буровой шлам что это
Шламы нефтяные
Нефтяные шламы образуются в основном при разведке и добыче, реже при переработке и транспортировке нефти.
Нефтешламы токсичны и представляют большую опасность для окружающей среды, подлежат захоронению или переработке.
Образовываться нефтешламы могут как в результате естественных контролируемых процессов (например, очистка нефти от примесей и воды), так и от всевозможных аварий (разливов).
В зависимости от способа образования и, соответственно, физико-химического состава нефтяные шламы подразделяются на несколько групп или видов:
Это представляет реальную угрозу токсичного экологического загрязнения почв, подземных вод, рек и морей в зонах их складирования.
Существует и потенциальная опасность остановки некоторых нефтеперерабатывающих предприятий из-за фактического переполнения нефтяных амбаров нефтешламами в результате зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов.
Строительство же новых современных полигонов и амбаров для хранения нефтешламов дорого и не решает проблему.
Очевидно, что все сложности, возникающие при переработке нефтешламов, обусловлены, в большинстве случаев, неоднородным поликомпонентном составом этих смесей: в них присутствуют нефть, вода, нефтяные эмульсии, асфальтены, гудроны и ионы металлов, различные механические примеси, иногда даже радиоактивные элементы.
Кроме того, нефтяные шламы имеют 3 ярко выраженных фракции: водную, нефтяную и твердую, что также значительно осложняет процессы переработки.
Унифицированного способа переработки нефтешламов нет, однако любая технология базируется на 2-х последовательных этапах: предварительная подготовка (обезвоживание и удаление механических примесей) и непосредственно переработка.
Существует несколько методов конечной переработки нефтешламов:
Так, например, методом термического крекинга (высокотемпературная переработка нефти, смол и нефтешламов) удается получать легкие моторные и котельные топлива, высокоароматизированное сырье, нефтяной кокс.
Подбором углеводородного и фракционного состава сырья, а также температуры, давления и продолжительности процесса крекинг направляют в сторону получения заданных целевых продуктов.
Термический крекинг дает бензины с недостаточно высоким октановым числом (65-68 по моторному методу).
С повышением температуры реакции термического крекинга не только увеличивается скорость процесса, но и несколько возрастает октановое число бензина.
Но, как правило, не более чем на 2,5 пункта.
Цетановое число полученных при крекинге дизельных фракций равно 47-50.
При переработке нефтешламов применяется также метод пиролиза. В результате на выходе получаются твердые, газообразные и жидкие продукты сложного состава.
Выход и состав жидких продуктов в большой мере зависит от сырья.
С ростом атомарного отношения водород/углерод значительно увеличивается доля органической массы, переходящей в жидкий продукт.
Однако наиболее современным и эффективным из существующих технологических методов следует признать электроогневую технологию утилизации нефтешламов. Сущность ее состоит в комплексном подходе, включающем последовательные операции отделения и изъятие из нефтешламов верхнего слоя чистых нефтепродуктов, и последующее чистое электроогневое сжигание прочих тяжелых фракций нефтешламов в сильном электрическом поле.
Данная технология может быть использована как для утилизации нефтешламов из нефтяных амбаров, так и во всех безотходных производственных технологиях переработки нефтепродуктов.
Тем не менее, на данный момент в результате утилизации нефтешламов уже получают много полезных продуктов: товарную нефть, топливо для котельных установок, некоторые строительные материалы.
Известны также технологии и специальное оборудование для переработки нефтяных шламов с извлечением остаточной нефти и утилизацией твердых отходов (кека) в материалы для дорожного строительства.
Итого можно выделить 3 основных области применения нефтешламов:
Утилизация бурового шлама и его переработка
Утилизация бурового шлама – это процесс, который требует профессионального оборудования и опыта. Заботясь об окружающей среде, а также о своем здоровье, важно доверить это правильной компании. В отличие от обычного мусора, этот вид отходов представляет повышенную опасность для окружающей среды и здоровья человека, может стать причиной уничтожения эко системы. Они требуют особого обращения.
Что такое буровые отходы?
Буровой шлам – это такой тип отходов, который образуется во время бурения или испытания скважины компаниями, ищущими и получающими сырье таким способом с использованием скважинных методов. Они образуются в результате отделения твердой породы от так называемого бурового раствора на таких устройствах, как центрифуги, опреснители, вибрационные грохоты и осадки. Еще один способ получения отходов добычи – изменение параметров бурения, когда буровой раствор заменяется другим типом.
Буровой шлам включает в себя:
Буровые отходы обладают экологически вредными химическими свойствами. Они зависят от состава бурильной породы, типа используемого бурового оборудования, типа бурового раствора, а также от способа обработки и самой технологии бурения.
Что содержится в буровых отходах?
Не все вещества, содержащиеся в отходах этого типа, одинаково вредны для окружающей среды, но все они требуют профессиональной утилизации. Несоленые отходы представляют меньший риск, чем солевые отходы, возникающие при бурении соответствующих пород.
Кроме того, отходы бурения могут содержать:
Необходимы комплексные услуги в области утилизации бурового шлама и нефтяных отходов. Вывоз бурового шлама осуществляют специализированные компании, с оформленными лицензиями. Причина – 3 и 4 класс опасности этих отходов.
Для пользователей сайта Vyvoz.org нами был собран (и постоянно пополняется) перечень организаций в крупных (и не только) городах России, которые занимаются утилизацией буровых отходов:
Утилизация и переработка буровых отходов
Независимо от того, планируется ли утилизация или переработка бурового шлама, проводится его предварительная очистка. Для этого используют следующие методы:
Применяются и комбинированные методы, например, химико-физический. При нем шлам подвергается воздействию как реагентами, так и в специальных устройствах для увеличения давления и продуцирования центробежных сил. Это позволяет снизить класс опасности бурового шлама с третьего или четвертого до пятого. То есть, сделать его неопасным.
Полученную массу могут не только отвозить на полигоны для захоронения. Она служит вторсырьем, которое используется в производстве как битума, так и бетонных смесей, плитки для тротуаров, шлакоблоков и т.п.
Морские операции по бурению на нефть и газ приводят к образованию значительного количества отходов бурового раствора, часть из которых транспортируется на берег для последующей термической обработки (т.е. посредством термического восстановления). В результате этого процесса обработки образуются побочные продукты минеральных отходов, называемые термически обработанными отходами бурового раствора.
Необходимы современные решения, основанные на специализированном оборудовании, инновационных технологиях и многолетнем опыте. Они должны быть направлены на решение таких задач, как ликвидация ущерба окружающей среде, сбор отходов, утилизация жидких нефтяных отходов, отработанных масел, очисткой промывок.
Для этого применяются экологически чистые установки с подготовленным обслуживающим персоналом. Утилизация отходов бурения должна осуществляться в соответствии с законодательством и в полной безопасности для людей и окружающей среды.
Основная проблема по утилизации бурового шлама – нежелание собственников и руководителей добывающих предприятий нести дополнительные расходы на его правильную утилизацию. Они ограничиваются физическим методом, после которого оставшуюся твердую массу заливают бетоном. В таких захоронениях вредные, токсичные вещества шлама вступают в реакцию с другими веществами. Тем самым расширяются площади непригодные для какого-либо использования.
Утилизация бурового шлама
Утилизация бурового шлама применяется в промышленности по добыче нефти. Шлам представляет собой мелкий остаток бурового раствора. Твёрдые мелкие частички шлама остаются на водной поверхности. В дальнейшем при переработке они выпадают в осадок.
Что такое буровой шлам?
Буровой шлам — это водная смесь, в которой находятся твёрдые вещества, образующиеся во время разрушения поверхности горных пород с помощью агрегата, опускающегося в глубину скважины для бурения. Твёрдые остатки остаются и в глинистых минералах, когда производится промывка глиняным раствором.
Класс опасности
Помимо полезных ископаемых, во время буровых работ в шлам попадают и токсические вещества. Поэтому его относят к отходам, которые являются 4-ым классом опасности. В Федеральном Классификационном Каталоге Отходов существует пять классов, которые представляют опасность для окружающей среды и для людей:
Состав бурового шлама
Когда буровой шлам контактирует с раствором для бурения, то он насыщается различными веществами, некоторые из них попадают в отходы с недр земной поверхности.
Что именно присутствует в буровых отходах, зависит от технологии и глубины бурения. Количество воды может достигать порядка семидесяти процентов.
Из химических и минеральных соединений в данном виде отходов могут находиться следующие вещества:
Немного органических соединений и нефтяных углеводов также может содержаться в буровом шламе.
Минус отходов и в том, что в нём иногда содержатся радионуклиды, которые являются довольно опасными радиоактивными веществами.
Переработка
Производить откачку буровой жидкости необходимо из практических соображений. Если этот фактор исключить, то он будет мешать технике при выполнении буровых работ. Технические действия по откачке выполняют специальные организации, имеющие лицензию на подобную деятельность.
И эти же компании занимаются утилизацией бурового мусора.
Чтобы правильно выполнить переработку буровых отходов, их изначально обезвреживают. Для этого есть несколько способов:
Наиболее выгодным является совмещённый способ, который включает в себя несколько методов переработки. И также он является экологически чистым.
Уничтожение буровых отходов
Вопрос утилизации – это острая проблема в Российской Федерации. Организации по добыче и переработке шлама не тратятся на дополнительную переработку шлама. Поэтому используется метод захоронения. Выкапываются огромные резервуары, из них выкачивается вода, и токсические отходы закапываются глубоко под землю, где ещё и бетонируются. Подобных захоронений с годами становится больше.
Вопрос уничтожения радиоактивных отходов должен решаться на государственном уровне. Чтобы утилизация проходила по всем стандартам, то необходимо ужесточить методы ответственности за несоблюдение норм уничтожения. Но и вместе с этим следует выделять субсидии тем учреждениям, которые внедряют новые методы утилизации отходов.
Целесообразность захоронения
Полигоны, имеющие лицензию на утилизацию, находятся в отдалённости от площадок, занимающихся строительством и добычей. Такие полигоны принимают разновидности отходов, использование которых в дальнейшем невозможно, или они требуют вторичной переработки.
Но такие площадки имеют свои отрицательные моменты:
Захоронение предназначено для тех отходов, у которых уровень опасности – 4-ый.
Методы утилизации бурового шлама
Утилизация шлама представляет собой снижение опасности в отходах, и в дальнейшем используется для рекультивации земли. Чтобы выполнить такую операцию, используются реагенты, являющиеся малотоксичными. Плюс такого способа в том, что процесс выполняется на месте бурительных работ.
Существует американская методика, которая тоже пользуется успехом. В её процессе шлам делится на фракции, содержащие отдельно воду, нефть и высушенный осадок. В дальнейшем каждый из продуктов переработки находит применение в промышленности.
Очистка и утилизация жидкой фазы отходов
Отходы, образовавшиеся после буровых работ, хранятся в амбарах, которые защищены от утечки токсичных веществ. В отстойниках происходит процесс расслоения отбросов на плёнку, жидкие отходы и твердый осадок.
Первый шаг к утилизации – это сбор поверхностной нефти. А оставшаяся жидкость снова поступает в отстойник. Через несколько дней процедура повторяется.
Вода, которая осталась, проходит процесс фильтрации и используется в технических направлениях. Если технология утилизации предусматривает сброс в воды в природные водоёмы, то жидкость проходит дополнительную очистку.
Очистка бурового раствора от шлама
Буровой шлам проходит обработку паром, а потом промывается кипятком и проходит процесс сушения в центрифугах, расположенных вертикально.
Такой способ очистки, считающийся механическим, предоставляет возможность очистить шлам до 90 процентов.
Утилизация твёрдой фазы отходов бурового шлама
Захоронение твёрдого шлама, процент влаги в котором порядка 15 процентов, не производится. Такой продукт используется в малоотходных и безотходных способах:
Вредное влияние на экологию
Вопросы, которые связаны с экологической безопасностью, являются основными показателями при планировании работ, связанных с бурением. Государственная политика, которая действует при работе с отбросами, отдаёт приоритет поиску путей их использования.
Проблема уничтожения буровых отходов
Проблема, связанная с уничтожением буровых отходов, заключается в том, что руководители фирм, занимающихся добычей и переработкой нефтепродукции, не желают затрачивать средства на правильную и экологическую утилизацию шлама. Большинство компаний занимаются захоронением отходов в специальных амбарах, из которых производится откачка лишней жидкости.
Но решение проблемы существует, и для этого предусмотрены следующие меры:
Экономическая выгода переработки
Переработка буровых отходов приносит выгоду компаниям, которые производят данный процесс, и компании по добыче нефти. Компании получают выгоду по той причине, что используют дешевое сырьё для производства новых продуктов.
Такие продукты имеют высокое качество и хорошо продаются по выгодным ценам. А успешный товарооборот делает перерабатывающий бизнес успешным и прибыльным.
Прибыль крупных нефтяных компаний заключается в том, что нет необходимости в уничтожении амбаров, и не потребуется выплачивать штрафы за принесённый ущерб экосистеме.
Заключение
В России не все предприятия правильно строят свою деятельность по утилизации бурового шлама. Эта проблема требует инноваций, поскольку продукты, изготовленные из переработанных шламовых отходов, могут быть выгодными и экологически, и экономически. И на этом можно построить хороший бизнес.
Буровой шлам: переработка и утилизация отходов бурения
В связи с увеличением общего объема бурения нарастает количество отходов — бурового шлама.
Наибольшую опасность представляют остатки, накапливаемые и хранящиеся в пределах границы территории буровой.
Чрезмерное количество бурового шлама оказывает негативное влияние на окружающую среду. Поэтому правильная утилизация экологически опасных отходов бурения важна и актуальна.
Образование отходов бурения
Под шламом буровым подразумевается смесь измельченной выбуренной породы, остатков бурового раствора (БР), сточных буровых вод, которые удаляются из буровой системы.
Агрегатное состояние бурового шлама (БШ) бывает:
Происхождение отходов связано:
Процесс бурения осуществляется преимущественно в осадочных отложениях глинистых пород.
Трещины и поры частиц выбуренных пород при их гидротранспортировке на поверхность заполняются, пропитываются жидкостями (промывочной, буферной) и фильтратами бурового раствора.
Происходит модификация (видоизменение) поверхности глинистых частиц. Так образуется буровой шлам.
Необходимость утилизации
Буровой раствор в процессе утилизации отделяется от шлама и используется снова, а буровой шлам — складируется.
Накопление БШ происходит:
В состав буровых шламов входят группы загрязняющих веществ:
Шламы буровые, в зависимости от условий происхождения, могут иметь класс опасности для окружающей среды от 3 до 5.
К основным компонентам, оказывающим негативное воздействие на экологию, относятся:
Поэтому отходы БШ, содержащие такие вещества, требуют вывоза и утилизации.
ФККО и класс опасности
Согласно «Федеральному классификационному каталогу отходов» (ФККО), отходы бурения, в соответствии с условиями их происхождения, относятся к блоку 2 «Добыча полезных ископаемых».
Тип кода — 29000000000, наименование: «Отходы прочих видов деятельности в области добычи полезных ископаемых, включая геологоразведочные, геофизические и геохимические работы».
Данный тип кода содержит в себе приведенные ниже подтипы, группы, подгруппы, виды кодов ФККО.
Группа 29010000000 — проведение геологоразведочных, геохимических и геофизических работ в области изучения недр. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29010111394 | Шлам буровой. Проведение геологоразведочных работ |
Подтип 29100000000 — отходы в области добычи природного (попутного) газа, газового конденсата, сырой нефти (прочие виды деятельности).
Группа 29110000000 — отходы при бурении (добыча сырой нефти, газа природного, конденсата газового).
Подгруппа 29111000000 — отработанные буровые растворы (бурение газовых, нефтяных, газоконденсатных скважин). Содержит виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение отходов) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29111001394 | Бурение нефтяных скважин. | Прочие дисперсные системы (39). | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
| 29111011394 | Бурение газовых и газоконденсатных скважин. | 4 | ||
| 29111081394 | БР глинистый на водной основе, образованный при бурении скважин для добычи сырой нефти, газа природного, конденсата газового. | 4 | ||
| 29111112393 | БР на углеводородной основе. Происхождение — добыча сырой нефти, природного газа и конденсата газового. | Прочие дисперсные системы (39). | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. |
| 29111411393 | Глинистый на водной основе ОБР, с добавками биоразлагаемых полимеров. Бурение связано с добычей природного газа, газового конденсата, сырой нефти. | 3 | ||
| 29111541393 | ОБР с добавлением фенольных реагентов и производных на основе фенола. Происхождение — проходка разрезов с соляно-купольной тектоникой. | 3 |
Использованные сокращения: БР — буровой раствор, ОБР — отработанный буровой раствор.
Подгруппа 29112000000 — шламы буровые (добыча сырой нефти, газа природного (попутного), газового конденсата). Содержит виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29112001394 | Шламы буровые (добыча сырой нефти). | Прочие дисперсные системы (39). | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
| 29112011394 | БШ (добыча газа природного и газового конденсата). | 4 | ||
| 29112081394 | БШ (добыча сырой нефти, газового конденсата, газа природного, с использованием глинистого бурового раствора на водной основе). | 4 | ||
| 29112111393 | БШ, умеренно опасный (добыча сырой нефти, газа природного, конденсата газового, с использованием БР на углеводородной основе). | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. | |
| 29112112394 | БШ, малоопасный, образованный в результате добычи сырой нефти, природного газа, газового конденсата, с использованием БР на углеводородной основе. | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
Использованные сокращения: БШ — буровой шлам, БР — буровой раствор.
Группа 29120000000 — отходы ремонта оборудования, применяемого при добыче газа природного, конденсата газового, сырой нефти.
Подгруппа 29126000000 — прочие отходы при ликвидации и капитальном ремонте скважин.
Подгруппа 29126100000 — отходы бурения от капитального ремонта скважин. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29126111393 | БШ, образованные при капитальном ремонте скважин с использованием БР на углеводородной основе. | Прочие дисперсные системы (39) | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. |
| 29126177395 | БШ (в смеси) от капитального ремонта скважин, используемых при добыче сырой нефти, газа, конденсата газового. | 5 | Практически неопасные, безвредные. Угроза для окружающей среды стремится к нулю. | |
| 29126178394 | БШ в смеси, с содержанием нефтепродуктов менее 2%, образованные от капитального ремонта скважин при добыче нефти, газа, газового конденсата. | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. | |
| 29126179394 | БШ (в смеси), образованные от капитального ремонта скважин при добыче сырой нефти, природного газа, конденсата газового, содержащие более 2% нефтепродуктов. | 4 |
Использованные сокращения: БШ — буровой шлам.
Подгруппа 29220000000 — отходы бурения, связанного с добычей калийных солей. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29220101324 | Отработанные буровые растворы, образованные при добыче калийных солей. | Твердое в жидком/суспензия |
Группа 29920000000 — отходы при добыче воды. Содержит в себе вид кода ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29921211395 | Буровые шламы от бурения, связанного с добычей подземных вод (пресных и солоноватых). | Прочие дисперсные системы | 5 | Практически неопасные, безвредные. Угроза для окружающей среды стремится к нулю. |
Способы переработки
После появления данных о токсичности буровых шламов (в 70-80 годах 20 века) и о миграции их компонентов в окружающей среде (особенно в грунтах и грунтовых водах) произошла переоценка используемых технологий утилизации и переработки отходов. Появились более совершенные методы и их сочетания.
Известные современные направления утилизации буровых отходов подразделяются на следующие группы (классификационные признаки):
Физические методы
Это направление представлено технологиями:
Конечной стадией способа захоронения должна служить рекультивация использованной территории или ее самозарастание. Закачка в пласт — перспективное направление, не нашедшее распространения в отечественной отрасли утилизации буровых отходов из-за высоких эксплуатационных затрат.
Химические и физико-химические
Методы включают такие способы утилизации:
Термические
Эта группа методов утилизации включает обработку отходов в печах различной конструкции.
Возможные термические процессы:
Термические способы обезвоживания, обезвреживания, утилизации буровых шламов за счет высоких температур обеспечивают уменьшение токсичности и избавляют отходы от вирусов, спор, патогенных микробов. Технологии эффективны, но не всегда экономически рентабельны.
Биологические
Включают микробиологическое и биотермическое разложение в почве и рекультивацию, а именно:
При выборе метода утилизации бурового шлама учитываются ландшафтные, природно-климатические, геологические условия. Играет роль удаленность буровых станций друг от друга, энергетические и транспортные затраты на реализацию того или иного способа.
Утилизация бурового раствора
Самым доступным направлением утилизации отработанного бурового раствора (ОБР) считается его повторное использование для бурения новых скважин.
Другие методы:
Также существует технология подземного захоронения ОБР. Отходы собираются в амбары. В первой секции — шламовом амбаре оседают механические примеси, а жидкая субстанция бурового раствора уходит во вторую секцию — накопительный амбар, из которого закачивается в поглощающие пласты.
Возможности повторного использования
Перспективное направление, связанное с утилизацией буровых отходов — повторное использование переработанного сырья.
Это получение строительных материалов:
Видео по теме
В данном видео поэтапно показан процесс переработки отходов бурения:
Заключение
В мировой практике используют разные направления утилизации бурового шлама. Большинство из них включает захоронение, термическое обезвоживание, отверждение, а также утилизацию с целью получения на основе бурового шлама продукции (повторное использование).
Несмотря на внедрение современных технологических решений, унифицированного способа утилизации и обезвреживания, подходящего для всех задач, не существует.
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, в соответствии с назначением предприятия, климатическими и геологическими условиями местности, составом бурового раствора и другими условиями.
И, несомненно, любой из выбранных способов утилизации, отвечающий условиям предприятия, сыграет свою положительную роль в снижении негативного воздействия буровых отходов (в зависимости от кода ФККО и класса опасности), на окружающую среду.