В настоящее время остается актуальной проблема утилизации буровых шламов нефтегазовых скважин. В их состав входит нефть, осложняющая процесс утилизации. Выбуренные нефтесодержащие породы относятся к отходам третьего класса опасности и не могут размещаться в окружающей среде [1]. Отходы после окончания производства работ обычно складируются в шламовых амбарах.
Целью исследований являлось изучение закономерностей изменения химического состава геологических пород при термическом воздействии на них с целью дальнейшей их утилизации.
Нефтеносные породы Оренбургской области представлены известняком, доломитом, глинисто-алевролитовой породой и песчаником, которые обогащены водой и углекислым газом, имеют углерод биологического происхождения [1,2].
Нефть содержится как на поверхности, так и в поровом пространстве выбуренных пород. Для удаления нефти с поверхности выбуренных пород мы разработали способ удаления ее с помощью горячего пара или электромагнитного излучения сверхвысокой частоты. Гораздо сложнее удалить нефть из порового пространства выбуренных пород.
Для удаления нефти из межпоровых пространств нами разработан двухстадийный метод термического удаления нефти из выбуренной породы [3]. Первая стадия — низкотемпературная термическая десорбция нефти из пород. Известно, что начальная температура возгонки нефти составляет около 200°С, поэтому мы измельчили породы и прокалили их при температуре 50, 100, 200 и 280 °С.
В производственных условиях мы отобрали и исследовали шлам после сжигания его на факеле в шламовом амбаре, где находились все выбуренные породы, а в лабораторных условиях исследовали воздействие высоких температур на химический состав каждой из пород.
Визуально было установлено, что породы в зависимости от температурного режима обжига изменяли свой цвет, что указывает на их фазовые превращения. В производственных условиях в отходах бурения шламового амбара после сжигания на факеле содержание подвижного фосфора составляет 55,2 мг/кг, подвижного калия — 267,0 мг/кг, углекислого кальция — 8,13 %. Это содержание выше, чем в черноземе южном, поэтому обжиг, как способ увеличения содержания биогенных элементов в выбуренных породах можно применять, а затем использовать полученные вещества в хозяйственной деятельности.
При обжиге также изменяется содержание подвижных тяжелых металлов в геологических породах.
Двухстадийная термическая обработка выбуренной породы позволяет снизить ее класс опасности после удаления нефти и расширить сферу применения, а при варьировании параметрами температуры обжига мы можем получать геологические породы с различными химическими свойствами и выбрать способ их утилизации.
Литература:
- Храмов, Р.А., Персиянцев, М. Н. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений ОАО «Оренбургнефть». — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. — С. 11, 482–483.
- Зырин, Н.Г., Орлов, Д. С. Физико-химические методы исследования почв. — М.: МГУ, 1964. — с. 32.
- Ефремов, И.В., Гамм, А.А., Гамм, Т. А. Температурный режим прокаливания и обжига твердых отходов бурения для рекультивации // Аграрная Россия. — 2012. — № 3. – С.5–7.
