водяной амбар на кусте скважин для чего

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Источники загрязнения

Для разработки природоохранных мероприятий, исключающих негативное влияние процессов строительства скважин на объекты природной среды, необходимо знание источников загрязнения окружающей среды. Под источником загрязнения понимаются технологические процессы, воздействующие на природную среду при строительстве скважин.

Источником геомеханических нарушений являются следующие технологические процессы:

ØСнятие и складирование плодородного слоя земли при подготовке территории буровой;

ØУстройство насыпной площадки под буровую (при кустовом строительстве скважин);

ØУстройство шламовых амбаров (ША) (земляных котлованов) – для сбора и хранения отходов бурения;

ØСооружение технологических площадок под оборудование буровой;

ØЗасыпка ША при их ликвидации;

ØРекультивация территории буровой;

ØВырубка, корчевание леса.

Гидрогеологическиенарушения связаны с процессом бурения и выражаются в поступлении в водоносные горизонты загрязнителей (поглощение буровых растворов) или водопроявлениях, что приводит к изменению гидрогеологического режима естественного функционирования водоносного комплекса.

Процесс бурениясопровождается: 1) применением материалов и химических реагентов различной степени опасности; 2) значительными объемами водопотребления и 3) образованием отходов, опасных для флоры и фауны: представленных буровыми сточными водами (БСВ), отработанным буровым раствором (ОБР) и буровым шламом (БШ).

Объектамизагрязнения при бурении скважин является геологическая среда и гидро- и литосферы (открытые водоемы, почвенно-растительный покров). Они загрязняются из-за несовершенства технологических процессов, из-за попадания в них материалов, хим. реагентов, нефтепродуктов и отходов бурения.

Источники загрязненияпри бурении скважин условно можно разделить на ПОСТОЯННЫЕ и ВРЕМЕННЫЕ. К первым относятся фильтрация и утечки жидких отходов бурения из ША. Ко вторым – нарушение герметичности зацементированного заколонного пространства, приводящее к заколонным проявлениям и межпластовым перетокам; поглощение бурового раствора при бурении; выбросы пластового флюида на дневную поверхность; затопление территории буровой паводковыми водами или при таянии снегов и разлив при этом содержимого ША.

Общим для второй группы является то, что источники загрязнения носят вероятностный характер, а их последствия трудно предсказуемы.

Наибольшую опасность для объектов природной среды представляют производственно-технологические отходы бурения.

Соотношение отходов бурения каждого вида БСВ:ОБР:БШ определяется используемой технологией бурения.

Наибольший объем среди отходов бурения составляют буровые сточные воды, т.к. строительство скважин сопровождается потреблением значительных объемов воды:

В среднем суточные объемы образующихся БСВ могут составлять 20-40м 3 на одну скважину (куст).

По условиям образования БСВ можно разделить на 3 категории:

-производственные сточные воды (формируются в процессе выполнения технологических операций, работы оборудования);

Основными объектами водопользования и водоотведения на буровой (т.е. источниками образования БСВ) являются:

-насосная группа (охлаждение штоков шламовых насосов);

-рабочая площадка буровой вышки (мытье);

-блок очистки буровых растворов (от выбуренной породы);

-узел приготовления и утяжеления растворов;

-циркуляционная система (зачистка емкостей от осадка бурового раствора);

На бурящихся скважинах сбор производственных и атмосферных сточных вод осуществляется в водяные амбары, как правило, самотеком по водоводным каналам, устроенным либо в грунте, либо представляющих собой металлические или железобетонные желоба. Поступление БСВ из одного амбара в другой осуществляется естественным перетоком или с помощью перекачивающих устройств.

Такие амбары в подовляющем большинстве случаев сооружаются в минеральном грунте с соблюдением требований гидроизоляции.

Сточные воды загрязнены буровым раствором и его компонентами, выбуренной породой, хим. реагентами, нефтью, нефтепродуктами. Поэтому водяные амбары представляют собой серьезный источник загрязнения природной среды.

Одними из опасных видов отходов бурения считаются отработанный буровой раствор и буровой шлам или выбуренная порода.

Промывочная жидкость, циркулирующая в скважине, служит для удаления продуктов разрушения горных пород с забоя. В мировой практике в 95% для этого используются глинистые буровые растворы на водной основе плюс хим. реагенты, т.к. качество промывочной жидкости определяет эффективность буровых работ: механическую скорость бурения, вероятность возникновения различного рода осложнений, в т.ч. поглощений, флюидопроявлений, нарушение устойчивости горных пород и т.д.

Для регулирования реологических, фильтрационных и структурно-механических свойств буровых растворов и используют хим. реагенты. В качестве профилактической противоприхватной добавки большое распространение получила нефть.

Промывочная жидкость – это химическая продукция, т.к. ее получения использован широкий ассортимент материалов, хим. реагентов и добавок. Только в США выпускается свыше 1900 наименований различных компонентов промывочных жидкостей, производством которых занимаются около 100 фирм. Таким образом, попадание промывочной жидкости, как и любой другой химической продукции, в природную среду потенциально таит в себе опасность проявления негативных последствий.

Реальная же опасность ущерба ПС от промывочной жидкости и ОБР связана с совместным действием 3-х факторов:

— высокой вероятностью попадания в объекты ПС;

— токсичностью содержащихся хим. реагентов;

— высокой концентрацией хим. реагентов.

По степени воздействия на организм ВВ подразделяются на четыре класса опасности и токсичности (ГОСТ 12.1.007-76):

1-ый – вещества чрезвычайно опасные и токсичные;

2-й – вещества высоко опасные и высокотоксичные;

3-й – вещества умеренно опасные и токсичные;

4-й – вещества малоопасные и малотоксичные.

Классы токсичности и опасности ВВ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице…

Объемы образования ОБР и БШ зависят от многих факторов и нигде не регламентируются, но есть методики расчета объемов ОБР и БШ, в т.ч. и при ликвидации осложнений и аварий, в соответствие с которыми может быть сделан расчет при составлении рабочих проектов на строительство скважин.

Иногда для расчетов используется «удельный норматив», т.е. объем отходов, образующихся при бурении 1м скважины. Такие удельные нормативы устанавливаются статистически для каждого региона. Например, для Западно-Сибирского региона удельный объем образования БСВ, ОБР и БШ при бурении скважин, соответственно, составляет 0.24; 0.2 и 0.18м 3 /1м проходки.

Суммарные объемы отходов бурения по видам (на предприятиях нефтегазодобывающей промышленности), тыс.м 3

Удельный объем (на 1м проходки)

Ежегодно в отрасли образуется свыше 25 млн. м 3 отходов. Такие объемы отходов с учетом их высокой загрязненности и предопределяют техногенез процессов строительства скважин.

Объемы загрязнения природной среды определяются, в первую очередь, надежностью мест локализации отходов бурения, в частности, принятой в настоящее время технологии земляных котлованов для сбора и хранения отходов бурения. Такие амбары подлежат ликвидации после окончания строительства скважин. Однако и технология их ликвидации несовершенна, поэтому ША являются основными источниками загрязнения природной среды при бурении скважин.

Основными путями проникновенияотходов бурения в объекты гидро- и литосферы являются фильтрация в почвогрунты и утечки при нарушении обваловок и стенок амбаров, а также при паводках, в период дождей и интенсивного таяния снегов (смотри схему).

Проблема ликвидации шламовых амбаров еще далека от своего решения. В целом по отрасли ежегодно неликвидированными остается до 16.3% амбаров. При этом из-за несвоевременного возврата земель наносится урон сельскому хозяйству, сами буровые предприятия несут экономические потери из-за выплаты компенсации (штрафов) основному землепользователю.

Следует учесть то, что Западная Сибирь, как впрочем и большая часть территории России, относится к районам с неблагоприятными почвенно-ландшафтными и природно-климатическими условиями с позиций самоочищающей способности природной среды.

Под самоочищающей способностью ПС понимают процессы, сопровождающиеся окислением (трансформацией) ЗВ, их разложением или распадом, а также нейтрализацией и биологическим превращением в другие, экологически чистые формы.

Можно отметить, что под влиянием только западно-сибирского нефтегазового комплекса находится около 10 тыс. водных объектов, среди которых явно преобладают мелкие озера, ручьи, реки, болота. Самоочищающая способность малых водотоков, особенно при низких температурах (5-6°С), когда процессы биохимического окисления практически прекращаются, а скорость химических реакций резко замедляется, крайне низка, поэтому продолжительность их «самоочистки» от ЗВ составляет от 3-5 до 10-12 лет.

Источник

Утилизация буровых шламов: технология пиролиза для безопасной переработки

Шламовый амбар как объект размещения буровых шламов

Несмотря на несомненные успехи в области новых технологий, ситуация с генерацией энергии в массе своей не меняется уже многие годы. Нефть и газ как были, так и остаются основными энергоресурсами. Поэтому ни политическая напряженность вокруг добычи нефти и газа не спадает, ни экономические долгосрочные стратегии не слишком отклоняются от объемов и стратегии развития месторождений. Следовательно, и окружающей среде будут угрожать все те же факторы загрязнения отходами нефтедобычи, что и ранее.

Следует принять и во внимание кумулятивный эффект этого воздействия: в настоящий момент негативный экологический эффект от бурения новых скважин и образование новых отходов накладывается на воздействие ранее накопленных и неутилизированных буровых шламов, а также других отходов бурения и нефтедобычи.

Постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка в мире настоятельно требует ужесточения экологической политики, в частности, в области утилизации буровых шламов и отходов бурения. Российское Законодательство в этой сфере также регулярно пересматривается.

Согласно Законодательству шламовые амбары являются объектами размещения отходов (№99-ФЗ «О лицензировании отдельных видов деятельности» от 04.05.2011) и должны быть лицензированы и внесены в

Реестр объектов размещения отходов (ГРОРО) в соответствии с Приказом Минприроды России от 30.09.2011 г. № 792. Это влечет для эксплуатирующего предприятия последствия, которые включают в себя:

Проектирование, строительство и получение разрешения на объект размещения отходов, куда относятся шламовые амбары (шламохранилища), занимает в реальности примерно полтора года – этот срок иногда больше, чем весь срок эксплуатации куста скважин. К тому же, необходимость оформления своего полигона отходов бурения тяжким грузом ложится и на малые нефтедобывающие компании.

На первый план, таким образом, выходит способ безамбарного бурения, направление, признанное предпочтительным Правительством Российской Федерации более лет 10 назад. При таком способе утилизация и переработка буровых шламов происходит непосредственно на кусте скважин или поблизости на специализированной обустроенной площадке. Такой способ, применяемый на некоторых промышленных объектах, позволяет не только не накапливать новые отходы бурения, но и утилизировать старые шламовые амбары, десятки лет отравляющие окружающие почвы в силу отсутствия адекватной гидроизоляции.

Технологии утилизации бурового шлама и отходов бурения в РФ

Утилизация буровых шламов и отходов бурения ставит перед отраслью немалые проблемы в силу разнообразия состава буровых растворов. Количество бурового шлама от одной скважины условно принимается за 120% полного объема скважины (не учитывая объем промывочной среды). Химический и минералогический состав зависит как от типа раствора, так и от типа разбуриваемой породы. Гранулометрический состав также зависит как от породы, так и от типа бурового раствора. Из вышесказанного нетрудно понять, что единого эффективного метода обращения с отходами бурения нет и быть не может.

Способы

Описание

Термические

Механические

депонирование на специальных картах

центробежное и другое разделение

фильтрование вакуумное и под давлением

Химические

отверждение с добавками неорганическими (жидкое стекло, глина) и органическими (синтетические смолы)

Биологические

внесение особых микроорганизмов на местах депонирования или на полигонах (биодеструкция)

Рассмотрим опыт рекультивации шламового амбара на основе регламента одного из основных российских нефтедобывающих предприятий.

Согласно регламенту переработка буровых шламов и отходов бурения состоит из следующих этапов:

Осветление в амбаре проводится путем реакции с сернокислым алюминием (железом). Приготовленный коагулянт разбрызгивается по поверхности амбара. После отстаивание в течение 1-2 суток жидкая фаза собирается с поверхности амбара насосом через всас, удерживаемый на поверхности амбара с помощью плавучей конструкции. Затем жидкая фаза в амбаре нейтрализуется, обогащенный нефтью верхний слой откачивается в коллектор. Обезвоженный остаток буровых шламов отверждается цементом.

Закачка обратно в пласт после очистки – весьма распространенная технология утилизации буровых шламов и отходов бурения. Однако жесткие требования производителей оборудования для приготовления и закачки буровых растворов диктуют и требования к исходному сырью и не всегда экономически целесообразно их соблюсти. К тому же, закачка в пласт допустима только в определенных геологических условиях залегания месторождения.

Термические способы утилизации буровых шламов и буровых растворов из вышеприведенной таблицы – наиболее эффективные вследствие своей универсальности. В настоящее время на рынке постепенно растет предложение оборудования термической переработки отходов бурения.

Например, сервисная компания ООО «БТ-Промотходы» уже несколько лет успешно занимается утилизацией промышленных отходов, специализируясь на отходах бурения, связанного с добычей сырой нефти, природного (попутного) газа и газового конденсата, используя оборудование производства IPEC – высокопроизводительные установки УТД-2-2000 и УТД-2-800. Изначально это были однореакторные установки непрерывного пиролиза УТД-2, затем, после подтверждения целесообразности технологического процесса и экономической выгоды для Заказчика, было проведено техническое переоснащение: поставлены усовершенствованные высокопроизводительные УТД-2, оснащенные дополнительными реакторами, которые увеличили общую производительность. Подобное решение явилось наиболее оптимальным для поступающих в процесс обводненных отходов.

Технология непрерывного пиролиза на УТД-2 для переработки и утилизации буровых шламов отходов бурения

Высокопроизводительная установка УТД-2 представляет собой реактор непрерывного пиролиза, где сырье подается и передвигается системой шнеков. Отогнанная жидкость конденсируется и очищается, сухой остаток представляет собой технический грунт с высоким солесодержанием, пригодный для отсыпки котлованов и рекультивации территории. Процесс термической переработки изолирован от окружающей среды, его безопасность (и безопасность персонала) поддерживается в автоматическом режиме контроллером противоаварийной защиты с помощью системы датчиков, расположенных в ключевых точках процесса.

Оборудование утилизации промышленных отходов функционирует в полном автоматическом режиме, не требуя вмешательства оператора. Все данные технологических этапов выведены на сенсорный экран. Автоматизированная система управления (АСУТП) предполагает несколько уровней доступа, в режиме отладки техническому специалисту доступен контроль всех узлов и всех устройств с экрана. Режим оператора не требует таких возможностей. В процессе переработки из отхода 3-4 класса (умеренно опасные отходы/малоопасные отходы) эксплуатирующая организация получает отход 5 класса опасности (практически не опасный отход). Так как подаваемый в Установку УТД-2 состав отходов может быть неоднородным по фракционному составу и подаваться из различных источников, то лабораторным путем проводилась проверка качества технического грунта (продукта установки) ежемесячно в течение года. Аналитические данные подтверждают стабильный состав и экологическую безопасность выпускаемой продукции в виде инертного сухого остатка при переработке любых нефтесодержащих отходов 3-4 класса. Минимальное содержание нефтепродуктов и тяжелых металлов также подтверждается протоколами химического анализа. Содержание диоксида серы и оксида углерода в отходящих газах ниже предела обнаружения измерительной методики и, следовательно, не представляет опасность для окружающей среды. По остальным показателям выбросы также соответствуют установленным значениям. Ознакомиться с испытательными протоколами можно по отдельному запросу в компанию ООО «МЭЭК» (IPEC).

Положительный опыт использования Установок термической деструкции УТД-2 для переработки буровых шламов и отходов бурения доказывает перспективность повсеместного применения на нефтегазовых месторождениях. Данное решение обеспечит переход к безамбарному бурению, тем самым избавит добывающее предприятие от необходимости обустройства и регистрации объекта размещения отходов, а также его последующей дорогостоящей эксплуатации.

Ознакомиться с модельным рядом УТД-2 можно в каталоге Установок Термической Деструкции.

Источник

Куст нефтяных скважин: обустройство, процесс бурения нефти

Выбор системы извлечения нефти и обустройства нефтяных месторождений зависит от десятков факторов: от глубины залегания и качества продуктивных пластов: количества извлекаемых запасов, их структуры по степени изученности ( ): характеристик коллекторов; состава и свойств нефти: газового фактора и состава попутных газов: давления насыщения нефти газом: свойств и условий залегания пластовых вод; положения водо-нефтяного контакта.

Кроме перечисленных основных показателей разработки при обустройстве месторождения учитываются природно-климатические характеристики, инженерно-геологические условия.

Одно из основных требований к разработке — рационализация: обеспечение заданных темпов добычи с минимальными капитальными вложениями и минимальными воздействиями на ОС.

Важнейшей составной частью проектирования разработки месторождений является выделение эксплуатационных объектов.

Часть нефтяной залежи, выделяемая для эксплуатации самостоятельной сеткой эксплуатационных и нагнетательных скважин, называется эксплуатационным объектом.

Схема генерального плана месторождения предусматривает размещение устьев нефтяных, газовых, нагнетательных одиночных и кустов скважин, ГЗУ, ДНС.

установок предварительного сброса пластовых вод (УПС), кустовых насосных станций (КНС), КС, инженерных коммуникаций (автодорог, нефте- и газопроводов, водоводов, ЛЭП, линий связи, катодной защиты и др.

), обеспечивающих процессы сбора и транспортировки продукции скважин, а также снабжение электроэнергией, теплом, водой и воздухом.

Размещение производственных и вспомогательных зданий и сооружений необходимо производить по их функциональному и технологическому назначению с учетом взрывной и пожарной опасности.

При размещении сооружений нефртедобычи на прибрежных участках водоемов планировочные отметки площадок принимаются на 0,5 м выше наивысшего горизонта вод с вероятностью его превышения один раз в 25 лет (устья скважин, ГЗУ) и один раз в 50 лет (КС, ЦПС, ДНС, УПС).

Природоохранные мероприятия и элементы ОВОС присутствуют в нормативных документах по освоению месторождений.

Однако при сложившейся практике взаимодействия участников разработки месторождений типовые природоохранные проблемы решаются не превентивным образом, а по мере их возникновения.

Существует закономерность — чем в более удаленном месте расположено месторождение, тем менее жесткие экологические ограничения к нему предъявляются и тем больший экологический ущерб наносится ОС.

Во избежание социально-экологических проблем на поздних стадиях нефтедобычи уже при проектировании освоения месторождений следует проводить консультации со всеми заинтересованными организациями и лицами.

Эксплуатация нефтепромыслов наносит вред ОС независимо от конструктивных особенностей сооружений и объемов добываемых УВ.

Проведение дорогостоящих экологических мероприятий должно проводиться своевременно (ликвидация скважин, амбаров-накопителей, рекультивация земель), а не отодвигаться на неопределенный срок.

Технологическая безопасность работы сооружений в цепочке «добыча — сбор — подготовка — транспортировка» во многом обеспечивается равномерностью отработки запасов нефти. Для этого необходимо располагать достоверной информацией о распределении энергетического потенциала залежи, который отражается с помощью карт изобар.

Здесь принципиально важным является выбор схемы кустования скважин. Известно, что чем крупнее кустовые площадки, тем дороже бурение скважины, поскольку необходимы большие отходы забоев от вертикали (до 2-4 км и более).

Однако при этом сокращается стоимость коридоров коммуникаций и повышается степень экологической безопасности промысла в целом.

Куст скважин

Под кусты скважин отводится площадка естественного или искусственного участка территории с расположенными на ней устьями скважин, технологическим оборудованием, инженерными коммуникациями и служебными помещениями.

В составе сооружений кустовой площадки может находиться узел подготовки сточных вод (УПСВ) с локальной закачкой воды в пласт. В этом случае отсутствует энергоемкая перекачка пластовых вод к пунктам сепарации нефти и обратно, а в составе транспортных коридоров отсутствуют агрессивные пластовые флюиды, что повышает экологическую безопасность промысла.

Строительство скважин с большими отходами забоя ограничивает применение глубинных штанговых насосов ввиду осложнений, связанных с истиранием труб.

Во избежание аварий при выборе насосного оборудования предпочтение отдается ЭЦН и гидроприводным насосным системам в условиях закрытой системы сбора нефти и газа.

Такие системы дают возможность подачи ингибиторов для предотвращения коррозии и парафинообразования.

Система сооружений подготовки нефти, сброса и закачки вод строится в зависимости от распределения запасов по площади залежи, темпов добычи, степени обводненности и газонасыщенности нефти, величины давления на устье скважины, расположения кустов скважин ( рис. 5.1). Эти объекты должны обеспечивать:

Рис. 5.1.Принципиальная схема системы сбора скважинной продукции на нефтяном промысле

Способы бурения нефти

Процесс обустройства скважин в нефтегазовой отрасли является одновременно важным и сложным технологическим процессом. Именно поэтому предприятия данного сектора заблаговременно заказывают оборудование для бурения в нашей компании, которое отличается своей функциональностью и большой степенью надёжности.

Однако перед тем как закупать специализированную технику следует определиться с методикой производства нефтяных скважин. В наши дни довольно востребованы следующие способы бурения скважин: роторное, турбинное и бурение электробуром. Всех их объединяет общий принцип действия, а именно разрушение породы посредством активного долота.

Далее выработанный материал выводится из скважины, подаваемым через заколонное пространство, буровым раствором.

В наши дни наибольшую востребованность получил роторный способ. На него приходится около 90 % объёма всех работ в области бурения скважин. Такое положение дел позволяет всё больше унифицировать нефтяное оборудование для бурения. В последнее время и в нефтяной отрасли нашей страны начинает преобладать данный способ.

При его применении крутящий момент зависит от противодействия породы вращению долота и ряда других инерционных факторов. Следует заметить, что наша компания предлагает буровое нефтяное оборудование для роторного способа обустройства скважин.

Плюсами такого метода являются автономность регулирования в процессе бурения и рост производительности.

Стоит отметить, что в России по-прежнему популярным остаётся турбинный способ бурения скважин. При данном методе долото сцепляется с валом турбины турбобура, двигающегося вокруг своей оси благодаря циркуляции жидкости под высоким давлением.

Стоит отметить, что для производства скважин по такому методу необходимо специализированное оборудование для бурения скважин, поставками которого занимается наша компания. Преимуществом такого способа является гораздо больший крутящий момент, чем в роторном бурении.

Несмотря на это существуют и недостатки, к которым в частности относятся существенные затраты на содержание цехов по обслуживанию турбобуров и невозможность автономного регулирования отдельных функций бурения.

Довольно интересный метод обустройства скважин – бурение электробуром, которое производится посредством трёхфазного двигателя переменного тока. В данном случае напряжение подаётся через кабель, находящийся в колонне бурильных труб.

Буровое оборудование при производстве данного метода несколько иное, поскольку требуется изоляция электродвигателя от бурового раствора и необходимость подвода энергии к двигателю.

К достоинствам такого метода бурения относятся: возможность контроля функционирования электродвигателя с поверхности, отсутствие влияния на характеристики вращения.

Разумеется, специалистами были разработаны и другие способы бурения нефтяных скважин, но пока что особого промышленного применения они так и не нашли.

Источники разливов при бурении скважин на нефтяных месторождениях Раздел 1 (часть 2) — PDF

1 Источники разливов при бурении скважин на нефтяных месторождениях Раздел 1 (часть 2) 1

2 План 1. Источники загрязнения окружающей среды при бурении нефтяных и газовых скважин 2. Методы предотвращения загрязнения окружающей среды при бурении нефтяных и газовых скважин 3. Утилизация и обезвреживание отходов бурения скважин 4. Утилизация буровых растворов 5. Очистка буровых сточных вод 2

3 Куст скважин Под кусты скважин отводятся площадки естественного или искусственного участка территории с расположенными на ней устьями скважин, технологическим оборудованием, инженерными коммуникациями и служебными помещениями. В составе укрупненного куста может находиться несколько десятков наклоннонаправленных скважин. Суммарный дебит по нефти одного куста скважин принимается до 4000 м3сутки, а газовый фактор до 200 м3м3. 3

14 Шламовые амбары сооружаются с расчётным объёмом 500 или 800 м 3 на одну скважину. Совместное хранение всех отходов бурения не даёт возможности утилизировать их, а из-за несовершенства конструкций амбаров и специфич почвенно-ландшафтных условий не обеспечивается надёжная защита окружающей среды. 14

15 При некачественном цементаже буровые растворы могут попасть в заколонное пространство. Кроме того, при поглощении пластом буровые растворы могут стать основным источником загрязнения недр, поскольку зона их проникновения в пласт может быть весьма значительной. При этом химические реагенты промывочной жидкости могут вызвать необратимые изменения в пласте. 15

16 В процессах бурения, новых методах обработки призабойной зоны пласта и методах увеличения нефтеотдачи используются: неорганические реагенты (кислоты, щелочи, соли, оксиды металлов и т. п.), продукты нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, полученные на базе углеводородов нефти и газа отходы производства нефтепереработки и нефтехимии 16

17 Широкое применение органических реагентов в нефтяной и газовой промышленности усложняет в этих отраслях решение задач по охране окружающей среды. 17

18 В процессе бурения и освоения скважин при нарушениях технологии возможны прорывы нефти и газа в водоносные пласты, грифоны открытое фонтанирование при разгерметизации скважин действующего фонда — межколонные и заколонные перетоки нефти с выходом на поверхность 18

19 Открытые фонтаны Нефть и газ могут выбросить из скважины буровой раствор, если пластовое давление высокое, а раствор имеет недостаточно высокую плотность. В таких случаях возникает нефтяной или газовый фонтан. Как правило, открытые фонтаны возникают там, где нарушается технология проводки скважин и применяется несоответствующее устьевое и противовыбросовое оборудование. 19

26 Пластовые воды К опасным видам осложнений относится приток высокоминерализованной воды (рапы). Общая минерализация рапы может достигать 600 г/л, плотность 1360 кг/м 3, температура на выходе из скважины 110 С. Рапа оказывает коррозионное воздействие на наземное оборудование, буровые и обсадные трубы, а также на цементный камень. 26

27 Причинами воздействия могут быть : аварийные выбросы пластовой жидкости, низкая герметичность оборудования, плохой цементаж, сброс неочищенных сточных вод, прорывы и переполнение амбаров. 27

В условиях сероводородной агрессии происходит сульфидное растрескивание сталей и, как следствие, разрушение бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, устьевого и нефтепромыслового оборудования, разрушение цементного камня и ухудшение свойств буровых растворов.

При появлении в растворе на водной основе сероводорода необходимо добавлять в раствор ингибиторы коррозии, способные связывать серу в трудно растворимые соединения. В условиях сероводородной агрессии необходимо использовать оборудование, изготовленное из специальных сталей и тампонажные материалы, стойкие к воздействию сероводорода. 29

30 Рекомендуется метод химического связывания сероводорода хлорным железом непосредственно в пласте. Для химического связывания сероводорода рекомендуется использовать реагент Т-66 (1,3- дигидроксициклоалканы) 30

31 Наиболее эффективным методом снижения выбросов NO x и сажи дизелями буровых установок (мощностью 700 квт) является установка нейтрализаторов и сажевых фильтров. Для снижения выбросов СО и УВ используют сотовые вставки с платинородиевым покрытием. Срок их работы 20 тыс.

ч при степени преобразования СО до уровня 90%. Цементировочные агрегаты кроме того оборудуются установками мокрой очистки, где в качестве сорбента используют раствор Са(ОН) 2 с эффективностью очистки газов до 98 %.

После отработки токсичная жидкость, обогащенная сажей, используется для затворения тампонажной смеси. 31

41 Термическая обработка стоков (выжигание содержимого земляных амбаров с помощью специальных установок) является пока экономически невыгодной. Производительность этого метода недостаточно высока (8-10 м 3 /ч) при большом расходе топлива. 41

42 Закачка стоков из земляных амбаров буровой в поглощающие горизонты является одним из надёжных методов снижения загрязнения окружающей среды отходами бурения и особенно рациональным представляется для кустового бурения, то есть в тех районах, где на одной площади расположено много скважин 42

43 Закачка в поглощающие горизонты 43

44 «Выдавливание» содержимого амбаров используется довольно широко и состоит в том, что вплотную к земляному амбару роют несколько траншей глубиной до 5 м, а затем перемычки между траншеями и амбаром разрушают и после заполнения траншей стоками их засыпают землёй. Густой осадок, который не вытекает в траншеи, остаётся в земляном амбаре и после подсыхания засыпается землёй. 44

45 «Выдавливание» содержимого амбаров 45

46 Вывоз на поля испарения При другом используемом способе удаления отходов бурения стоки вывозятся на поля испарения, которые представляют собой специально облицованные или бетонированные амбары ёмкостью м 3.

В течение двух лет сточные воды отстаиваются в них, очищенная после отстоя вода откачивается и потребляется на различные технологические нужды, а амбар засыпается землёй. Затем рекультивируемый участок очищают и перепахивают на такую глубину, чтобы после покрытия плодородным грунтом толщина очищенного слоя составляла 0,7 м.

Этот способ экономически целесообразно использовать в том случае, когда расстояние до полей испарения не превышает 30 км. 46

47 сбор и утилизация отходов бурения являются сегодня наиболее актуальными проблемами при бурении скважин 47

48 Ступенчатые системы очистки Отделение твёрдой фазы 48

49 Получение отвержденных смесей для изоляции зон поглощения В качестве отвердителей можно использовать синтетические смолы, цемент, гипс. Образованное таким образом вещество нерастворимо в пластовых флюидах, непроницаемо и устойчиво к коррозии в водных растворах солей одновалентных металлов. 49

54 Кратность разбавления буровых растворов, обеспечивающая ДДК добавок Добавка Максимальное содержание добавки в БР, % масс. ПДК, г/л Необходимая кратность разбавления Барит 60 0, Na-КМЦ 3 0, ССБ 5 0, Каустическая сода 1.5 0, Гидроксид кальция 1 0, Дихромат калия 0,2 0, ПФЛК 1 0, Нитролигнин 1 0,4 25 Гумат натрия Нефть 15 0, Взвеси (глина, шлам и др.) 20 0,

55 целесообразно использовать нетоксичные или малотоксичные компоненты для приготовления промывочных жидкостей. Некоторые применяемые реагенты опасности для объектов природной среды не представляют.

Например, многие полимеры нетоксичны благодаря высокой молекулярной массе, которая лишает их возможности проникать через плёнку.

Вещества, основанные на полисахаридах склонны к быстрому биологическому разложению. 55

57 Например, при норме расхода воды на одну скважину 60 м3/сут около 40 м3 обычно используется для охлаждения бурового оборудования и очистки буровой, остальное количество воды используется для приготовления бурового раствора. Некоторая часть этой воды (10-15%) при очистке пола буровой попадает в желоба и оттуда в буровой раствор. 57

58 Составные части Буровые сточные воды : промывочн*’ 1е В Д Ь1 ‘ образующиеся на ситоконвейерах при промывке водо# П0Р ДЫ’ извлекаемой из скважин, воды охлаждении штоков буров ^1Х насо» сов, а также при смывании глинистого раствора, разл^того ПРИ спуско-подъёмных операциях. Загрязнение при других операциях 58

59 Опасные вещества нефть феррохромлигносульфонат (ФХЛС), нитронный реагент НР-5, смазывающая добавка, синтетические жирные кислоты (СЖК)’ конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) и полиэтиленоксид (ПЭО), 59

60 Оценку загрязняющего воздействия веществ в БСВ обычно производят по ПДК, Однако в настоящее время значительное количество химических реагентов не имеют нормированных значений ПДК, некоторые химические реагенты, на которые утверждены ПДК, в процессе бурения претерпевают физико-химические изменения (термическая, окислительная, механическая деструкция и т.п.) В настоящее время нет методик определения содержания в сточных водах каждого химического реагента в отдельности 60

66 В процессе буровых работ почва загрязняется: буровым раствором буровым шламом буровыми сточными водами Объём воды, потребляемой одной буровой установкой, колеблется от 25 до 120 м 3 /сутки. Суточные объёмы образующихся сточных вод составляют м 3 на одну скважину. 66

67 Литература Экология нефтегазового комплекса: учеб. пособие. Т. 1; под общей ред. А.И. Владимирова и В.В. Ремизова. — М.: ГУП изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, с. Булатов А.И. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности/а.и.булатов, П.П.

Макаренко, В.Ю.Шеметов. — М.: Недра, с. Гриценко А.И. Экология. Нефть и газ. / А.И. Гриценко, ГС. Акопова, В.М. Максимов. — М.: Наука, с. Абросимов А.А. Экологические аспекты применения нефтепродуктов./ А.А. Абросимов, А.А. Гуреев. — М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», с.

Мембранная технология в решении экологических проблем газовой промышленности. / Т.С. Казарян, А.Д. Седых, Ф.Г. Гайнуллин и др. — М.: Недра, с. Терминологический словарь по промышленной безопасности. / В.К. Шалаев. — М.

: ФГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Гостехнадзора России», с. 67

Источник