Использование в качестве удобряющих компостов

Заслуживающим внимание способом утилизации ОБР является их использование в качестве основы удобряющих компостов и мелиорантов, предназначенных для внесения в почву при рекультивации шламовых амбаров и территории буровой, а также структурообразователяпочвогрунтов. Пригодными для этих целей смогут быть лишь буровые растворы, не содержащие нефти и нефтепродуктов, хроматов и токсичных для почв минеральных солей. Наиболее целесообразно использовать такие компосты и мелиоранты для солонцовых, песчаных и супе­счаных почв, т.е. почв, обедненных глинистыми структурообразующими компонентами.

Удобрения-мелиоранты – это вещества, позволяющие не только вносить «в запас» необходимые элементы питания, но и значительно улучшающиие агрохимические характеристики и плодородие почвы, позволяющие провести ускоренное окульткривание садового участка.

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, полифенольный лесохимичес­кий реагент (ПФЛХ), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), суль­фит-спиртовая барда (ССБ) и другие, а также минеральные вещества - барит, каустическая сода, кальцинированная сода, известь и др. Эти вещества могут привести к изменению ми­кробиологической обстановки в недрах, отравлению пресных вод и т.п.

       Отбор нефти и газа из недр, а также нагнетание воды в продуктивные горизонты изменяют напряженное состояние массивов пород. В этом случае не удивительны сейсмические проявления, т.к. большинство залежей приурочено к зонам тектонических напряжений, разломов и сдвигов.

        Одно из проявлений- просадка земной поверхности, которая может достигать нескольких метров. По мере отбора нефти все возрастающую часть веса вышележащего массива воспринимает продуктивный пласт. Оседания поверхности наблюдаются на крупных и длительно разрабатываемых месторождениях Западной Сибири.

       Причиной происходящих на месторождениях нефти и газа сейсмических событий может являться увеличение гидродинамического давления в процессе циркуляции БПЖ или принудительного нагнетания воды в продуктивные пласты. Длительная закачка воды в глубокие горизонты вызывает изменение температурного состояния массива и, что неизбежно, - дополнительные деформации и напряжения. Понижение температуры на 1 градус эквивалентно повышению давления воды в порах и трещинах на 0,7 Мпа.

       Территория газового месторождения Лак во Франции на протяжении нескольких веков было несейсмичным. Через 10 лет после начала разработки месторождения из-за падения порового давления в пласте массив пришел в состояние повышенной сейсмической активности.

       Мероприятия по охране недр при бурении предусматри­ваются в геолого-техническом наряде (ГТН), который состав­ляется для каждой скважины, подлежащей бурению. ГТН служит основным документом для буровой бригады, обязан­ной руководствоваться им до конца работ.ГТН содержит геологическую и техническую части.

        В гео­логической части наряда приводятся: ожидаемый геологичес­кий разрез скважины; литологическая характеристика пород с указанием категорий их крепости; углы падения пластов; глубины, на которых возможны осложнения и аварийные ситуации; интервалы отбора керна и шлама, проведения гео­физических исследований (и их обязательный комплекс); конструкция скважины с указанием работ, направленных на оценку продуктивности отдельных пластов; пласты, против которых должна быть произведена перфорация колонны; положение и характеристика водоносных горизонтов; дан­ные об ожидаемых пластовых давлениях и др.

       В технической части наряда в соответствии с данными геологической части должны быть предусмотрены соответст­вующая конструкция скважины, технология бурения и ка­чество промывочной жидкости, обеспечивающие предотвра­щение обвалов газо-, нефте- и водопроявлений, наруше­ний нормальной циркуляции промывочной жидкости и снижение продуктивности вскрываемых нефтегазоносных пород.

       К важным мероприятиям по охране недр при бурении скважин относится правильная и прочная изоляция нефтега­зоносных и водоносных пластов друг от друга. Для этого не­обходимо строго выполнять все правила цементирования скважин, предусмотренные соответствующей инструкцией с обеспеченной предусмотренной высотой подъема цемента за колонной.

 

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

Классификация реагентов для регулирования свойств буровых промывочных жидкостей по назначению

1) Понизители фильтрации – реагенты, снижающие потери жидкой фазы БР вследствие ее поглощения горной породой в процессе бурения

-эфиры целлюлозы (КМЦ)

-полиэлектролиты акрилового ряда (гидролизованный полиакрилонитрил, сополимеры акриловой и метакриловой кислот)

-лигносульфонаты.

2) Структурообразователи – реагенты, вызывающие увеличение параметров: эффективной и пластической вязкости, статического и динамического напряжения сдвига (глина – бентонитовый глинопорошок, ксантан, высококислый нефтяной битум) Поддержание этих показателей на высоком уровне необходимо для сохранения выносной способности, также для обеспечения гидродинамического режима промывки скважины.

3) Разжижители (диспергаторы) - реагенты, не допускающие чрезмерного увеличения вязкости и структурных параметров БР (феррохромлигносульфонаты ФХЛС, натриевые соли фосфорных кислот, фосфоновые кислоты НТФ).

4) Регуляторы концентрации водородных ионов (рН) – обеспечивают оптимальный уровень щелочности или кислотности БР (едкий натр или каустическая сода, гидроокись калия, кальцинированная сода, гашеная известь). Свободные кислоты вводят редко.

5) Ингибиторы гидратации – снижают активность водной фазы и предотвращают набухание пород (хлорид кальция, известь, гипс, силикат натрия). Они затрудняют диспергирование частиц БШ, облегчая очистку БР от выбуренной породы

6) Смазочные добавки – снижают силы трения на всех поверхностях контакта деталей бур инструмента и оборудования между собой и с горной породой (полимеры, вводимые как стабилизаторы и понизители фильтрации, нефть и жидкие нефтепродукты, ПАВ – сульфонол, неонол, графитовый порошок).

7) Термостабилизаторы – повышают устойчивость и работоспособность БР в жестких термобарических условиях (хроматы и бихроматы щелочных металлов).

8) Эмульгаторы – способствуют диспергированию в среде БР несмешивающейся с ней жидкости и обеспечивающие устойчивость полученной эмульсии (ПАВ – сульфонолы, щелочные мыла, неонол).

9) Пеностабилизаторы – способствуют образованию и обеспечивают устойчивость пены (ПАВ – щелочные жировые мыла, алкилбензолсульфонаты, алкилсульфаты).

10) Пеногасители – препятствуют нежелательному образованию пены или разрушают уже образовавшуюся пену (сивушные масла, кремнийорганические соединения, резиновая или полиэтиленовая крошка)

11) Флокулянты – вызывают образование в БР рыхлых хлопьевидных агрегатов (флокул) из мелких частиц дисперсной фазы (линейные полиакриламиды.) Используют для облегчения очистки БР от высокодисперсного БШ.

12) Бактерициды воодят для защиты от микробиологической диструкции. Защита полимеров из класса полисахаридов. Антисептическим действием обладают (фенол, формальдегид)

13) Поглотители сероводорода - используют в случае проявления сероводорода в процессе бурения(железный сурик, магнетит)

       ТОКСИЧНОСТЬ способность вещества вызывать нарушения физиологической функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций (заболевания), а при тяжелых поражениях-его гибель.Степень токсичности вещества характеризуется величиной токсичной дозы - количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше доза, тем выше токсичность. Степень токсичности вещества характеризуется также предельно допустимой концентрацией (ПДК)-максимальное количество вещества в единице объема воздуха или воды, которое при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени не вызывает в нем патологических изменений, а также не нарушает нормальной жизнедеятельности человека.

Величины токсичности характеризуют степень опасности вещества при поступлении его в организм.

       Класс опасности вредных веществ — условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей.

Наименование показателя	Норма для класса опасности
	IV	III	II	I
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м³	более 10,0	1,1—10,0	0,1—1,0	менее 0,1

 

Классификация опасности отходов № п/п Степень вредного воздействия опасных отходов Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности   Класс опасности отхода   1. Очень высокая Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует. I класс   Чрезвычайно опасные     2. Высокая Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия. II класс   Высокоопасные     3. Средняя Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника. III класс   Умеренно опасные     4. Низкая Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее трех лет. IV класс   Малоопасные     5. Очень низкая Экологическая система практически не нарушена. V класс   Практически неопасные

 

Класс токсичности	Вещество	ПДК, мг/м3	ППК, кг/м3
I	Хроматы и бихроматы	0,01	-
2	Щелочи едкие	0,5	-
3	Масла минеральные	5,0	-
3	Сульфонол	3.0	-
3	Сода кальцинированная	2,0	-
4	Барит	6,0	-
4	Окись алюминия	2,0	-
4	Известняк, доломит	6,0	-
4	Кремнийсодержащие глины	4,0	-
4	Силикатная пыль (цемент, асбест)	6.0	-
I	Фенолы эстонских сланцев	1.5.	-
I	КССБ	-	0.30
2	Гипан	-	0.14
2	ФХЛС	-	0,13
2	Высшие жирные спирты	-	0,12
3	Крахмал	-	0,08
3	КМЦ	-	0,06
3	Метас	-	0,06
3	УЩР	-	0,30

 

 

           

       Одним из ключевых факторов использования той или иной дисперсионной среды в настоящее время является степень ее токсичности для окружающей среды

       Сложный химический состав дисперсионных сред затрудняет возможность разделения их на индивидуальные углеводороды, поэтому об их химическом составе судят по содержанию в них отдельных групп углеводородов: нафтеновых, парафиновых, ароматических, а также асфальто-смолистых веществ в том случае если дисперсионная среда - нефтяная основа.

       Содержание алифатических углеводородов в нефти колеблется и может достигать до 70%. Кроме того, в состав нефти могут входить полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – соединения с числом конденсированных колец от двух до шести. Содержание ПАУ в нефти различно, но чаще всего составляет от 1 до 4%, но даже такая минимальная концентрация токсикантов вызывает тревогу у экологов в связи с высокой биологической (канцерогенной и мутагенной) активностью. В нефти распространены и гетероциклические аналоги ПАУ. Данные соединения иногда более токсичны, а их присутствие в смеси с ПАУ может вызвать синергетический эффект.

       Ароматические углеводороды являются самыми токсичными компонентами дисперсионных сред, однако алифатические углеводороды (С5-С10), входящие в состав дисперсионных сред, также оказывают сильное токсическое воздействие на живые организмы, находясь в почвах, водной или воздушной средах. Алканы с короткой углеродной цепью особенно быстро действуют на клетки. Они легко проникают в клетки организмов через цитоплазматические мембраны, нарушая их. Однако, вследствие летучести, их токсическое действие непродолжительно. Токсичность высокомолекулярных алканов (С11-С28) выражена гораздо слабее, чем низкомолекулярных. Парафины не оказывают токсическое действие на живые организмы. Менее токсичной и вследствие этого самой распространенной дисперсионной средой, особенно при бурении скважин на морских проектах, является минеральное масло. В состав минеральных масел, входят в основном парафиновые углеводороды. Их содержание может достигать до 90%. Однако, нередко данные дисперсионные среды могут включать нафтеновые и ароматические углеводороды до 60 и 40% соответственно. В состав минеральных масел могут входить и смолисто-асфальтеновые вещества до 10%. Токсичность минеральных масел, используемых в бурении, изучена достаточно слабо, однако имеются сведения, что данные дисперсионные среды относятся к III и IV классам опасности.

       Отдельной, наносящей большой вред группой реагентов, входящих в состав БПЖ являются ПАВ. По химическому составу и поведению в растворах различают анионоактивные (АПАВ), неионогенные (НПАВ), катионоактивные (КПАВ) и амфолитные ПАВ. В бурении наиболее часто используются первые три группы. Вредное воздействие ПАВ на биообъекты является сложным и многофакторным. ПАВ ухудшают органолептические показатели воды, придавая ей неприятный кислый запах и мыльный привкус. Попадая в воду, ПАВ вызывают пенообразование. Пена не только нарушает тепло- и газообмен, но и снижает поступление кислорода из воздуха, вызывает в значительных количествах размножение микроорганизмов, в том числе, и патогенных. В исследованиях Л.А. Косковой и В.И. Козловской (1979) установлено, что закономерность действия ПАВ на рыб заключается в том, что при концентрации 4-16 мг/л у них нарушается слизистый покров, а при более высоких концентрациях происходит жаберное кровотечение и нарушается проницаемость жаберных мембран, что приводит к уменьшению поступления кислорода. Обнаружены изменения под действием ПАВ в обонятельных и вкусовых органах рыб. При концентрации 1,5 мг/л сульфонола НП-3 полностью угнетается обонятельная реакция карпа.

       В исследованиях С.А. Остроумова (1991) показана способность синтетических ПАВ в концентрации 0,2-0,4 мг/л нарушать процессы фотосинтеза фитопланктона, прекращать рост некоторых зеленых водорослей.

       Применяемые в бурении ПАВ негативно влияют и на обитателей моря. Сульфонол в концентрации 0,02 мг/л приводит к полной гибели велигеров приморского гребешка; концентрация 3,4 мг/л является смертельной для серого ежа. Дисолван в концентрации 0,3 мг/л вызывает гибель 60% особей сеголеток форели; в концентрации 100 мг/л полностью подавляет оплодотворение икры вьюна. В почвах ПАВ негативно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов и рост растений. Так, например, под влиянием ПАВ происходит изменение культурально-морфологических свойств энтеробактерий. Большинство ПАВ обладают канцерогенным действием, что приводит к ускорению развития различных опухолей. Опасность ПАВ заключается в том, что они способствуют растворению нерастворимых в воде токсикантов, в частности углеводородов, или образуют стойкие эмульсии.

       Для снижения активности воды в БПЖ используют хлорид кальция. Использование солей на основе хлоридов создает проблемы при утилизации отходов месторождения, образованных в результате работы с данным типом бурового раствора. Хлориды увеличивают электропроводимость любой воды и создают ряд проблем для биологических объектов, поскольку хлориды очень устойчивы к разрушению.

       Модифицированная бентонитовая глина, используемая в БПЖ, по своему составу не представляет угрозы химического загрязнения, за исключением увеличения мутности воды. Из-за повышения мутности воды происходит отпугивание рыб от нерестилищ и миграционных путей. Это особенно актуально для Северного Сахалина, где уже нарушено 50% нерестилищ лососевых рыб под действием буровых отходов.

       В БПЖ основным утяжелителем является барит. Оценка токсичности барита несколько различается в отечественной и зарубежной литературе. Американские ученые, например, считают его не токсичным, или малотоксичным веществом.В работах отечественных и отдельных западных токсикологов имеются данные о более высокой токсичности барита. Барит, также как и глины, повышает мутность воды, но быстрее оседает на дно из-за своей высокой плотности, поэтому его влияние более ощутимо для бентоса, чем для планктона. Так, например, имеются сведения о значительном снижении численности полихет и моллюсков в донных сообществах под действием барита. Концентрация барита 90-140 мг/л может вызывать реакцию активного избегания у молоди трески;150 мг/л – приводит к гибели планктонных ракообразных. Имеются сведения, что барит усиливает токсичность других компонентов буровых растворов.

       Реагенты, изменяющие pH, используются в буровых растворах в больших количествах. Самым распространенным реагентом для поддержания pH является гашеная известь. Под действием щелочных буровых растворов изменяется pH воды, окисляемость, электропроводность и соленость.

       Установлено, что подкисление или защелачивание воды приводит к затруднению тканевого дыхания у рыб, вызывая кислородный дефицит. До определенных значений pH это приводит к учащению дыхания и сердцебиению, из-за чего происходит нарушение сердечных ритмов, завершающееся смертью рыб от удушья.

       Тяжелые металлы из продуктов и подземных пластов имеют тенденцию реагировать с пробуренными твердыми частицами и глинами и лишь слегка подвижны в окружающей среде. Термин «тяжелые металлы» относится к группе токсичных металлов, которые считаются потенциально опасными. К ним относятся ртуть, кадмий, хром, свинец, растворимый барий и другие. Эти металлы не будут биодеградировать и могут быть проблематичными в течение многих лет. Например, тяжелые металлы могут биоаккумулироваться и переноситься в пищевую цепь, вызывая проблемы со здоровьем, такие как врожденные дефекты. 

       Суммарное количество суспендированных твердых веществ (TSS) может повредить близлежащие поверхностные тела воды не только эстетически, но и уменьшать как количество, так и качество имеющегося света, необходимого для роста растений. Эта дополнительная нагрузка также оказывает механическую токсичность, то есть стресс и / или покрытие органов дыхания. Повышенные взвешенные твердые вещества содержат органические компоненты, которые при деградации уменьшают содержание кислорода в окружающих водах

 

Экологическая характеристика
различных марок КМЦ

Вещество	ЛПВ	ПДК, мг/л	Класс опасности
440. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-500)	токс.	12,0	4
634. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (производное). Финнфикс ХЦ, Целло СЛ. Компонент бурового раствора.	токс.	1,0	4
635. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозывысокозамещенной	токс.	0,1	4
637. Натриевая соль полианионного полисахарида на основе глюкозы, NaКМЦ Финнфикс Бол; Финнфикс ЛЦ; Целпол РХ; Целпол СЛХ; Целпол СЛ; ИДФ ФЛР ХЛ; ПАК П.Р; ПАК П.ЛВ; Вальдон-Б; Вальхор Ф.Р.; Цекол 30; Цекол 150; Цекол 300; Цекол 500 Т; Цекол 1000; Цекол 2000; Цекол 4000; Финнфикс 10;	сан.-токс.	5,0	4

 

Токсикологический – действие веществ на водные организмы.

Санитарно-токсикологический подразумевает концентрацию, при превышении которой вещество становится токсичным для человека. Класс опасности отходов устанавливается по степени возможного вредного воздействия на окружающую природную среду при непосредственном или опосредованном воздействии опасного отхода на нее в соответствии с установленными критериями

 

       Заслуживает внимания метод применения экологически безопасных буровых растворов на основе торфа и сапропелей, разработанный в Томском политехническом университете.

       Для приготовления бурового раствора из торфа используются соду, КССБ, КМЦ и другие недефицитные и экологически безвредные вещества. Буровой раствор отличался стабильностью свойств, легко очищался от шлама.

       Отличительной особенностью торфяных буровых растворов является их хорошая совместимость с глинистыми, карбонатными и минерализованными растворами, а также со всеми полимерными добавками. Плотность раствора можно регулировать, подбирая соответствующий генетический тип сапропеля: органические сапропеля и торфосапропели позволяют получать буровые растворы плотностью 1,01-1,03 г/см3, кремнеземистые и смешанные сапропели 1,04-1,06 г/см3, карбонатные – 1,07-1,12 г/см3. В случае необходимости они могут дополнительно утяжеляться мелом и баритом.

       Разработаны составы буровых растворов на основе торфа для проводки скважин в многолетнемерзлых породах, глинистых отложениях и вскрытия продуктивных пластов. Высокими технологическими и реологическими свойствами обладают полимер торфяные растворы при незначительном расходе высокомолекулярных соединений и ПАВ, пригодные для бурения скважин в условиях воздействия высоких температур и давлений, а также полиминеральной агрессии. Торфяные буровые растворы экологически безвредны, легко очищаются от шлама, после использования они могут применяться для рекультивации нарушенных земель как в виде растворов так и образовавшихся неиспользованных остатков торфа на скважинах.

       Из всего вышесказанного следует, что каждый химический реагент, входящий в состав буровых растворов, обладает разнообразным токсическим эффектом на различные живые организмы. Буровые растворы – это многокомпонентная жидкость, и в полном буровом растворе взаимное влияние компонентов друг на друга еще более усиливает токсический эффект каждого из них.

 

Оценка биотоксичности БПЖ

Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, выражается в миллиграммах кислорода (или другого окислителя в пересчёте на кислород), пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в литре (1 дм³) воды. По степени ХПК хим реагенты можно разделить на 3 группы:

Наиболее токсичные: алюминат натрия, сода каустическая, известь, едкое кали, СМАД -1, эмульсии, все нефтепродукты, сульфонол, фенолы, соль повареная, соляная, серная кислоты и др. (ХПК в пределах 300-1500 мг\л);

Средней токсичности – гипан, КССБ, ФХЛС, окзил, ВЖС и др. (ХПК в пределах 120-150 мг\л);

Наименее токсичные – УЩР, КМЦ, крахмал, метас и др. (ХПК в пределах 30-90 мг\л).

Реагент	ХПК, кг/м3	Классификационная группа
Фенолы эстонских сланцев	1,5	1
КССБ-2	0,300	1
Гипан	0,145	2
ФХЛС	0,14	2
Окзил	0,12	2
Высшие жирные спирты	0,12	2
Крахмал	0,085	3
КМЦ-600	0,065	3
Метас	0,060	3
УЩР	0,030	3

 

Предельно допустимая концентрация хим реагентов в воздухе, мг\м³

Оценка токсичности буровых растворов в США при бурении на море оценивается стандартным методом по их воздействию на живые организмы. Для этого к 1 части бурового раствора добавляется 9 частей морской воды и проба отстаивается 1 час. При этом суспензия делиться на 3 фракции. Верхний прозрачный слой, нижний – грубодисперсный осадок, средний – тонкодисперсные частицы, которые используются для определения токсичности путем разбавления морской водой с различной концентрацией суспензионной фазы. В приготовленные пробы помещают живых креветок и через 96 часов подсчитывают число погибших особей. Если погибло более 50% креветок, то раствор считают токсичным.

Наиболее перспективным для оценки экологичности химических веществ является метод биологического тестирования. В настоящее время методик использования его в бурении нет.

Поэтому необходимо:

· обосновать определяемые путем биотестирования показатели экологичности веществ с целью учета не только токсической, но и других составляющих техногенного воздействия веществ на ОПС;

· разработать шкалу оценки уровня техногенного воздействия на объекты ОПС по показателям биотестирования;

· разработать методику определения показателей экологичности буровых технологических жидкостей и технологических отходов бурения.

 

 

Выбор БПЖ. План замены токсичных веществ

Среди органических реагентов, применяемых в составе буровых растворов, определяющая роль принадлежит водорастворимым полимерам: Nа-КМЦ - натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, ОЭЦ - оксиэтили-рованной целлюлозе, КМОЭЦ - карбоксиметилоксиэтилцеллюлозе; ГИПАН - гидролизованному полиакрилонитрилу; ПАА - полиакриламиду с различной степенью гидролиза; метасу, метасолу, лакрису - полимерам на основе метакриловой кислоты и метакриламида; ПЭО - полиэтиленоксиду; модифицированному крахмалу; ЛС - лигносульфонатам; гуматным реагентам и другим, каждый из которых применяют самостоятельно или в составе композиции. Они в разной степени экологически безвредны, поэтому предпочтительной является возможность применения наименее токсичного полимера и в меньших концентрациях

Известную проблему, с точки зрения экологии, составляют бентониты -дисперсная фаза глинистых буровых растворов, обработанные полимерными или неорганическими пептизаторами. Поэтому создание безглинистых и малоглинистых буровых растворов, применение альтернативной дисперсной фазы, например, гетерогенных органических материалов - перспективно. Особое внимание привлекают материалы биогенного происхождения -каустобиолиты (торф, уголь, сапропели и другие).. В качестве одного из материалов для таких дисперсий был использован торф, который рассматривался не только как источник гуминовых кислот, но, прежде всего, как материал, который после несложной одностадийной обработки реагентами превращается в химически активную дисперсную фазу буровых жидкостей. Добавление торфа в водные растворы полимеров позволило получить торфополимерные реагенты и буровые растворы, явившиеся, по заключению специалистов, достижением мирового уровня.