Библиографическое описание:

Пичугин Е. А. Оценка объемов отходов бурения в Западной Сибири и подходы к их утилизации // Молодой ученый. — 2012. — №8. — С. 58-61.

Развитие мирового общественного производства идет все ускоряющимися темпами, и размеры ущерба, наносимого окружающей среде, увеличиваются так, что их уже невозможно преодолеть естественным путем, без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы производственной деятельности человека [1].

Около 15% территории России, на которой сосредоточены основная часть населения и производства, относится к ареалам, экологическое состояние которых неудовлетворительно и экологическая безопасность не гарантирована [2].

Деятельность предприятий нефтегазовой отрасли неизбежно приводит к техногенному воздействию на окружающую среду. Это выражается, прежде всего, в загрязнении атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, приповерхностных отложений нефтепродуктами и токсичными веществами, содержащимися в буровых растворах, а также сероводородом, содержащимся в нефти и газе, деградации почв и ландшафтов, вырубке лесов и др. [3].

Поэтому одной из первоочередных проблем при обращении с нефтеотходами выступает выбор оптимальной схемы их утилизации или обезвреживания [4].

Цель настоящей работы заключается в оценке объемов отходов бурения на территории ХМАО-Югры и, в частности, бурового шлама, а также классификация способов их ликвидации.

Добыча углеводородов для Российской Федерации является весьма важной отраслью экономики. Добыча углеводородов в свою очередь неразрывно связана с бурением новых скважин для добычи этого сырья.
Так, по оценкам [5], в 2011 году на территории ХМАО-Югры, где располагаются 70% всех нефтедобывающих скважин Российской Федерации, в эксплуатацию было введено 3976 новых нефтяных скважин. При этом проходка в эксплуатационном бурении составила 12,9407 млн. м. Согласно [6] для условий Западной Сибири на 1 м проходки в среднем образуется 0,4 м3 отходов бурения. Таким образом, по нашим оценкам в 2011 году на территории ХМАО-Югры в среднем образовалось 5 млн м3 отходов бурения.

С каждым годом растет количество новых вводимых в действие скважин и увеличивается проходка в эксплуатационном бурении (табл.1, рис.1), однако тенденции к снижению количества шламовых амбаров не прослеживается (рис. 2). Все нефтедобывающие предприятия Западной Сибири производят утилизацию отходов бурения по отработанной схеме, предполагающую наиболее простой и недорогой способ – образование и рекультивацию шламовых амбаров, а количество нерекультивированных шламовых амбаров зачастую зависит от выделения финансовых средств нефтедобывающими предприятиями на данные природоохранные мероприятия.

Таблица 1

Динамика изменения технологических и природоохранных показателей

Показатели

Эксплуатационное бурение, тыс. м

Ввод новых скважин, шт.

Количество рекультивированных шламовых амбаров, шт.

Количество нерекультивированных шламовых амбаров, шт.

2004 г.

5800,0

2006

722

1938

2005 г.

7386,2

2423

308

1637

2006 г.

8754,9

2902

513

1909

2007 г.

10178,1

3311

243

1694

2008 г.

10676,5

3488

214

1831

2009 г.

10869,5

3456

187

1842

2010 г.

12035,4

3769

314

1673

2011 г.

12940,7

3976

359

1630


Рис. 1 – Динамика эксплуатационного бурения и ввода новых скважин

Рис. 2 – Динамика количества рекультивированных и

нерекультивированных шламовых амбаров


С целью выявления наиболее прогрессивных с экологической и экономической точки зрения методов ликвидации отходов бурения нами проведена работа по анализу научно-технической и патентной литературы по проблеме обезвреживания и утилизации отходов бурения. По результатам анализа выявлена классификация основных методов утилизации и переработки отходов бурения, которая представлена в табл. 2.

Таблица 2

Классификация основных методов утилизации и переработки отходов бурения [2, 7, 8]

Основной классификационный признак

Методы утилизации и переработки

Разновидность метода

Термический

Сжигание

Сжигание в открытых амбарах

Сжигание в печах различных типов

Сушка

Сушка в сушилках различных конструкций

Прогрев, прокаливание

Прогрев объема буровых отходов путем пропускания через него выхлопных газов

Прогрев буровых отходов с помощью электрических матов для бетонов

Электрический микроволновый метод прогрева и прокаливания буровых отходов

Термическое прокаливание (термодесорбция) с получением грубой строительной керамики (кирпича, керамзита)

Физический

Захоронение

Захоронение в специальных могильниках

Захоронение в специально отведенном месте (или в шламовом амбаре) с помощью перемешивания буровых отходов и привозимого грунта или песка

Закачка буровых отходов в глубоко залегающие подземные горизонты

Замораживание

Замораживание с дроблением и последующей капсулизацией

Замораживание в зимний период буровых отходов с последующим захоронением под слоем теплоизоляции из торфа, опила и др.

Разделение

Центрифугирование буровых отходов с возвратом раствора в буровой процесс

Сепарация с помощью вибросит, пропускание сквозь щели, пористые и волоконные материалы и т.д.

Электролизное разделение компонентов буровых отходов

Гравитационное отстаивание

Отстаивание в амбарах с секционированием буровых отходов по плотности

Седиментация путем нанесения буровых отходов на наклонную поверхность в 3…5°

Отмыв

Отмыв загрязняющих веществ, в основном нефти, из объема буровых отходов с помощью горячей (70…95°С) воды и пара

Фильтрование

Вакуумное

Фильтрование под давлением

Химический

Отверждение

Отверждение с применением неорганических (цемент, жидкое стекло, глина) и органических (эпоксидные и полистирольные смолы, полиуретаны и др.) добавок с получением отвержденной смеси для отсыпки кустовых площадок и дорог или формованных изделий для строительства и др.

Применение коагулянтов и флокулянтов

Обработка отходов бурения коагулянтами (соли алюминия и железа и др.) в сочетании с флокулянтами (полиакриламид и др.)

Физико-химический

Применение специально подобранных реагентов, изменяющих физико-химические свойства, с последующей обработкой на специальном оборудовании

Электрокоагуляция с осаждением коагулированного осадка

Перемешивание с торфом, опилками, навозом и другими органическими веществами-отходами местных производств для получения теплоизоляционного материала



Смешение бурового шлама с известью, торфом, карбамидной или формальдегидной смолами и т.д., с получением грунтовой смеси для отсыпки внутрипромысловых дорог и буровых площадок

Биологический

Микробиологическое разложение в почве, биотермическое разложение, рекультивация

Биодеструкция загрязняющих компонентов буровых отходов с помощью микроорганизмов

Рекультивация нефтезагрязненных земель

Использование буровых отходов в качестве мелиоранта для улучшения структурно-механических и агрохимических свойств почв, нейтрализации рН почвы, введения микроэлементов и др.


В результате анализа научно-технической и патентной литературы по проблеме обезвреживания и утилизации отходов бурения выявлено, что существует множество способов утилизации отходов бурения, однако в настоящее время большинство из них сводится к захоронению либо размещению буровых отходов на территории буровой или в специально отведенных местах (шламохранилище, земляные амбары и т.д.).

Прогрессивными направлениями утилизации буровых отходов являются использование их в качестве исходного сырья для получения строительных материалов, грунтовых смесей, материалов для отсыпки внутрипромысловых дорог и буровых площадок. Большое разнообразие состава и свойств буровых шламов, недостаточная изученность их характеристик, в том числе токсичности и способов ее снижения, не позволяют этим направлениям утилизации получить широкое распространение в промышленности.

Таким образом, нефтедобывающим предприятиям для улучшения экологической ситуации и для снижения экологического ущерба от размещения отходов бурения необходимо использовать безамбарное бурение, а также утилизацию буровых отходов комплексными методами, основанными на вовлечение этих отходов в производственные циклы для получения строительных и иных материалов, пригодных для дальнейшего использования.


Литература:

  1. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.

  2. Красногорская Н.Н., Магид А.Б., Трифонова Н.А. Утилизация нефтяных шламов // Нефтегазовое дело. – 2004. – Т.2. – № 1. – С.217–222.

  3. Малышкин М., Пашкевич М. Многоступенчатая биоочистка // ТехНадзор. – 2010. – №10(47).

  4. Ручкинова О.И., Вайсман Я.И. Экологическая безопасность предприятий нефтедобывающего комплекса (система управления нефтеотходами) // Инженерная экология. – 2003. – №2. – С.15–26.

  5. Доклад об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2011 году. – Ханты-Мансийск: 2012. – URL: http://ugrainform.ru/upload/iblock/26a/ECO.pdf (дата обращения: 06.06.2012).

  6. Барахнина В.Б. Основы технологии очистки отходов нефтегазового комплекса и оценка ущерба окружающей среде: учеб. пособие / В.Б. Барахнина, И.Р. Киреев, В.В. Свинарев. – Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2009. – 242 с.

  7. Ягафарова Г.Г., Барахнина В.Б. Утилизация экологически опасных буровых отходов // Нефтегазовое дело. – 2006. – №2. – С.48–61.

  8. Рядинский В.Ю., Денеко Ю.В. Способы утилизации буровых отходов // Горные ведомости. – 2004. – №4 .– С.82–90.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle