Екологична технология за сондиране на кладенци, платформа за съдържание
УДК: 504.062; 504.064.4
Санкт Петербург, Държавен минен университет в Санкт Петербург
М. М. МАЛИШКИН,Ph. Д., асистент, катедра по геоекология,*****@***ru
СанктПетербургДържавенМинноУниверситет
ТЕХНОЛОГИЯ ЗА ОЗЕЛЕНЯВАНЕ НА ПРОБИВАНЕ НА КЛАДЕНЦИ
Един от основните екологични проблеми на петролната промишленост е замърсяването на околната среда с отпадъци от сондажи, което се отразява негативно на условията на живот на хора, животни и растителност. Проблемът с обезвреждането на отпадъците от сондиране се предлага да бъде решен чрез въвеждането на набор от инженерни и технически мерки за опазване на околната среда, включително, на първо място, използването на сондажна кал на базата на водоразтворими биоразградими полимери и четиристепенни системи за почистване на сондажна кал в процеса на пробиване на кладенци; второ, използването на дизайна на площадката на кладенеца с изграждането на траншея за настаняване на изцедените сондажни изрезки, зад които е разположен временен земен резервоар за сондажни отпадъчни води.
Ключови думи:сондажни отломки, депониране, токсичност, сондажна площадка, утаечна яма, дехидратация, производство на нефт, почистване, изстискване, неутрализация.
ЕКОЛОГИЗАЦИЯ НА ТЕХНОЛОГИИ ЗА СОНДИРАНЕ НА КЛАДЕНЦИ
Един от най-големите екологични проблеми на петролната индустрия в Русия е замърсяването на отпадъците от сондажите, което има отрицателно въздействие върху условията на живот на хората, животните и растенията. Проблемът с обезвреждането на сондажни отпадъци се предлага да се реши чрез въвеждането на защитни функции на сложните инженерни дейности, включително, на първо място, прилагането в процеса на сондажна кал чрез водоразтворимибиоразградими полимери и четворни системи, почистваща течност и второ, платформата за проектиране на приложения с изкопа на кладенците в тялото на насипната площадка за пресовани изрезки, която е подредена за временен глинен съд за сондажни отпадъчни води.
Ключови думи: изломи, рециклиране, токсичност, площадкови кладенци, утайки, обезводняване, масло, почистване, пресовано, неутрализация.
Дейността на предприятията от нефтената и газовата промишленост неизбежно води до причинено от човека въздействие върху околната среда. Това се изразява предимно в обезлесяване, деградация на почви и ландшафти, замърсяване на атмосферата, повърхностни и подпочвени води, близки до повърхността седименти с нефтопродукти и токсични вещества, съдържащи се в сондажни течности, както и сероводород, съдържащ се в нефт и газ, което води до отрицателно въздействие върху условията на живот на хората и биотата.
В процеса на изграждане на кладенци се образуват едротонажни отпадъци - сондажни отпадъци, които трябва да се обезвреждат. В момента само в Западен Сибир се образуват повече от 100 000 тона сондажни отпадъци годишно. Основно за обезвреждането му се изграждат глинени контейнери, т. нар. утайкови ями - каломакумулатори, които се считат за един от опасните източници на замърсяване [1].
Разходите на нефтодобивните предприятия за неутрализиране и обезвреждане на сондажни утайки, рекултивация на утайки годишно възлизат на милиарди рубли. Но въпреки високата екологична опасност на отпадъците от сондажи, все още не са разработени технологични решения, които да позволяват тяхното неутрализиране и обезвреждане с висока ефективност и минимално техногенно въздействие.
Целта на изследването: да се намали техногенното натоварване на околната среда по време на разработването и експлоатацията на нефт и газполета чрез въвеждане на набор от инженерни мерки за опазване на околната среда, насочени към неутрализиране и последващо използване на отпадъци от сондиране.
1. Провеждане на комплексен мониторинг на сондажни площадки при добив на въглеводороди;
2. Извършване на химични и аналитични изследвания на сондажни отломки;
3. Обосновка за използване на 4-степенна система за почистване на сондажната течност с обезвреждане на отделени и изцедени отломки;
4. Разработване на проекта на сондажната площадка с полагане на изцедените сондажни изрезки в тялото на насипа;
5. Оценка на екологичната и икономическата ефективност на предложения комплекс от инженерно-технически мерки.
За намаляване на отрицателното въздействие на сондажите и експлоатацията на кладенци, заедно със стриктното спазване на технологията за добив и транспортиране на нефт, повишаване на надеждността на оборудването, важна роля играе организацията на ефективен контрол и прогнозиране на промените в природната среда във времето и пространството, с други думи, организацията на мониторинга.
В продължение на 6 години беше извършен цялостен мониторинг на едно от находищата в Западен Сибир, разположено в блатиста местност в зоната на северната тайга. Извършена е експедиционна работа с участието на специалисти от различни профили. Изследвани са степента и скоростта на естествено обрастване на храстовидни насипни пясъчни площи и хамбари, състоянието на почвената и растителната покривка, почвената микробиота, ентомофауната, сухоземните гръбначни животни и птици, хидробионтите (фито- и зоопланктон, зообентос и ихтиофауна на околните водоеми), както и оценен хидроложкият режим на територията. Като биоиндикатори са използвани почвени микроорганизми, растения, животни, хидробионти, както и изследване на състава и свойствата на сондиранетоотломки (пробита скала, съдържаща химикали, добавки, сондажни течности) [3].
Използвайки резултатите от мониторинга и проучването на съществуващите методи за рекултивация на ями за утайки, беше разкрита необходимостта от разработване на такава технология за обезвреждане на сондажни отпадъци, която да бъде екологично и икономически изгодна и преди всичко да ускори процеса на възстановяване на първоначалните биологични системи или да създаде условия за появата на нови.
В момента в България разработването на находища се извършва в нефтоносни провинции, скали, които не съдържат естествени радионуклиди и съединения на тежки метали в подвижни форми над установените норми. Използването на екологично чисти състави от глина или безглинени сондажни течности на базата на водоразтворими биоразградими полимери през всички интервали на сондиране намалява тяхното отрицателно въздействие, както и токсичността на сондажния отломък и отпадъчните води от сондажите. Други материали и химикали, използвани за обработка на сондажни течности, също трябва да имат показатели за токсичност, съгласувани по установения начин (максимално допустима концентрация, OBUV, LD50 и др.) И да имат клас на опасност не повече от 4 класа. Когато се планира използването на вещества с неизвестни санитарни и токсикологични характеристики, е необходимо да се изискат съответните документи от производителя или да се организира определянето на необходимите показатели за токсичност и класа на опасност на материалите и отпадъците [2].
Отделянето и изстискването (почистването) на сондажния отломък се извършва чрез 4-степенна система за почистване на сондажния кал, която включва:
- пясъчни сепаратори или ситови хидроциклони;
Използването на тази система за пречистване позволява да се намали потреблението на вода за технологични нужди с 60-75%, консумацияхимикали с 30-40%, което повишава екологичната безопасност на сондажните операции и намалява възможното въздействие от генерираните отпадъци.
Утайките, преминали през четиристепенна система за пречистване, се подлагат на лабораторни изследвания за съответствие със стандартите, посочени в санитарно-епидемиологичното заключение, както и съдържанието на нефтопродукти, което не трябва да надвишава 0,5%. Въз основа на резултатите от лабораторните изследвания се вземат решения за поставянето му в насипните съоръжения на обектите. При използване на сондажна течност, обработена с реактиви Kem Pas и Poly Kem D или техни сертифицирани аналози, почистени (пресовани) сондажни изрезки извън наводнените зони могат да се поставят в тялото на насипите на кладенците.
Почистените сондажни отпадъци от почистващата система се подават с помощта на шнекове в специално изградена в тялото на насипа земна траншея, а сондажните отпадъчни води се оттичат във временен хидроизолиран земен контейнер, разположен успоредно един на друг по оста на движение на сондажната платформа. Този дизайн на обекта на всички етапи от изграждането на кладенеца осигурява отделно съхранение на сондажни изрезки и сондажни отпадъчни води. Конструкциите и разрезите на подложките за кладенци са показани на фиг.1.
Ориз. 1. Схема на площадката на кладенеца с използване на изрезки (почистени сондажни изрезки) в тялото на насипа
Пробиването на кладенци с помощта на изрезки по време на изграждането на подложки за кладенци се извършва извън наводнените зони. В същото време срещу всяка група кладенци се подрежда изкоп за поместване на почистените сондажни изрезки. Зад изкопа в тялото на насипа се устройва временен глинен съд за сондажни отпадъчни води.
По време на изграждането на подложки за кладенци, площадка за подреждане на контейнер за сондиранеотпадъчните води се изхвърлят до проектното ниво на обекта с последващо разработване и използване на почвата в насипа на резервоара, което осигурява максимално уплътняване на горния активен слой на торфеното находище под налягането на насипа, както и максимално укрепване на самия насип. Дъното на резервоара е повдигнато над максималното ниво на подпочвените води с 0,3 м. Стените и дъното на временния резервоар за сондажни отпадъчни води са хидроизолирани с циментиращ агрегат с глинеста сондажна кал.
За събиране на течната фаза се монтира тава от тръбни връзки с диаметър 530 mm върху опори, изработени от греди, или под тези проходи се полагат отхвърлени метални тръби с диаметър 325-426 mm. Дизайнът на временен резервоар за сондажни отпадъчни води със значителна водна повърхност и плитки дълбочини позволява максимално насищане на сондажните отпадъчни води с кислород, което, заедно с биоразградимостта на реагентите, допринася за ускореното биоразграждане на сондажните отпадъчни води, избистряне и изхвърляне в колектора.
На площадки за кладенци със сондажни изрезки, поставени в тялото на насипа, се предвиждат следните видове работи: избистряне и изпомпване на сондажни отпадъчни води, битови отпадъчни води в колектора за събиране на нефт; изравняване на сондажните изрезки в изкопа с разширяване на площта на храста до 23-25 m от устието на кладенеца и подреждането на насипа на площадката върху него; оформление на територията на резервоара за пробиване на отпадъчни води до маркировка не повече от 0,5 m над повърхността на блатата и не повече от 0,5 m над нивото на подземните води.
В резултат на научни изследвания е установено, че почистената сондажна отломка след полагане в траншея служи като допълнителен непропусклив екран при аварийни разливи.
Биологичната рекултивация се осъществява по два основни начина: чрез активиранеестествено обрастване и чрез подсяване на многогодишни треви, а когато е оправдано и чрез засаждане на резници от храсти. За засяване на треви се използват сложни тревни смеси, състоящи се от различни видове растения: храстови и коренищни растения в размер на 30-50 g на 1 квадратен метър: тръстикова власатка - 40%, червена власатка - 10%, смарагдов фестулолиум - 30%, безостен бром - 10%, пасищна трева -10%.
В сравнение с известните решения, предложеният метод позволява използването на отпадъци от сондиране като почва за изграждане на насипи на места за кладенци, намалява потреблението на минерална почва за тези цели, площта на земята, заета от места за сондаж и кариери, намалява разходите за процеса на обезвреждане на сондажни изрезки, особено на места за кладенци, разположени във водозащитните зони на водни обекти, поради липсата на транспортиране на сондажни изрезки и изграждане на шламохранилища за обезвреждането им.
1. и др.. Опазване на околната среда в нефтената и газовата промишленост. / , , - Москва: Недра, 1997. С. 97 - 145.
2. Пределно допустими концентрации (ПДК) на химични вещества в почвата: Хигиенни норми. - М.: Федерален център по хигиена и епидемиология на Роспортебнадзор, 2006. -15 с.
3. et al.. Реакцията на растенията към отпадъците от нефтени сондажи. / , , - Новосибирск: Наука, 2004 - 84 с.
1. Буланов А. И. и др. Опазване на околната среда в нефтената и газовата промишленост. / Буланов А. И., Макаренко П. П., Шеметов В. Й. - Москва: Недра, 1997. С.
2. Максимално допустима концентрация (ПДК) на химични вещества в почвата: Хигиенни норми. Москва: Федерален център по хигиена и епидемиология Роспортебнадзора. 2006. - 15 с.
3. Седих В. Н. и др. Реакция на растенията на отпадъци от нефтени кладенци. /Седых В. Н., Игнатиев Л. А., Семенюк М. В. - Новосибирск: Наука, 2004 г. - 84 с.