Отпадъчни води от сондиране, производство, транспорт и съхранение на нефт и газ - Индустриална екология

Индустриите за производство на нефт и газ консумират голямо количество вода в технологичните и спомагателните процеси.

За да се поддържа налягането в резервоара, повече от 1 милиард m3 вода се изпомпва в резервоара, включително 700-750 милиона m3 прясна вода. Днес повече от 86% от целия нефт се произвежда чрез наводняване. В същото време около 700 милиона тона пластова вода се изпомпват от резервоарите заедно с нефта. Изхвърлянето на единица обем такава вода в резервоар прави 40-60 обема чиста вода негодна за консумация. Обикновено наводняването на площ изисква 10-15 m3 вода на 1 тон произведен нефт (понякога 25-30 m3). При водоносен хоризонт и вътрешноконтурно наводняване потреблението на вода е много по-малко и е средно от 1,5 до 2 m3 на 1 тон нефт. Пресните води от открити резервоари са за предпочитане за наводняване на нефтени резервоари, тъй като са лесно достъпни и не изискват сложна специална обработка, преди да бъдат инжектирани в нефтени находища.

Огромни количества отпадъчни води с високи концентрации на токсични вещества могат да причинят непоправими щети на повърхностните и подпочвените води и други обекти на околната среда. Тяхната повишена опасност се дължи на такива замърсители катонефтинефтопродукти, химикали, киселини, основи, повърхностноактивни вещества и твърди минерални частици.

В същото време е възможно опасно замърсяване на природните води както призаустванена непречистени води в тях, така и приразливи, отмиванена действително токсични вещества във водни обекти, подпочвени и подземни води. Такива случаи често се случват в процеса на пробиване и циментиране на нефтени и газови кладенци, когато нефтът или пластовата минерализирана вода тече от подлежащите хоризонти към надлежащите и обратно.

най-великияопасни, разбира се,случайни изпусканияи открити течения на нефт, газ и минерализирани пластови води, както инарушения на херметичността на системите за събиране и транспортиранена нефт на сушата и особено в морето. В резултат на такива аварии сондажна течност, сондажни отпадъци, натрошени скали, масло, горива и смазочни материали, химикали, повърхностно активни вещества, тежести, отпадъчни води, сондажни отпадъци и др. могат да попаднат в моретата, реките, езерата.

Източниците на замърсяване на водата са много разнообразни. Още по-голямо разнообразие е характерно за състава и свойствата на замърсителите. Ето защо ще разгледаме източниците на замърсяване на водните тела във връзка с основните технологични процеси.

Пробиването на кладенцисе придружава от дисперсионно разрушаване на скали, образуване на сондажни отломки, отстраняване на промивната течност.

При пробиването на нефтени и газови кладенци се изразходва значително количество естествена вода, което води до образуването на замърсени отпадъчни води под формата наотпадъчни води от сондиране. По време на сондирането освен сондажни отпадъчни води се образуват:отпадъчни сондажни течности и сондажни отломки. Отпадъчната сондажна течност подлежи на изхвърляне или изхвърляне.

Сондажни отломкие смес от отломки и сондажна течност, отстранени от сондажната циркулационна система чрез различни почистващи устройства. Отпадъците от сондажа, заедно с отломките и маслото, включват всички химикали, използвани за приготвяне на сондажни течности. Пробите от утайки, както показа анализът, съдържат 0,8-7,5% масло, до 15% органични съединения (нефтопродукти, химикали) и до 37% тегловен агент. Изпускането му в околната среда без специални мерки за неутрализиране е недопустимо.

Отпадъчни води от сондажипоради тяхната висока подвижност и акумулацияспособността за замърсители са най-опасните отпадъци от сондиране, способни да замърсят огромни площи от хидро- и литосферата.

По състав сондажните отпадъчни води в повечето случаи са многокомпонентни системи. Замърсяващите свойства на сондажните отпадъчни води зависят отхимичните реагенти, използвани за приготвяне и третиране на сондажни течности, исъстава на скалите, които се пробиват.

Според степента на замърсяване сондажните отпадъчни води се делят на замърсени и условно чисти.Замърсени отпадъчни водисе генерират в процеси, пряко свързани със сондирането и разработването на кладенци (измиване на производствени площи и сондажно оборудване, охлаждане на пръти на сондажни помпи), както и при изтичане на техническа вода в агрегатите за подготовка на сондажни течности, по време на разработване на кладенци, отстраняване на усложнения и др.Условно чиста водасе образува в системите за задвижване на сондажното оборудване. Тези води съдържат малко количество нефтопродукти, смазочни материали и суспендирани вещества. По правило те се използват за циркулационно водоснабдяване за оперативните нужди на изброените звена.

Източниците на замърсяване по време на сондиранемогат условно да се разделят на постоянни и временни.

Постояннитеизточници включват ями за утайки, от които се извършва филтриране и изтичане на течни отпадъци. Изграждат се шламохранилища за събиране на сондажни отпадъци с прогнозен обем отпадъци 500 - 800 m3 на кладенец. Съвместното съхранение на всички сондажни отпадъци не позволява тяхното депониране, а поради несъвършенството на конструкцията на хамбарите и специфичните почвени и ландшафтни условия не се осигурява надеждна защита на околната среда. Хамбарите често се строят в трансезерни и влажни зони, в заливни равнини. По време на дъждовния сезон, снеготопенето инаводненията пробиват стените на хамбара и отпадъците се разпространяват върху мястото на сондиране. Липсата на хидроизолационни покрития води до замърсяване на почвите, почвата, повърхностните и подпочвените води поради големите обеми и подвижност на сондажните отпадъчни води. Сондажните площадки не предприемат ефективни мерки за своевременното отстраняване на утайките и последващата рекултивация на площадките.

Временнитеизточници се характеризират с трудна предвидимост, неравномерност и непостоянство на състава на замърсяването.

От голямо значение за предотвратяване на замърсяването на сладководните хоризонти са правилният избор на дизайн на кладенеца и качеството на циментирането на корпуса. Проектът на кладенеца трябва да изолира всички сладководни хоризонти от продуктивни находища на нефт (газ).Временнитеизточници на замърсяване включват:

течове в пръстеновидното пространство на кладенци поради некачествено циментиране или по други причини, водещи до междупластови потоци и замърсяване на водоносни хоризонти;
абсорбция на сондажна течност по време на промиване на кладенеца и филтриране на водната му фаза в пропускливи утайки;
проникване на течни сондажни отпадъци във водоносни хоризонти и др.

Замърсяващият ефект на веществата в различни среди обикновено се оценява чрез MPC. Въпреки това, за значителен брой химични реагентиМДКвсе още не са установени. Това не позволява оценка на тяхното замърсяващо въздействие върху околната среда. В допълнение, отделни химикали, за които са одобрени MPC, претърпяват физични и химични промени по време на пробиване (термично, окислително, механично разрушаване и др.). В комбинация помежду си химическите реагенти могат да проявят ефекта на синергизъм или антагонизъм, т.е. да засилят или отслабят токсичния ефектвърху околната среда.

Химическите реагенти, използвани за обработка на сондажни течности, в зависимост от степента на замърсяване на отпадъчните води от тях, условно се разделят на три основни групи:

1) много твърди (окисляемост 250 mg O2/l и повече) - феноли;

2) твърди (100-250 mg O2 / l) - висши мастни киселини, сулфатен спирт, хидролизиран полиакрилонитрил;

3) меки (до 100 mg O2 / l) - нишесте, CMC.

Занамаляване на замърсяванетона околната среда с отпадъци от сондиране, съдържащи химикали, се извършват следнитедейности:

разработване на безвредни формулировки на сондажни течности, включително активно биоразградими, нетоксични или слабо токсични химикали;
намаляване на обема на производството на сондажни течности, свързано предимно с подобряване на техните формулировки;
разработване на методи за оценка на замърсяващите свойства на отпадъците от сондиране (MPC);
създаване на условия за съхранение на отпадъци в хамбари, изключващи възможността за навлизане на замърсители в хидро- и литосферата дори при екстремни условия (за да се предотврати филтрирането на отпадъчните води, хамбарите са екранирани с полимерни материали - поливинилхлорид, синтетичен каучук);
обезвреждане на отпадъчни сондажни течности чрез многократната им употреба;
усъвършенстване на системата за събиране и съхранение на сондажни отпадъци - разработване на система, която осигурява пълното и разделно събиране на всички видове отпадъци, преработката им за екологосъобразно обезвреждане на сондажната площадка или на специални площадки за депониране, както и за обезвреждане;
инжектиране на отпадъци от сондиране в абсорбиращи хоризонти;
навременна ликвидация на хамбари и рекултивация на територията на сондажната платформа;
разработване на ефективни методи за обезвреждане иизхвърляне на отпадъци от сондиране, по-специално физични и химични методи за почистване на отпадъчни води от сондиране и други отпадъци от сондиране.

Опасността от замърсяване на природните води е характерна и запроцеситедобива на нефт и газ. Основните съоръжения на нефтените находища, където се образуват отпадъчни води, са интегрираните пречиствателни станции за нефт (UKPN), които изпълняват процесите на обезсоляване, деемулсификация, стабилизация и дехидратация на нефт, както и полеви нефтени резервоарни ферми.В нефтени депа,главни помпени станции и други транспортни предприятияна нефт и нефтопродукти като част ототпадъчни водизначително количество нефт и нефтопродукти (до 400-1500 mg/l) и механични примеси (100-600 mg/l) се изхвърлят в промишлената канализация. Основната част от замърсителите навлизат във водните тела, на територията на производствените съоръжения от основните компоненти на полевото оборудване.

Отпадъчните води в нефтени полета, петролни депа, помпени и компресорни станции и пунктове за товарене се разделят на формационни, дънни, промивни води на резервоари, атмосферни, промишлени отпадъчни води, баластни и промивни води на нефтени танкери, битови фекални отпадъчни води и утайки, генерирани в резервоари и пречиствателни съоръжения.

Съставът нарезервоарвключва води, произведени заедно с нефта, отделени от него в централните пунктове за събиране и третиране на нефт. Пластовите води представляват 82-84% от общия обем на отпадъчните води. Тъй като животът на едно нефтено находище се увеличава, обемът на пластовите води непрекъснато се увеличава. Пластовите води са най-минерализирани в състава на отпадъчните води. С увеличаване на инжектирането на прясна вода в нефтените резервоари, солеността на водите в резервоара намалява.В допълнение къмминерални солипластовите води съдържатнефт, пясък, глинени частици.

Продуктови води- отпадъчни води, генерирани при наводняване на нефтопродукти и масло поради влага, навлизаща в резервоара от въздуха през дихателен клапан. Тези отпадъчни води се изхвърлят, когато резервоарите се източват.

При оголване и измиване на резервоарите се образуватпромивни води.

По време на дъждовете и снеготопенетоатмосферните водисе натрупват в обсипаната зона в резервоарни паркове, на товаро-разтоварни стелажи.

Промишлените отпадъчни водиидват от помпени станции, лаборатории, котелни, гаражи, бутилиращи камери, технологични обекти, под формата на течове от технологично оборудване.

Баластни и промивни води на нефтени танкериса води, генерирани по време на пълнене на резервоари след източване на нефтопродукти и по време на измиване на резервоари на шлепове и танкери за насипни товари.

В резултат на отлагането на тежки фракции от нефт, смоли и всички видове примеси, наситени с нефт и нефтопродукти, както и твърди минерални примеси,утаяванесе образува в резервоари и пречиствателни съоръжения; по време на периода на почистване те се разреждат с вода и се изхвърлят в калосборници или на специални площадки, където периодично се изгарят.

Замърсените води, образувани при измиване на резервоари, резервоари след оловен бензин, в санитарни пунктове с перални за пране и изхвърляне на работно облекло, както и дъждовни канали от резервоарни паркове, където се съхранява оловен бензин, се наричат специални дренажи

По соленост отпадъчните води могат да бъдат разделени на бракични с плътен остатък от 1 до 6 g/l, солени - от 6 до 150 g/l и солени води - от 150 до 250 g/l, според състава на солта - на твърди (калциев хлорид) и алкални(хидрокарбонат-натрий). Минерализацията на алкалните отпадъчни води е по-малка от тази на твърдата вода.

В предприятиятана газовата промишленостнай-голямата опасност представляват силно замърсени отпадъчни води от десулфуризация и дехидратация на газ, съдържащи относително високи концентрации наамини, гликоли, сероводород и други токсични вещества.