Сооружение буровой и прокладка технологической коммуникации, необходимых для бурения скважин.
Качественные характеристики источников различных нарушений наряду с количественными характеристиками являются важными элементами оценки экологичности деятельности бурового предприятия.
2. Источники и причины загрязнения при бурении скважин
Процесс бурения сопровождается применением материалов и химических реагентов различной степени опасности. Основными объектами загрязнения при бурении скважин являются геологическая среда (подземные воды) и гидро- и литосфера (открытые водоемы, почтенно-растительный покров). Они загрязняются в результате несовершенства и несоответствия отдельных технологических процессов требованиям охраны окружающей среды, а так же из-за попадания в них материалов, нефтепродуктов, химреагентов и производственно-технологических отходов бурения, представленных буровыми сточными водами, отработанным буровым раствором (ОБР) и буровым шламом (БШ). Наиболее ощутимы отрицательные последствия загрязнения почв, поверхностных и подземных вод.
Источники загрязнения при бурении скважин можно условно разделить на постоянные и временные.
К первым относится фильтрация и утечка жидких отходов бурения из накопительных котлованов, сооружаемых в минеральном грунте (шламовых амбаров).
Ко второй группе следует отнести источники временного действия - поглощение бурового раствора при бурении; выбросы пластового флюида на дневную поверхность; нарушение герметичности зацементированного заколонного пространства, приводящее к межпластовым перетокам и заколонным проявлениям; затопление территории буровой вследствие паводка в период весеннего половодья или интенсивного таяния снегов и разлив при этом содержимого шламовых амбаров.
Общим для данных источников загрязнения является то, что они носят вероятностных характер, а их последствия трудно предсказуемы.
загрязнение бурение скважина нефть
3. Шламовые амбары
Наибольшую опасность для объектов природной среды представляют производственно-технологические отходы бурения, которые накапливаются и хранятся непосредственно на территории буровой. Данные отходы образуются при выполнении бурения амбарным и безамбарным способами. Как правило, и в том и в другом случаях они размещаются на территории кустовых площадок в шламовых амбарах. Шламовые амбары (шламохранилищ) - природоохранное сооружение, предназначенное для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов бурения нефтяных скважин.
Амбарная технология бурения предполагает временное накопление в шламовых амбарах буровых сточных вод, бурового раствора, бурового шлама (выбуренной породы) и других технологических жидкостей, а безамбарная - исключительно выбуренную породу (в соответствие с технологическими особенностями).
Используемые при строительстве нефтяных скважин технологические жидкости, а также поднятые на поверхность буровые растворы содержат токсические вещества, химические реагенты, проникновение которых в грунт ведёт к загрязнению почвы, подземных вод и негативно влияют на экологию окружающей среды. Загрязнение природных объектов происходит при разрушении стенок шламовых амбаров или при их переполнении.
В случае плохой гидроизоляции стенок шламовых амбаров при их сооружении в грунт проникает жидкой фазы шлама, загрязняющая подземные воды. Для исключения проникновения загрязняющих веществ в грунт необходимо обеспечить надёжную гидроизоляция стенок и дна шламовых амбаров.
Материалы для создания противофильтрационного экрана в шламовых амбарах должны характеризоваться высокими механическими и гидроизоляционными свойствами в сочетании с химической стойкостью к кислотам и щелочам.
Геомембраны изготавливают в основном из полтэтилена высокого давления (ПВД) с добавлением различных стабилизаторов.
Основными достоинствами геомембран являются:
.Устоичивость к воздействию химически активных веществ различной концентрации и ультрафиолетовому излучению, а так же высоким и низким температурам (порядка 70 С);
.Защищает от заражения почвы и грунтовых вод;
.не токсична;
.безопасна для здоровья человека и окружающей среды.
.Соответствует требованиям ГОСТ 10354-82 (ТУ 2245-001-97107808-2007) и строительного норматива СН 551-82 (Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки)
.геомембрана может использоваться также для гидроизоляции территорий под буровой вышкой.
Достоинства гидроизоляции шламовых амбаров с использованием геомембраны состоят в том, что сокращаются сроки строительства, имеется возможность гидроизоляции цельным экраном, а так же сохраняются гидроизоляционные свойства на долгие годы службы шламовых амбаров.
4. Ликвидация шламовых амбаров
Процесс ликвидации шламовых амбаров с последующей утилизацией бурового шлама можно условно разделить на следующие технологические стадии:
.сбор нефтяной пленки с поверхности амбара;
.очистка жидкой фазы от эмульгированной нефти;
.доочистка жидкой фазы (степень очистки зависит от дальнейшего использования очищенной воды);
.обезвоживание и обезвреживание бурового шлама;
.утилизация бурового шлама;
.очистка нефтезагрязненного грунта.
Таким образом, весь технологический процесс ликвидации шламового амбара проводиться в два этапа: технический и биологический. Технический этап заключается в сборе нефти с поверхности амбара с помощью нефтесборного оборудования. Биологический заключается в подъеме донных отложений нефти и продуктов ее деструкции (разрушения под действием тепла, кислорода, света, механических напряжений и др) из амбара. Поднятая со дна и собранная нефть вывозится на полигон (шламонакопитель). Вода с амбара сливается через дренажный коллектор, фильтруется и сбрасывается на рельеф или используется в технологическом процессе.
При достижении нормативных значений содержания нефти и нефтепродуктов, амбар ликвидируется, на площади ликвидации производится высев многолетних трав и овса.
Для утилизации, обезвреживания или переработки нефтешламов, применяет различные способы:
.если нефтешлам находится в смешанном виде и есть возможность получения из него товарной продукции, то его переработка происходит с помощью мобильной модульной установки с получением товарной нефти и искусственного почвогрунта.
.Утилизация термическим способам нефтешлама производится на различных установках, предназначена для утилизации нефтезагрязненного мусора, древесных отходов и небольшого количества нефтешлама.
5. Поглощение бурового раствора
Основным видом осложнений, а так еще одним источником загрязнений при строительстве скважин на нефтяных месторождениях являются поглощения бурового раствора затраты, на борьбу с которыми составляют свыше 85 % всего времени, затрачиваемого на борьбу с осложнениями.
Для приготовления буровых растворов используется большое количество химических реагентов, многие из которых относятся к особо вредным.
Основными причинами, вызывающими поглощение бурового раствора являются:
.геологические факторы (тип поглощающего пласта, его мощность, глубина, пластовое давление),
.технические причины (количество и качество бурового раствора),
.скорость проведения спуско-подъемных операций.
Поглощение представляет собой движение бурового раствора в пласт, при этом объем циркулирующего раствора в процессе промывки уменьшается, что становится заметным по снижению уровня в приемных емкостях циркуляционной системы.
Поглощения являются серьезным осложнением при бурении скважин, так как нарушается циркуляция бурового раствора, ухудшается промывка скважины, увеличивается расход времени, материалов и реагентов на приготовление новых объемов раствора. Поглощения часто усугубляются проявлениями вплоть до образования выбросов и фонтанов.
При бурении часть промывочной жидкости поступает из ствола скважины в водоносные горизонты, загрязняя их. Иногда поглощение буровых растворов носит катастрофический характер. Особенно нежелательно поступление раствора в горизонты пресных вод, содержащихся обычно в верхней части геологического разреза и поэтому подверженных наиболее длительному воздействию буровых растворов в процессе проводки скважин.
Влияние бурового раствора при бурении морских нефтяных скважин заключается в следующем:
.Изменение условий существования морских организмов:
повышение мутности воды;
заиливание дна;
нарушение температурного режима вод;
.Загрязнение воды и грунтов токсичными веществами, в результате сброс в море в составе буровых растворов сложного набора высокотоксичных реагентов;
.хроническое загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, цинк и др), содержащимися в буровых растворах и шламах;
.Угроза жизнедеятельности организмов:
гибель особей;
появление патологических признаков и гистологических нарушений в организме рыб и беспозвоночных;
накопление нефтяных углеводородов в органах и тканях растений и животных;
уменьшение продолжительности жизни
.Разрушение структуры экосистемы:
полное исчезновение некоторых видов;
сокращение биомассы планктона
Наиболее распространенными способами ликвидации поглощений промывочной жидкости являются:
1.снижение проницаемости пласта путем заполнения каналов инертными наполнителями;
.доставка и продавка вязкоупругой тампонирующей смеси в зону поглощения через бурильные;
3.установка перекрывающих устройств, например, гофрированных труб.
6. Буровые сточные воды как источник загрязнения
Наибольший объем среди отходов бурения составляют буровые сточные воды (БСВ). Это связано с тем, что строительство скважин сопровождается потреблением значительных объемов природной воды и образованием загрязненных стоков.
Буровые сточные воды представляют собой агрегативно-устойчивую коллоидно-дисперсную систему, стабилизированную химреагентами, используемыми при обработке буровых растворов. В буровых сточных водах содержатся: углещелочной реагент, конденсированная сульфит-спиртовая барда, карбоксиметил-целлюлоза, гипан, окзил, нитролигнин, синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие реагенты, многие из которых являются защитными коллоидами. Буровые сточные воды могут содержать до 9500 мг/л органических веществ, в том числе 5000-8000 мг/л нефтепродуктов.
Сточные воды, образующиеся в процессе разведки и разработки морских месторождений нефти и газа подразделяются:
По способу образования:
балластные;
буровые;
используемые для охлаждения;
нефтеводяная смесь;
пластовые;
хозяйственно-фекальные;
льяльное.
По степени минерализации:
пресные,
слабоминерализованные,
минерализованные.
По условиям образования БВС можно разделить на три категории:
.Атмосферные;
.Производственные;
.Хозяйственно-бытовые.
Атмосферные БСВ зависят от природно-климатических условий, а так же от длительности процесса
Производственные сточные воды формируются в процессе выполнения различных технологических операций, работы механизмов, оборудования и устройств. К ним относятся насосная группа, дизельный блок, рабочая площадка, блок очистки буровых растворов, блок химических реагентов, блок емкостей с запасным буровым раствором и т. д.
Хозяйственно-бытовые образуются в результате деятельности объектов культурно-бытового и санитарно-гигиенического назначения, а так же пунктов питания. ПО своему объему они составляют незначительную часть общего количества образующейся буровой сточной воды.
Основными загрязнителями БСВ являются взвешенные вещества, нефть и нефтепродукты, органические соединения и растворимые минеральные соли.
Взвешенные вещества в составе БСВ представлены глиной, частицами утяжелителя, высокомолекулярными соединениями, а так же мелкодисперсными частицами выбуренной породы.
Растворимые примеси представлены в основном минеральными солями и некоторыми органическими соединениями (хлоридами, сульфатами и т. д.)
7. Методы очистки БСВ
На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очистку ведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. В сточных водах нефтетранспортных предприятий находятся нефть и нефтепродукты, которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве.
При выборе системы сбора и очистки сточных вод руководствуются следующими основными положениями:
необходимостью максимального уменьшения количества сточных вод и снижения содержания в них примесей;
возможностью извлечения из сточных вод ценных примесей и их последующей утилизации;
повторным использованием сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения.
Выбор метода очистки сточных вод предприятий зависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы, возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод.
Для очистки сточных вод используют очистные сооружения трех основных типов:
.Локальные - предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно после технологических цехов, имеющих вредные химические вещества;
.Общие - типа предназначены для очистки всех нефтесодержащих вод нефтетранспортного предприятия. Обычно эти очистные сооружения включают механическую, физико-химическую и биологическую очистки;
.Районные или городские - предназначены в основном для механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод.
Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяют:
механические;
физико-химические;
химические;
биологические методы.
Механическую очистку сточных вод от нефтепродуктов применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65 %, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95 %. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является самым дешевым методом их очистки.
Окислительный метод очистки применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно извлекать из сточных вод, а также очищать другими методами (сероводород, сульфиды).
Наиболее универсален для очистки сточных вод от органических загрязнений биологический метод. Он основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности. Биохимическая очистка производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов производится в аэрофильтрах (биофильтры), аэротенках и биологических прудах.
8. Мероприятия по охране природных ресурсов
При бурении скважин необходимо производить следующий комплекс мероприятий:
внедрение кустового способа бурения скважин для сокращения площади, занятой буровой;
сохранение плодородного слоя почвы;
изоляция поглощающих и пресноводных горизонтов;
ликвидация буровых отходов и горюче-смазочных материалов;
очистка и повторное использование буровых растворов;
применение нетоксичных реагентов для приготовления промывочных жидкостей.
На защиту и восстановление земельных участков должны быть составлены и утверждены проекты и сметы, предусматривающие следующие мероприятия:
.Подготовительные (до процесса бурения);
.По охране (в процессе бурения);
.По восстановлению земельных участков.
Подготовительные мероприятия предусматривают:
установление мест складирования растительного и почвенного слоя или грунтов, подлежащих выемке;
удаление плодородного слоя почвы в местах загрязнения нефтепродуктами и другими жидкостями, химическими реагентами, глинами, цементом и т. д.
Охранные мероприятия в процессе бурения скважин. При наличии подземных грунтовых вод водоносные горизонты должны обязательно перекрываться обсадными трубами для их предохранения от загрязнения и заражения.
Самоизливающиеся скважины должны быть оборудованы регулирующими устройствами.
Слив использованного промывочного раствора и химических реагентов в открытые водные бассейны и непосредственно на почву категорически запрещены.
Мероприятия по восстановлению земельных участков. По окончании бурения скважины должна быть проведена горнотехническая и биологическая рекультивация.
Горнотехническая рекультивация включает в себя подготовку освобождающейся от буровых работ территории для дальнейшего землепользования:
сырая нефть вывозиться для дальнейшего использования или сжигания;
остатки дизельного топлива и моторного масла сжигаются;
оборудование и железобетонные покрытия демонтируются и вывозятся;
перекрытия амбаров для сброса шлама и нефти засыпаются слоем грунта не менее 0,6 м.
Биологическая рекультивация предполагает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель, их озеленение и по возвращению их в сельскохозяйственное и лесное пользование.
Заключение
При отсутствии контроля буровые работы могут привести к загрязнению природной среды сточными водами, буровым раствором, химическими реагентами, остатками горюче-смазочных материалов.
Загрязнение природной среды происходят на всех этапах освоения месторождения нефти - от бурения до введения ее в эксплуатацию, а так же в период разработке месторождения.
Основной задачей защиты окружающей среды при буровых работах состоит в разработке эффективных средозащитных мер и правильного выбора оптимального их комплекса в зависимости от природных условий района работ и принятой технологии сооружения скважин.
Природоохранные мероприятия должны быть направлены на сведение к минимуму негативного воздействия процесса строительства скважин на объекты окружающей природной среды (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, растительный и животный мир).
Список литературы
1.Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. - «Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности». - М.: Недра - 1997. - 483 с.
2.Кесельман Г.С., Махмудбеков Э.А. - «Защита окружающей среды при добыче, транспортировке и хранении нефти и газа». - М.: Недра - 1981. - 256 с.
.#"justify">4.#"justify">5.http://www.npacific.ru/np/sovproblem/oil_sea/vozdeistvie/burenie/public2.htm