1,2-7,4	43-265
Гептан	1,1-6,0	-
Октан	0,8-6,0	35-280
Нонан	0,7-2,9	-

   Причини виникнення загазованих ділянок в приземній атмосфері зводяться до існування в геологічному середовищі наступних взаємопов'язаних обставин. Вперше вони розглядаються комплексно [4]:
- наявність у геологічних верствах земної кори покладів нафти і газу. Вуглеводневі поклади акумулюються у локальних природних резервуарах (проникних тріщинуватих породах), де існує рівновага між силами, які примушують нафту або газ переміщуватись і силами, які перешкоджають цьому. До останніх, т.з. флюїдоопорів, відносяться глинисті і хемогенні товщі, трапові, інтрузивні і ефузивні тіла. Чим більша потужність флюїдоопору, тим кращі її екрануючі властивості і здатність утримувати поклади. Важливу роль в оцінці екранних властивостей покрівлі відіграє ступінь її однорідності;
- міграційні процеси в геологічних верствах. Незважаючи на наявність флюїдоопору, потік вуглеводнів від покладу нафти та газу до денної поверхні практично існує і відбувається він завдяки природним та техногенним міграційним процесам. Основними видами природної міграції є: дифузія, фільтрація, спливання, турбулентний рух, переміщення газів у розчиненому стані водою і, кінець-кінцем, прориви, вільні виходи газів через пласти порід на денну поверхню.
   Дифузія існує в будь-якому середовищі, найбільш інтенсивна вона у воді та в осадових товщах, де гази дифундують через водонасичені пори і тріщини. Процеси дифузії відбуваються за законами Дарсі, зокрема, дифузія відбувається у напрямку зменшення концентрації газу. Із збільшенням молекулярної маси газів коефіцієнт дифузії зменшується. Метан має один із найвищих коефіцієнтів дифузії. В цілому, коефіцієнт дифузії у воді для вуглеводневих газів становить 1,3 – 2,2 см2/с.
   Фільтрація газів, тобто рух газів через пористе середовище під впливом перепаду тисків, також підкоряється закону Дарсі. В природних умовах процес фільтрації є надзвичайно складним. Завдяки йому, зокрема, були утворені поклади озокериту.
   Спливання газів пов'язане з явищами фільтрації багатофазних рідин. В атмосфері може відбуватись спливання більш легких газів у більш важкі. В пористій чи тріщинуватій породі можливе спливання газу у воді у вигляді бульбашок. Плавучість газу визначається різницею щільності води та газу, що знаходиться у воді під низьким тиском і має підйомну силу майже в 1 тонну, оскільки газ складає лише 0,001 маси води в тому ж об'ємі. Ця характеристика є надзвичайно важливою для розуміння міграції вуглеводнів у затоплених бориславських шахтах та колодязях, які сьогодні перекриті четвертинними відкладами. Ця підйомна сила є причиною спливання вільного газу у воді та нафті.
   Турбулентний рух характерний для нижніх товщ атмосфери (вітри та пориви вітру). Перенесення газів у розчиненому стані у гідросфері та осадових товщах також має важливе значення при формуванні газових скупчень.
   Вільні виходи газів через пласти порід на денну поверхню можуть здійснюватись такими шляхами:
- мікроканалами – через флюїдоопори, шпарковий (поровий), тонкий капілярний простір;
- макроканалами – зони розущільнення гірських порід, зони тріщинуватості, дрібні тріщини;
- мегаканалами – тектонічними розломами різного рангу, від локальних до регіональних які, як правило, знаходяться в режимі розтягання.
   Газові еманації під час свого руху до денної поверхні розподіляються в таких основних умовних середовищах: адсорбуються водами геологічних верств та ґрунту (органічними та мінеральними суспензіями), входять до складу грунтового повітря (глибина 6-8 метрів), обумовлюючи порушення фізико-геобіохімічної однорідності ґрунтового середовища, засвоюються ґрунтовим навколокореневим шаром, змінюючи режим перетворення газохімічної форми інформаційного сигналу в біохімічну, (що важливо для дистанційних методів досліджень), поглинаються бактеріальним фільтром, що обумовлює накопичення в ґрунті металоорганічних сполук і може вільно сягати приземного шару атмосфери.
   Крім природних шляхів міграції надзвичайно важливими для переміщення вуглеводневих природних газів і утворення загазованих ділянок є техногенні канали руху вуглеводнів. До них відносяться гірничі виробітки: ліквідовані та діючі шахти-колодязі, свердловини, нафтогазова інфраструктура (пункти збору вуглеводнів, газонафтопроводи, амбари). Усі вони ніколи не були герметичними, велика кількість їх самоліквідувалася через втрату достатнього видобутку рідких вуглеводнів. В результаті, в землі залишилося десятки кілометрів гірничих виробіток, що є провідниками блукаючих приповерхневих вуглеводнів [3].
   Рушійною міграційною силою є перепад тиску. При тиску на контурі газового покладу, який дорівнює гідростатичному, або більшому від нього (Рпл. ? Рг), відбувається фільтрація газу із покладу вгору до поверхні землі як у відкритих порах, так і по зонах зменшеної щільності гірських порід. У випадку коли Рпл. < Рг міграція здійснюється, переважно, по зонах тріщинуватості, розломах. Вертикальна міграція вуглеводнів відбувається, головним чином, у зонах різкого погіршення екранних властивостей покрівель. Якщо над покладами вуглеводнів гірські породи – флюїдоопори, мають однорідну проникність, то під час стаціонарного дифузійного потоку на денній поверхні утворюється газова аномалія, що має прямий ефект, тобто знаходиться просто над покладом. При неоднорідній проникності пластів, що перекривають поклади, ділянки загазованості мають різну форму (від ізометричних до лінійних) та інтенсивність, що залежить від глибини покладу, потужності та умов залягання газопроникних перекриваючих порід, форми і структури, і, особливо, розломно-блокової будови вуглеводневого покладу.
   Таким чином, утворення загазованих ділянок є наслідком природної (газогенеруючі вуглеводневі корисні копалини та їх міграція різними шляхами до нижніх верств атмосфери) і техногенної (гірничі виробітки та нафтогазове господарство) складових.
   Висновки. Світова практика видобутку нафти і газу не має прикладу ліквідації такого великого і складного нафтогазоносного об’єкту. Вивчення проблеми загазованості території Бориславського нафтогазового родовища показали, що основні чинники загазованості – геогенна міграція вуглеводневих газів через тектонічні порушення та техногенна міграція є явищами, постійними в часі і такими, які не можуть бути ліквідованими повністю, а вимагають сталих зусиль і заходів із зменшення їх впливу на довкілля.
   Пріоритетними на даний час і на майбутнє є:
- розробка та реалізація ефективної програми заходів з дегазації об'єктів комунального господарства для безпечного проживання населення;
- розробка і використання сучасних технологій нафтовидобутку;
- створення банку даних покинутих шахт-колодязів і свердловин;
- аналіз і систематизація матеріалів для створення реєстру свердловин і шахт-колодязів та вироблення надійної методики їх ліквідації;
- ведення наземного моніторингу загазованості, підземних вод, забруднення грунтів;
- ведення моніторингу геохімічних аномалій методом аерокосмічних дешифрувань.
- поділ родовища на окремі ділянки з наступним вибором на них свердловин, підключенням їх до вакуумної системи та введенням в експлуатацію для дренажу продуктивного пласту.

Література
1. Артемчик І.О., Барановський М.І., Білик С.Ф., Бражина Г.Й. Нафта і газ України. – К: Наукова думка, 1997. – 378 с.
2. Васьків О.В., Михалевич Л.В. З історії нафтового Борислава. – Борислав, 2002. – 31с.
3. Виявлення покинутих шахт – колодязів та свердловин Бориславського нафтового родовища із застосуванням матеріалів дистанційного зондування Землі: Звіт про створення НТП (заключний). – ЦАКДЗ ІГН НАН України. Київ. 2002. – 90 с.
4. Геохімічний контроль стану загазованості повітряного басейну м. Борислав із застосуванням матеріалів дистанційного зондування Землі: Звіт про створення НТП (заключний). – ЦАКДЗ ІГН НАН України. – Київ, 2002. – 100 с.
5. Цайтлер М.Й. Фактори техногенного навантаження на екологічні системи Бориславського нафтового родовища // Матеріали Міжнародної науково–практичної конференції „Техногенно–екологічна безпека регіонів як умова сталого розвитку України”. – Київ: Товариство „Знання України", 2000. – С. 18 – 20.