 |
Перечень вопросов для самопроверки
|
|
|
|
1.Что входит в биологический этап рекультивации земель?
2.Преимущества безамбарного бурения.
3.Описать процесс утилизации отходов при вскрытии зон поглощения с аэрацией промывочной жидкости.
4.Назвать 13 основных функций промывочной жидкости.
5.Для чего нужна рекультивация земли после завершения строительства скважин?
6.Что из себя представляет шлам и какую представляет опасность окружающей среде?
Практическое занятие №8.
Геоэкологическая защита недр при бурении
Цель работы: Ознакомление с экологическими вопросами при бурении скважин.
Исходные данные
Руководящие документы по экологической безопасности строительства скважин. Отчёты об устойчивом развитии и социальной ответственности и бережном отношении к природным ресурсам (материалы ПАО «Татнефть»).
Теоретический материал 8
Постановка проблемы по обеспечению экологической безопасности строительства скважин.
Процесс бурения скважин сопровождается образованием производственных отходов, в основном технологических.
К технологическим отходам бурения относятся буровой шлам, отработанные буровые технологические жидкости и буровые сточные воды. Они образуются в технологическом процессе промывки скважин.
Можно выделить четыре фактора, обусловливающих увеличение объема бурового шлама по сравнению с выбуренной породой:
· разуплотнение частиц шлама в результате снижения действия на них внешнего давления;
· образование и расширение трещин;
· набухание глинистых частиц, слагающих шлам;
· адгезионное налипание на поверхность шлама частиц коллоидных размеров из промывочной жидкости.
Бурение скважин осуществляется большей частью в осадочных отложениях, в которых наиболее распространенными являются глинистые породы. Их доля составляет 65-80%. Выбуренные частицы глинистых или скрепленных глинистым цементом пород в процессе гидротранспорта с забоя скважины на поверхность пропитываются фильтратом промывочной жидкости и набухают. Продолжительность нахождения частиц породы в промывочной жидкости с глубиной скважины возрастает и может достигать нескольких часов. Чем дольше они находятся в промывочной жидкости, тем больше их набухание. Происходит адгезионное присоединение к ней частиц твердой фазы преимущественно коллоидных размеров из промывочной жидкости.
|
|
|
На изменение физико-химических свойств частиц выбуренной породы при превращении их в буровой шлам влияет пропитка дисперсионной средой промывочной жидкости. Поры и трещины частиц породы заполняются дисперсионной средой промывочной жидкости, поверхность глинистых частиц модифицируется, на внешней и внутренней поверхности частиц выбуренной породы адсорбируются вещества различной природы из дисперсионной среды промывочной жидкости.
Минералогический состав бурового шлама определяется литологическим составом разбуриваемых пород и может существенно изменятся по мере углубления скважины. Химический состав бурового шлама зависит как от его минерального состава, так и свойств промывочной жидкости. Гранулометрический состав бурового шлама определяется типом и диаметром породоразрушающего инструмента, механическими свойствами породы, режимом бурения, свойствами промывочной жидкости и эффективностью ее очистки. Примерно 40% массы шлама представлено частицами размером менее 44 мкм. Вследствие этого возникает минимум две проблемы.
1) во-первых, такие мелкие частицы трудно удалить из промывочной жидкости средствами механической очистки.
При повторном гидротранспорте частиц бурового шлама через скважину они еще больше диспергируются. Для удаления мелких фракций необходима эффективная химическая очистка.
|
|
|
2) во-вторых, с уменьшением размера частиц замедляется скорость их осаждения в водной среде (таблица 8.1.)
Таблица 8.1. - Фракционный состав бурового шлама и скорость его осаждения в водной среде при бурении скважин
| Размер частиц, мкм | Содержание, % по весу | Скорость осаждения, см/с |
 <44
| 38.7 | 0.05 |
| 44-62 | 4.2 | 0.20 |
| 62-88 | 3.3 | 0.39 |
| 88-125 | 4.2 | 0.77 |
| 125-149 | 1.5 | 1.2 |
| 149-177 | 1.9 | 1.7 |
| 177-250 | 3.8 | 2.6 |
| 250-420 | 7.6 | 4.8 |
| 420-840 | 15.1 | 8.7 |
| >840 | 19.7 | 10.7 |
Таким образом, при оценке экологической безопасности строительства скважин необходимо анализировать свойства бурового шлама, а не выбуренной породы.
В процессе бурения, помимо промывочной, применяются и другие технологические жидкости, например, буферные, перфорационные. После использования они полностью или частично переходят в категорию отработанных.
Буровой шлам является потенциально опасным для окружающей природной среды, поскольку содержит подвижные формы тяжелых металлов, которые при длительном воздействии на него воды могут вымываться, создавая концентрации токсикантов, превышающие ПДКр.х.
Экологическое законодательство крайне противоречиво в отношении регулирования загрязнения среды. Его основные требования по охране качества водной среды, изложенные в водном кодексе РФ, сводятся к запрещению сброса в водные объекты неочищенных в соответствии с установленными нормативами сточных вод, в том числе, содержащих вещества, для которых не установлены ПДК.
Федеральным Законом «О внутренних водах, и прилежащей зоне Российской Федерации» запрещены захоронение отходов и других материалов, а также сброс вредных веществ. Однако в нем содержится некорректная формулировка сброса вредных веществ или стоков, содержащих такие вещества. Исключается из запрета выброс вредных веществ, происходящий вследствие разведки, разработки и связанных с ними процессов обработки минеральных ресурсов внутренних вод.
Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей природной среды – важнейшие проблемы человечества на современном этапе его развития.
|
|
|
В решении экологических проблем по охране окружающей среды и защите ее от загрязнения определенная роль принадлежит буровым предприятиям. Отличительная особенность буровых работ состоит в том, что они производятся непосредственно на природе и распространяются на огромные площади, охватывающие не только сушу, но и болота, озера, акватории морей и океанов, и кроме того, в процессе бурения скважин вскрываются недра с погребенными скоплениями пресных и минерализованных вод, газов различного состава нефти.
При буровых работах все источники загрязнения могут быть подразделены на группы:
· эксплуатационные, возникающие в результате образования сточных вод от мытья оборудования, полов, очистки желобов, вибросит от шлама, слива воды из системы охлаждения и т.п.;
· технологические – сток бурового раствора с поднимаемых бурильных труб и сброс воды после их обмыва, появление излишка бурового раствора в результате его наработки при бурении и сброс этого излишка, выбросы раствора из скважины при выполнении спускоподъемных операций и т.п.;
· аварийные – излив пластового флюида из скважины во время нефтегазопроявлений, открытого фонтанирования; потери технических жидкостей при порывах трубопроводов или вследствие поломки запорной арматуры и т.п.;
· природные – вынос с буровой технических жидкостей, горюче-смазочных материалов при обильных атмосферных осадках, снос с буровой площадки веществ талыми водами и т.п.
В комплексе мер по защите природы большое место отводится разработке и внедрению технологических процессов, позволяющих значительно уменьшить количество отходов производства и максимально их утилизировать, разработке и внедрению систем использования технической воды по замкнутому циклу, повышению эффективности и надежности очистных устройств и систем, предназначенных для снижения токсичности отходов и т.п.
В области промывки скважин проводят следующие мероприятия:
· полный отказ от использования земляных амбаров и замена их металлическими резервуарами большой емкости;
|
|
|
· применения циркуляционной системы усовершенствованной конструкции с надежными закрытыми трубопроводами для перепуска бурового раствора;
· освоение на практике транспортирования бурового раствора со скважины на скважину для многократного его использования (в первую очередь это относится в растворам на нефтяной основе и эмульсионным);
· обработка и обезвреживание остатков бурового раствора и захоронение их в специально отведенных местах.
Новые утилизации растворов:
1) метод распылительной сушки обработанных химическими реагентами глинистых растворов для получения вторичных глинопорошков;
2) способ обработки оставшегося в отстойниках бурового раствора специальными активирующими добавками, которые ускоряют процесс отвердения отходов буровых работ.
Практическое задание
1. Расписать руководящие документы, регламентирующие охрану природной среды.
2. Выделить по ГТН водоносные горизонты и описать геоэкологическую программу по сохранению подземных питьевых вод.
3. Оформить содержание раздела «Экологическая безопасность» в соответствии с выбранной тематикой выпускной квалификационной работы.
Методические рекомендации
1. Политика в области охраны окружающей среды (см. научно-технические журналы «Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»).
2. В разделе «Экологическая безопасность» отразить основные программы основные природоохранные программы по ПАО «Татнефть» (см. «Отчёт об устойчивом развитии и социальной ответственности и бережном отношении к природным ресурсам»).
|
|
|
