Risk Assessment Oil and Gas

Final Report
Environmental Risk Assessments of Oil and Gas Activities
Using National Security and Civilian Data Sources
March 1998
A Report of the Oil and Gas Risk Assessment Subgroup of the Gore-
Chernomyrdin Commission’s Environmental Working Group
Contributing Organizations
U.S. Environmental Protection Agency
U.S. National Imagery and Mapping Agency
U.S. Department of Energy
Russian Federal Center for Geoecological Systems
Ministry of Defense of the Russian Federation

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CONTENTS
TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
FIGURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
ACKNOWLEDGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x
EXECUTIVE SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
1. INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1. DESCRIPTION OF ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF OIL AND GAS
DEVELOPMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2. JUSTIFICATION OF THE NEED TO DEVELOP ECOLOGICAL RISK
ASSESSMENT METHODOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3. OBJECTIVE - RISK ASSESSMENTS USING GIS TECHNOLOGY
INCORPORATING NSS DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4. PARTICIPANTS - U.S./RUSSIAN REGULATORY AGENCIES,
INTELLIGENCE AGENCIES, OIL COMPANIES, LOCAL
GOVERNMENTS AND ORGANIZATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. IMPORTANCE OF NATIONAL SECURITY SYSTEMS DATA TO
DEVELOPMENT OF ENVIRONMENTAL RISK ASSESSMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.1. GIS AND ITS ADVANTAGES FOR PROJECT IMPLEMENTATION . . . . . . . . . . . . 6 2.2. GIS DEVELOPMENT METHODOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3. VALUE-ADDED OF NSS-DERIVED PRODUCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3. ECOLOGICAL RISK ASSESSMENT METHODOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1. PROJECT GOALS AND OBJECTIVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2. INSTITUTIONAL DIFFERENCES IN RISK ASSESSMENT APPROACH . . . . . . . . . 11 3.2.1. Codification and Institutional History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2.2. Risk Assessment and Environmental Impact Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2.3. Risk Assessment and Natural Resource Damage Assessment . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2.4. The Time Dimension in Risk Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3. THE RUSSIAN RISK ASSESSMENT MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

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CONTENTS (Cont.)
3.4. THE US RISK ASSESSMENT MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.4.1. Development and Use of GIS for Natural Conditions and Anthropogenic Impact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.4.2. Determination of Major Problems of Interaction
Between the Environment and Anthropogenic Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.4.3. Analysis Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.4. Risk Characterization Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.5. Economic Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4.6. Risk Control and Risk Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5.
EVOLUTION
OF
METHODOLOGICAL
APPROACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.5.1. What is "Risk"? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.5.2. Re-evaluating the Relation of Risk to Risk Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5.3. How Do Data Quality and Quantity Affect Risk? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.6. SYNTHESIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4. DEMONSTRATION TEST SITE - PRIOBSKOYE OIL FIELD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.1. PRIOBSKOYE OIL FIELD - REASONS FOR SELECTION OF THIS REGION . . . . 32 4.2. PRIOBSKOYE FIELD STUDIES - RUSSIAN, JOINT U.S.-RUSSIAN,
AND AMOCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.3. REMOTE SENSING DATA SOURCES - CIVILIAN AND NSS . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.4. DETAILED SITES AND REASONS FOR SELECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.5. ECOLOGICAL RISK ASSESSMENT ALGORITHMS - DESCRIPTION OF
APPROACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.5.1. Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.5.2. Development of a Conceptual Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.5.3. Risk Hypothesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.5.4. Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.5.5. Risk Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.6. MAIN RESULTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.6.1. GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.6.2. Ecological Risk Assessment Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

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CONTENTS (Concluded)
4.6.3. Risk Assessment Examples – Site 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.6.3.1.Oil Spill Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.6.3.2. Road Construction Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 4.6.3.3. Oil Spray Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.6.4. Risk Assessment Examples – Site 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.6.4.1.Oil Spill Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.6.4.2.Road Construction Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.6.4.3.Oil Spray Stressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.6.5. Example of the Utility of NSS Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5. POLICY RECOMMENDATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.1. RISK ASSESSMENT AS A TOOL FOR MANAGEMENT, REGULATION,
AND REGULATORY REFORM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 6. FUTURE USES AND USERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 7. CONCLUSIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 8. REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
APPENDIX A. PROBLEM FORMULATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
APPENDIX B. DESCRIPTION OF SITE 1 AND OVERVIEW GIS LAYERS . . . . . . . . . . 105
APPENDIX C. DESCRIPTION OF SITE 3 GIS LAYERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

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