Другие перспективные методы утилизации

Введение

       В вопросе добычи нефти и газа одну из главных ролей играет буровая промывочная жидкость. Успех строительства нефтяных и газовых скважин главным образом зависит от состава и свойств буровых растворов, которые должны обеспечить безопасность, безаварийность бурения и качественное вскрытие продуктивного пласта. Применение буровых растворов и регулирование их свойств требует значительных денежных затрат, затрат времени на их химическую обработку и очистку. Одним из критериев приготовления БПЖ является его токсичность и влияние реагентов на окружающую среду. Именно этот вопрос мы с коллегами рассмотрим в данном кейсе.

 

       Поставим перед собой проблему:- "Подобрать рецептуру буровой промывочной жидкости. Снизить долговременное воздействие БПЖ на окружающую среду"

Выявим актуальность проблемы:

       "С каждым годом население Земли увеличивается на 80 млн человек. В связи с этим увеличиваются и потребности человечества в ресурсах. Одними из самых потребляемых ресурсов на сегодняшний день являются нефть и газ. Следовательно, чтобы добыть большее количество ресурсов, нужно пробурить большее количество скважин, различной сложности. Таким образом, увеличивается использование БПР, увеличивается количество отходов, которые в свою очередь пагубно влияют на окружающую среду. Поэтому, при сложившейся ситуации, нужно снизить отрицательное влияние отходов бурения, использовать нетоксичные реагенты для приготовления буровых промывочных жидкостей."

       Для решения данной проблемы поставим перед собой задачу:-

       Изучить ряд вопросов:

       1. Что такое БР. История развития. Функции, требования.

       2. Технологические отходы бурения скважины (ОБР, БШ, БСВ).

       3. Методы утилизация и обезвреживания отходов бурения. Требования к объектам размещения буровых шламов.

       4. Мероприятия по охране недр и защите от загрязнения.

       5. Токсикологическая и экологическая характеристика реагентов и материалов для бурения.

       6. Оценка биотоксичности БПЖ

       7. Выбор БПЖ. План замены более токсичных составляющих БПЖ на менее токсичные

 

 

Практическая значимость исследования-

1. Получение информации, которая может лечь в основу курсовой работы.

2. В том, что затрагивается проблема использования буровых растворов с точки зрения влияния их на биосферу.

3. Формирование у студентов понимая вредного влияния деятельности человека на окружающую среду, к которой в том числе относится добыча нефти с применением буровых растворов.

А так же, сделать вывод о проделанной работе и прийти к решению поставленной проблемы

 

 

1. Что такое БР. История развития. Функции, требования.

Буровойраствор — сложная многокомпонентная дисперсная система, применяемых для промывки скважин в процессе бурения.

Использование буровых растворов для бурения скважин предложено впервые в 1833 году французским инженером Фовеллем, который, наблюдая операцию канатного бурения, при которой аппарат бурения наткнулся на воду, заметил, что фонтанирующая вода очень эффективно удаляет буровой шлам из скважины. Он изобрёл аппарат, в котором предполагалось закачивать воду под буровую штангу, откуда буровой шлам вымывался водой на поверхность между буровой штангой и стволом скважины. Принцип остался неизменным до сих пор.

       Основные функции:

- разрушение забоя скважины;

- удалять выбуренную породу (буровой шлам) с забоя скважины;

- транспортировать выбуренную породу (буровой шлам) на поверхность;

- охлаждать долото;

       Дополнительные функции:

- создание достаточного давления на вскрытые скважиной пласты, чтобы исключить газонефтеводопроявления;

- образование на стенках скважины тонкой, но прочной и малопроницаемой фильтрационной корки, предотвращающей проникновение ПЖ или ее фильтрата в породы;

- удержание во взвешенном состоянии твердой фазы при временном прекращении циркуляции;

- предотвращение возникновения осыпей и обвалов;;

- предохранение бурового инструмента и оборудования от коррозии и абразивного износа;

      

       Основное требование:

       Буровое растворы должны быть безопасны для людей и окружающей природной среды в процессе приготовления, применения и утилизации отходов бурения. Выполнение этого требования - необходимое условие внедрения новых разработок в области технологии БР. 

       Часть ингредиентов бурового раствора и поступающих из пласта шлама, жидкостей и газа содержат вещества, представляющие опасность для персонала и окружающей среды. Особенно опасными являются нередко встречающиеся пласты, содержащие токсичные кислые газы (сероводород и др.), которые могут вызывать непоправимый физический ущерб.

       Последнее время при разработке рецептур буровых растворов серьезное внимание уделяется вышеуказанным вопросам. Так, для массового бурения созданы экологически чистые, биологически разлагаемые полимерные системы.

       При вскрытии пластов, содержащих токсичные газы, разработаны специальные реагенты, которые полностью связывают эти вещества во время движения раствора от забоя до поверхности.

 

Технологические отходы бурения скважины (ОБР, БШ, БСВ)

       При бурении и эксплуатации скважин происходит нарушение и загрязнение ландшафтов, прилегающих к буровым площадкам. Основными источниками воздействия выступают строительно-монтажные работы, а также отходы бурения:

· буровые сточные воды (БСВ)

· отработанные буровые растворы (ОБР)

· буровой шлам (БШ)

Буровой шлам (БШ)

       Буровой шлам – это разрушенные породы грунта при бурении, пропитанные буровым раствором. Частицы и обломки пород образуются под воздействием бурового долота на дно скважины. Состав бурового шлама зависит от типа осадочных и горных пород, в которых проходит буровой инструмент, а так же от глубины скважины, так как на разных глубинах залегают разные породы. При разрушении буровым долотом пород, буровой раствор, подаваемый в забой, выносит на поверхность буровой шлам. Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги..(видео)

После отделения шлама, буровой раствор используется повторно.

       Загрязняющие свойства бурового шлама обусловлены минеральным составом выбуренной породы и остающимися в ней остатками бурового раствора. Анализ фазового, фракционного и компонентного состава шлама, а также его физико-химических свойств показывает, что за счет адсорбции на поверхности частиц шлама химических реагентов, используемых для обработки буровых растворов и входящих в его состав, он проявляет ярко выраженные загрязняющие свойства. В работе А.П. Хаустова и М.М. Редина (2006) показано наличие в исследуемых образцах БШ высокого содержания элементов I и II класса опасности, таких как: Pb2+, As3+, Cd2+, Ni2+, Zn2+ и Al3+. Концентрации данных элементов во много раз превышали предельно допустимую концентрацию (ПДК) в почве. Их присутствие в БШ было обусловлено поступлением из выбуренной породы, что подтверждалось химическими анализами водного и кислотного экстрактов. Также выбуренная порода накапливает в процессе бурения нижних горизонтов сырую нефть и ее фракции. Таким образом, в его составе отмечается значительное содержание нефтепродуктов, органических соединений, опасных для объектов природной среды, растворимых минеральных солей. БШ, пропитанные буровыми растворами на водной основе, менее опасны, чем БШ, пропитанные РУО. Это связано с тем, что практически все реагенты, за исключением лигнинсодержащих, используемые для обработки буровых растворов на водной основе, относятся к IV и V классам опасности

       Степень опасности БШ для окружающей среды определяется именно составом буровых растворов, используемых при бурении.

       Экологическая опасность бурового шлама определяется его токсическим воздействием на живые организмы. По результатам исследований, проведенных на почвенных микроорганизмах выявляется токсичность проб, отобранных на одном месторождении. Токсичность полностью устраняется при 10-ти кратном разбавлении вытяжек.

 

       Обычная практика обращения с буровым шламом – размещение в шламовых амбарах с последующей рекультивацией участка – применяется в настоящее время практически всеми нефтяными компаниями.

       После удаления из шлама опасных для экологии компонентов разрешается переработать его для производства:

· тротуарной плитки;

· бордюрных ограждений;

· шлакоблоков, пригодных для строительства подсобных зданий, конструкций с несущей функцией;

· бетонных смесей;

· смесей для покрытия дорог.

2. 2. Отработанные буровые растворы (ОБР)

       В процессе бурения буровой раствор совершает цикл, который условно можно разделить на несколько этапов. До начала бурения, раствор замешивается и помещается в специальные резервуары. Из резервуаров в скважину раствор попадает по трубам, под воздействием давления, которое нагнетает бурильный насос. Буровой раствор поступает в область скважины, где долото разбивает породу. После достижения этой точки, раствор возвращается на поверхность. По мере того, как промывочный агент поднимается в пространстве между стенками скважины и бурильной трубой, он выносит частицы разрушенной породы. На поверхности буровой раствор пересекает линию возврата (трубу, которая идет к вибрационному ситу). Раствор проходит сквозь решетку и попадает обратно в отстойник.

        Отработанным буровым раствором называется раствор, полученный после окончания цикла бурения скважины или ее части. ОБР образуются в результате наработки раствора при разбуривании, смены одного типа раствора на другой, а также при ликвидации аварий и осложнений.

 

       2.3. Буровые сточные воды

       При бурении нефтяных и газовых скважин потребляется значительное количество природной воды, в результате чего образуются загрязненные стоки в виде буровых сточных вод.

       Буровые сточные воды вследствие их высокой подвижности и аккумулирующей способности к загрязняющим веществам являются самым опасным отходом при бурении, способным загрязнить обширные зоны гидро-
и литосферы.

       По составу буровые сточные воды в большинстве случаев представляют собой многокомпонентные системы. Загрязняющие свойства буровых сточных вод зависят от химических реагентов, применяемых для приготовления и обработки буровых растворов, и состава разбуриваемых пород.

       По степени загрязненности буровые сточные воды разделяют на загрязненные и условно чистые. Загрязненные сточные воды образуются в процессах, непосредственно связанных с бурением и освоением скважин (обмыв производственных площадей и бурового оборудования, охлаждение штоков буровых насосов), а также при утечках технической воды на узлах приготовления буровых растворов, при освоении скважин, ликвидации осложнений. Условно чистые воды образуются в системах энергетического привода бурового оборудования. Эти воды содержат незначительное количество нефтепродуктов, смазок и взвешенных веществ. Как правило, их используют в оборотном водоснабжении для эксплуатационных нужд перечисленных агрегатов.

       Сточные воды на нефтепромыслах, нефтебазах, перекачивающих насосных и компрессорных станциях и наливных пунктах подразделяются на пластовые, подтоварные, промывочные воды резервуаров, производственные сточные, балластные и промывочные воды нефтеналивных судов, спецстоки.

       В состав пластовых входят воды, добываемые совместно с нефтью, отделяемые от нее на центральных пунктах сбора и подготовки нефти. В общем объеме сточных вод пластовые воды составляют 82-84 %. По мере увеличения срока эксплуатации нефтяного месторождения объем пластовых вод непрерывно растет. В составе сточных вод пластовые воды наиболее минерализованы. При все большей закачке пресных вод в нефтяные пласты минерализация пластовых вод снижается. Помимо минеральных солей пластовые воды содержат нефть, песок, глинистые частицы.

       Подтоварные воды ‑ стоки, образующиеся при обводнении нефтепродуктов и нефти за счет влаги, поступающей в резервуар из воздуха через дыхательный клапан. Эти стоки сбрасываются при дренаже резервуаров

При зачистке и промывке резервуаров образуются промывочные воды.

       Производственные сточные воды поступают от насосных станций, лабораторий, котельных, гаражей, разливочных камер, технологических площадок, в виде утечек из технологического оборудования.

       Балластные и промывочные воды нефтеналивных судов ‑ это воды, образующиеся при заполнении танков после слива нефтепродуктов и при промывке танков наливных баржей и танкеров.

       Загрязненные воды, образующиеся при промывке резервуаров, танков после этилированного бензина, в санпропускниках с прачечными для стирки и обезвреживания спецодежды, а также ливневые стоки резервуарных парков, где хранится этилированный бензин, называют спецстоками.

Методы утилизация и обезвреживания отходов бурения. Требования к объектам размещения буровых шламов.

Деятельность предприятий нефтяной и газовой промышленности неизбежно связана с техногенным воздействием технологических процессов бурения и добычи на природную среду, поэтому вопросы охраны окружающей среды для отрасли имеют важное значение.

Среди комплекса природоохранных мер важная роль отводится мероприятиям по очистке, обезвреживанию и утилизации производственно-технологических отходов бурения — буровых сточных вод (БСВ), отработанных буровых растворов (ОБР) и выбуренной породы или бурового шлака (БШ), поскольку они содержат в своем составе широкую гамму загрязнений, представленных применяемыми в бурении материалами и химическими реагентами. Мероприятия, направленные на снижение уровня и объемов загрязнения природной среды, составляют основу экологически безопасной малоотходной технологии бурения и закачивания скважин.

Различают следующие способы утилизации и/или обезвреживания буровых отходов и отработанных буровых растворов:

– термические                         

– физические

– химические

– физико-химические

– биологические

АМБАРЫ

Один из способов утилизации буровых отходов включает рытье котлована в минеральном грунте. Извлеченный грунт используется для обвалования котлована и гидроизоляции полости котлована слоем глины. Затем котлован заполняется отходами бурения, проходит процесс расслоения отходов бурения на загущенную и жидкую фазы. Амбары освобождают от жидкой фазы, которую направляют в систему сбора и подготовки нефти с последующим использованием ее в системе поддержания пластового давления. Вода из жидкой фазы может удаляться путем испарения. Затем загущенные отходы бурения засыпают минеральным грунтом.

Недостаток: глинистый экран не обеспечивает необходимой защиты грунтовых вод от токсичных химических веществ, используемых для приготовления буровых растворов и вымываемых из захороненных отходов бурения талыми и ливневыми водами.

Еще один способ предусматривает рытье котлованов в минеральном грунте и гидроизоляцию их металлическими листами, или синтетической пленкой, или железобетонными плитами, или деревянными щитами с битумным покрытием, или композициями на основе глины, извести, цемента и последующее их заполнение. Недостаток: используются дорогостоящие строительные материалы и метизы, которые впоследствии захораниваются.

По данным ОАО "Когалымнефтегаз" при бурении скважины глубиной 2600 м в амбаре содержится около 65% воды, 30% шлама (выбуренной породы), 5,5% нефти, 0,5% бентонита и 0,5% различных присадок, обеспечивающих оптимальную работу буровой установки (таблица 1)

 

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев ОБР и буровой шлам захороняются в земляных амбарах непосредственно на территории буровой после окончания бурения скважины. Это решение не обеспечивает надежной экологической защиты мест захоронения отходов. Положение еще более усугубляется тем, что такой метод требует длительного времени ожидания подсыханиясодержимого амбаров перед их засыпкой и последующей рекультивацией, а это невыгодно в плане рационального народнохозяйственного использования земель. Вместе с тем этот метод ликвидации отходов бурения наиболее доступен по сравнению с другими, несмотря на безвозвратные потери бурового раствора. Обезвреживание отходов позволяет повысить экологичность таких работ и обеспечить благоприятные условия для своевременной рекультивации отстойников с ОБР и шламом, исключив стадию длительного ожидания затвердевания их содержимого.

 

Требования к объектам размещения буровых шламов

 1. Определение места строительства объектов размещения отходов осуществляется на основе специальных (геологических, гидрологических и иных) исследований в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

2. На территориях объектов размещения отходов и в пределах их воздействия на окружающую среду собственники объектов размещения отходов, а также лица, во владении или в пользовании которых находятся объекты размещения отходов, обязаны проводить мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды.

3. Собственники объектов размещения отходов, а также лица, во владении или в пользовании которых находятся объекты размещения отходов, после окончания эксплуатации данных объектов обязаны проводить контроль за их состоянием и воздействием на окружающую среду и работы по восстановлению нарушенных земель.

Физические методы

Система очистки буровых растворов от выбуренной породы длительное время совершенствовалась, начиная от простейших гравитационных отстойников. Современная технология очистки буровых растворов происходит в 3-4 ступени: вибрационными ситами, гидроциклонными шламоотделителями (песко- и илоотделителями), сепараторами, центрифугами. Главные ее недостатки: громоздкость и большая металлоемкость, дороговизна, измельчение выбуренной породы механическим воздействием.

Технология очистки неутяжеленного бурового раствора по этой системе представляет собой последовательные операции, включающие грубую очистку на вибросите и тонкую очистку - пескоотделение и илоотделение-на гидроциклонных шламоотделителях (рис. 6.15). Буровой раствор после выхода из скважины 1 подвергается на первой ступени грубой очистке на вибросите 2 и собирается в емкости 10. Из этой емкости центробежным насосом 3 раствор подается в батарею гидро­циклонов пескоотделителя 4, где из раствора удаляются частицы песка. Очищенный от песка раствор поступает через верхний слив в емкость 9, а песок сбрасывается в шламовый амбар. Из емкости 9 центробежным насосом 5 раствор подается для окончательной очистки в батарею гидроциклонов илоотделителя 6. После отделения частиц ила очищен­ный раствор направляется в приемную емкость 8 бурового насоса 7, а ил сбрасывается в шламовый амбар.

Физико-химический методы

Предполагаетфизико-химическиевоздействия с цельюразделение ОБР нажидкую и твердыефазы с последующейутилизациейжидкойчасти и нейтрализациейосадка.

Перспективнымиметодамифизико-химическойочистки БСВ донорм, удовлетворяющихтребованиямихповторногоиспользованиядлянуждбурения, являютсяреагентнаяочистка и электрокоагуляция. Реагентнаяочисткаявляетсяоднимизнаиболеедешевых и доступныхметодовочистки БСВ. Применяютсяследующиехимическиереагенты: коагулянты - водорастворимыесолиполивалентныхметаллов; флокулянты - органическиевысокомолекулярныеполимеры.

В практикеочисткисточныхвод в качествекоагулянтовиспользуютсолиалюминия, железа, медиилиихсмеси в разныхпропорциях. НаибольшееприменениеполучилисульфаталюминияAI2(S04)3, сульфатжелеза Fe2(S04)3, хлорноежелезо FeCI3. Неорганическиекоагулянтыгидролизуются в воде с образованиемхлопьевгидроокисей, которыесорбируюттонкодисперсныезагрязнения, включаяколлоидные.

Флокулянты (полиакриламид, полиэтиленимин и др.) способствуютобразованиюболеекрупных и прочныххлопьевлибоинтенсифицируютпроцесссамокоагуляциичастиц, загрязняющихсточныеводы.

Такиедобавкивызываюткоагуляциюжидкойчастиотходов и выпадениетвердойфазы в осадок. Послеудаленияизамбараосветленнойводыоставшаясямассавновьобрабатываетсяфлокулянтом, и такпродолжаетсядотехпор, покавсяосновнаячастьводынебудетудаленаизжидкихотходов.

Обезвоживание ОБР с помощью флокулянтовневсегда является достаточно эффективным,   потому что не учитывают возможности взаимодействия флокулянта с ВРП, добавляемыми в состав бурового раствора и частично остающимися в водной фазе. Это взаимодействие может привести к образованию нерастворимых продуктов и выводу флокулянта из объема. С другой стороны управляемое полимер-полимерное комплексообразование позволяет создать эффективную флокулирующую систему.

Так,например, вРГУнефтиигазаим. И.М.Губкинаразработаныдватипакомпозиционныхфлокулянтов, обладающихбольшейэффективностью, чемсоставляющиеихкомпоненты:

-гомогенно-гетерогенныйфлокулянткомпозиционный (ФК-1), получаемыйврезультатеобразованияполиэлектролитногокомплекса(ПЭК) междуполианионнымииполикатионнымиводорастворимымиполимерами;

-флокулянткомпозиционный (ФК-2), содержащийвкачествеосновыводорастворимыйполимервсочетаниисорганическимиинеорганическимидобавками. Разработанныекомпозиционныефлокулянты, различаясьпосоставуизакономерностямразделениядисперсийнафазы, всочетаниисдругимиприемами, вчастностифильтрациейи центрифугированием,обеспечиваютэффективноеобезвоживаниеОБРиочисткусточныхводотводорастворимыхполимеров.

 

 

 

 

 

КОАГУЛЯЦИЯ+ЦЕНТРИФУГА

Блок очистки бурового раствора с применением флокулянтов и коагулянтов позволяет удалить накапливающиеся в замкнутой циркуляционной системе мельчайшие частицы шлама (размер менее 5-10 мкм), которые не в состоянии удалить применяющиеся вибросита, гидроциклоны, илоотделители и даже центрифуги. Блок флокуляции-коагуляции (БФК) ставится в технологической цепочке системы очистки перед центрифугой и укрупняет частички до размера, удаляемого ею. Применение БФК позволяет получать на выходе после центрифуги жидкую фазу, пригодную для повторного использования на буровой в качестве технической воды и более компактную твёрдую фазу.

Технология обработки бурового раствора с применением БФК состоит в следующем:

• разбавление раствора водой для снижения вязкости и, соответственно, более эффективной механической обработки (для разбавления можно подавать часть жидкой фазы с центрифуги),
• обработка кислотой для снижения рН до уровня 6,5-7,5.
• обработка бурового раствора растворами коагулянта и флокулянта,
• обезвоживание на центрифуге.

При обработке бурового раствора на БФК применяются следующие хим. реагенты:

• раствор серной/соляной/фосфорной кислоты,
• водный раствор соли железа или алюминия (напр. сернокислый алюминий) или специально подобранный раствор полиэлектролита (лучше растворяется),
• водный раствор высокомолекулярного полимера с большой молекулярной массой.

 

Эффективнымметодомочистки БСВ являетсяэлектрокоагуляция, обеспечивающаяудалениеизводывзвесей, коллоидов, а такжевеществ в ионном и молекулярномсостоянии. Поддействиемпостоянноготокапроисходитрастворениематериаламеталлическогоанода, в результате в водупереходяткатионыжелезаилиалюминия, которыезатемобразуютгидрооксидыэтихметаллов, являющиесякоагулянтами.

ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В качествебезреагентныхметодовобезвреживаниятвердыхотходовзаслуживаетвниманиятермическийметод. Термическаяобработкашламовыхмассобеспечиваетразрушениеорганическихвеществвсехосновныхклассов, присутствующих в буровомшламе. Помнениюисследователейэтотметоднаиболеедоступен и перспективен. Егопрактическаяреализацияосуще­ствляется в печахспециальнойконструкции, в часности, в ба­рабаннойэлектрическойпечи.Онапозволяетреализоватьнеобходимыетермическиережимыдлядостиженияглубокогообезвреживанияшламовыхмасс с высокимсодержаниемнефти и нефтепродуктов и другихзагрязнителей. Основнымнедо­статкомэтогометода, сдерживающимегоширокуюпрактичес­куюреализацию, являетсязначительныйрасходэлектроэнер­гиинапроведениеобжигашлама.^оС

Шлам доставляется автотранспортом с 4 буровых установок на специально отведенную площадку для приема и переработки БШ. Далее скреперными лебедками шлам подается в сушильную камеру барабана, проходит стадию обжига при Т= 170оС (рис. 1­1а), ссыпается в специально вырытый ров и далее вывозится на строительство внутрипромысловыхавтодорог.(На выходе получают избавленную от органических примесей и нефтесодержащих веществ массу, пригодную для производства битума.)

Биологический метод

Широкое распространение получил микробиологический метод переработки БШ и НЗГ. Он основан на возможности углеводородокисляющих микроорганизмов (УВОМ) использовать компоненты нефти в качестве единственного источника углерода и энергии [12–15]. Эффективность и распространенность метода обусловлена способностью микроорганизмов к стабилизации и деградации нефтепродуктов, тяжелых металлов и других загрязнителей [13–15]. Биоремедиация является экологически чистым, малозатратным и эффективным процессом. С целью создания благоприятных условий для жизнедеятельности микрофлоры корректируют реакцию среды, вносят структураторы почвы. В качестве структураторов обычно используются торф, опилки, стружка. Структураторы не только снижают плотность отходов, увеличивая их аэрацию, но и являются носителями, накопителями макро- и микроэлементов, питательных веществ, поэтому должны обладать развитой поверхностью и сорбционными свойствами [13]. Биоремедиация – это аэробный процесс. Кроме кислорода для окисления веществ, микроорганизмам необходима и вода для растворения и транспорта веществ в клетку. Поэтому в промышленных условиях в процессе биоремедиации необходимо поддерживать доступ кислорода и воды путем агротехнических мероприятий [12, 15].

 

 

 

 

 

Получение глинопорошка

Предложен метод утилизации ОБР — регенерации активных компонентов буровых растворов путем получения из него глинопорошка. Показана принципиальная возможность получения из отходов бурения глинопорошка удовлетворительного качества. Однако основной недостаток этого метода утилизации — значительный расход углеводородного топлива на производствоглинопорошка. Причем утилизации подлежит лишь отработан­ный неутяжеленныи глинистый буровой раствор плотностью до 1,17—1,20 г/см8.

Перспективным направлением утилизации ОБР пред­ставляется его использование для крепления скважин. При этом возможны два варианта. По первому варианту ОБР используется в качестве добавок к известным тампонажным материалам, традиционно применяемым в практи­ке цементирования скважин; по второму — в качестве основ­ного тампонажного материала. Так, фирма "ДрессерМэгко-бэр" разработала тампонажный материал, для приготовления которого использован ОБР на водной основе, причем в соста­ве ОБР допускается определенное содержание нефти и нефте­продуктов (дизельного топлива) и утяжелителя. При этом от­мечается, что наличие утяжелителя играет положительную роль, так как он способствует увеличению прочности получен­ного тампонажного камня. К достоинствам такого материала относятся его хорошая совместимость с буровым раствором и отсутствие усадки.

Однако реализация этого способа сдерживается высокой токсичностью применяемых веществ, трудностью регулирования сроков твердения буровых растворов и сложностью технологии обработки раствора на дневной поверх­ности.

Мероприятия по охране недр и защите от загрязнения.

       4.1.Воздействие бурения скважин на компоненты биосферы

       Загрязнение начинается тогда, когда в окружающую среду привносятся вещества в концентрациях, выводящих экосистему из равновесия. Т.е. загрязнение это то, что находится не в том месте, не в то время и не в том количестве.Загрязнителем может быть даже вода, если она является лишней по отношению к природной системе. Проблема заключается в том, что нефть, нефтепродукты, БР и тд. в огромных количествах распространяются далеко за пределы промыслов, что является причиной загрязнения биосферы.

 

       4.1.1. Воздействие на гидросферу

       Главная опасность для морских прибрежных зон связана с освоением нефтяных месторождений континентального шельфа. При бурении скважины глубиной до 4000 м нарабатывается около 5000м куб. полужидких отходов. В мире пробурено более 70.тыс. морских скважин, около 20% добычи нефти приходится на морские месторождения, поэтому легко представить степень нарушения состояния гидросферы. С морских установок, стационарных платформ на шельфе и танкеров в море попадает более 1,6 млн. тонн нефти в год, а так же отходы при бурении.

       Тончайшая нефтяная пленка изолирует воду от кислорода воздуха, уменьшая тем самым ее аэрацию. Со временем образуются тяжелые агрегаты из ароматических ув, которые оседают на дно. Они образуют устойчивый к окислению слой на поверхности донного ила, в котором гибнут живые организмы. Среди компонентов нефти наиболее токсичны нафтеновые кислоты, фенолы. Проведенные биологами опыты с наиболее типичными составами буровых растворов показали, что нормальное развитие молоди рыбы в воде возможно при разведении водой отработанного бурового раствора в 26 тыс. раз.

       4.1.2. Воздействие на атмосферу

 

       Буровые установки, нефтяные и газовые промыслы являются технологическими объектами, выделяющими в атмосферу различные загрязняющие вещества. При бурении скважин источниками загрязнения являются залповые выбросы при нефтепроявлениях, сжигание ув на факелах, термическое обезвреживание буровых шламов и их дегазация, дизельные приводы и котельные установки на буровых.При сгорании выделяются такие токсичные вещества как оксид углерода (ПДК в населенных пунктах 3 мг/м.куб.), диоксид углерода, повышенное содержание которого может привести к парниковому эффекту(ПДК 1% в воздухе), диоксид серы, сероводород, диоксид и оксид азота и т.д..

Для регулирования качества окружающей среды введен и строго контролируется ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС, который устанавливается для каждого источника выбросов.Условие таково, чтобы выброс загрязняющего вещества с учётом рассеивания и взаимодействий с другими компонентами не создавал концентраций, влияющих на качество воздуха и превышающих установленную норму. Для каждого действующего предприятия разрабатывается проект предельно допустимых выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Это обуславливает необходимость мероприятий, гарантирующих утилизацию нефтеотходов, проведение экологической паспортизации предприятий, а также комплексные геоэкологические исследования территории нефтедобычи и всех зон воздействия предприятий нефтедобычи.

 

       4.1.3. Воздействие на почву

 

       При бурении скважин загрязнителями почв, грунтовых вод являются буровые растворы, содержащие различные химические реагенты. Важной задачей природоохранной деятельности буровых предприятий является внедрение в промысловую практику почвозащитных мероприятий, поскольку установлено угнетающее действие отходов буровых растворов и высокоминерализированных пластовых вод на активность почв.

       Шламовые амбары -это токсичный очаг для прилегающих территорий. Во избежание утечек в грунт места размещения емкостей для хранения шлама и растворов, котлованов для сточных вод и бурового шлама должны быть гидроизолированы. Обследование шламовых амбаров на месторождениях, где бурение велось с использованием соленасыщенных буровых растворов, показало, что на месте работы буровой установки площадь засоления грунтов и подземных вод достигает 4,5 га. при этом плодородие почв не восстанавливается многие годы. При попадание ОБР в почву происходит разрушение почвенных ферментов, за счет чего снижается продуктивность покрова земли.

       Из всех видов загрязнения почв нефтепродуктами и другими группами загрязнителей наиболее опасным является загрязнение горизонта грунтовых вод, т.к. токсичные вещества могут мигрировать на большиерасстояния, распространяться за пределы первоначального участка и проникать к водозаборным сооружениям.

Основными исполняемыми работами при аварийных разливах нефти или бурового раствора станут:

• Купирование разлива;
• Устранение продуктов разлива благодаря техническому оборудованию и сооружениям;
• Обезвреживание собранных нефтепродуктов (БПЖ) на обустроенных полигонах;
• Очистка поверхностей почвы, при необходимости монтирование специальных очистных построек;
• Сбор остаточных засорений на территории;
• Сдача участка природоохранным организациям.

       С позиции экологической безопасности более предпочтительны механические способы сбора разлитой нефти. Широко используются методы, основанные на свойстве некоторых материалов поглощать нефть: торф, опилки, мох, полиуретан, смола, целлюлозы. Кратность и использования после регенерации -30 раз, поглощающая способность 26 кг/кг. Различают следующие группы:

-эмульгаторы

-отвердители для придания нефти густой консистенции и последующего ее механического удаления

-моющие средства для смывания нефтяных пленок.

-наиболее эффективный метод - биотехнологии, основанные на окислении нефтепродуктов микроорганизмами. В результате происходит расщепление ув, их минерализация и дальнейшая гумификация.

Восстановление нарушенных земель значительно отстает от темпов загрязнения, потому что очистка почвы от нефтепродуктов представляет собой сложную проблему и требует высоких затрат. Стоимость рекультивации сильнозагрязненных участков достигает 150 тыс.долл. за гектар.

 

       4.2. Воздействие бурения на недра. Мероприятия по охране

       Охрана недр является одним из важнейших направлений деятельности нефтегазодобычи. При нарушении технологий производства бурение скважин и разработка месторождений вызывают значительное загрязнение недр. Проходка скважины нарушает естественную разобщенность горных пород и создает возможность взаимодействия пластов между собой и с атмосферой. Нефть может попасть в водоносные пласты и наоборот, пласт нефти может обводниться. В результате катастрофических уходов промывочной жид­кости в недра попадают применяемые при приготовлении буровых растворов органические вещества, такие как гуматный порошок, нефть, графит, поли