Утилизация отработанных буровых растворов - Методы утилизации отработанных буровых растворов и шлама
В данной главе будут приведены примеры технологий утилизации отработанных буровых растворов, применяемые отечественными и зарубежными компаниями. В Великобритании предложен метод термического обезвоживания буровых растворов и сточных вод, предусматривающий создание высокопроизводительных бездымных горелок. Фирма Бритиш Петролеум разработала горелки, производительность которых изменяется в широком диапазоне - от 142 до 8500 м3/сут. газа.
Аналогичные разработки были предприняты еще в СССР. Была создана передвижная установка для переработки буровых растворов с использованием метода распылительной сушки. Для получения теплоносителя предполагалось использовать природный или сжиженный газ, мазут, дизельное топливо, нефть. Схема состояла из передвижной сушильной камеры распылительного типа, смонтированной на санях, и оборудования для очистки раствора, котором комплектуется буровая установка. Установка предназначалась для обезвреживания шлама, регенерации избыточных объемов бурового раствора, добавочных жидкостей. Буровой раствор, поступающий из скважины, последовательно очищался на выбросите и батарее гидроциклонных песко - и илоотделителей.
Шлам поступал в ороситель, где отмывается от глины и химреагентов в горячей воде и осаждался под действием гравитационных сил на конусообразное дно, откуда шнеком подавался в бункер для сбора и хранения. Нагрев и поступление воды в ороситель осуществлялись за счет нагнетания вентилятором отработанного теплоносителя и пара, постоянно удаляемых из распылительной сушильной камеры. В процессе горения топлива образовывались сернистые соединения, загрязняющие атмосферу. Поступая с отработанным теплоносителем в ороситель, они взаимодействовали с подогретой жидкостью и образовывали водные сернистые соединения, что предотвращало загрязнение атмосферы. Широкие температурные интервалы сушки позволяли получать гранулированные препараты с заданными свойствами. Многолетние исследования на экспериментальной установке показали, что распылительная сушка при температуре 2700С в области газовых гoрелок (при этом температура среды в верхней части сушильной камеры составляет 250єС, а в области конуса около 80єС) практически не оказывает отрицательного влияния на бентонитовую глину и химреагенты, пригодные к повторному применению для приготовления буровых растворов.
Сушка модельных растворов с добавлением нефти и дизельного топлива в количестве до 15% показала их полную пожаpo - и взрывобезопасность. В результате распылительной сушки получали гранулы размером не более 0,5 мм. В США и Канаде получены обнадеживающие результаты по внесению отработанных буровых растворов в почвы. Способ заключается в равномерном распределении содержимого котлована-отстойника по поверхности земли и механическом перемешивании ее с буровыми отходами. Технология обработки почв применяется недавно, и в США к ней пока относятся сдержанно. Но первоначальные результаты, полученные в Канаде, дают основание считать его перспективным с точки зрения повышения плодородности полей при условии, естественно, абсолютного отсутствия в составе буровых отходов вредных примесей, оказывающих отрицательное влияние на качественный состав земель. Предпочтительнее применять такой способ в равнинной местности, где уровень грунтовых вод находится достаточно низко от поверхности земли.
Аналогичные работы выполнены и в России. Здесь исследовалась пригодность отработанных буровых растворов, содержащих гуматные реагенты, в качестве ингредиентов или основы химических мелиорантов для облагораживания солонцовых, песчаных и супесчаных почв. Добавка к таким растворам фосфогипса-дегидрата, также отхода химической промышленности, превращает их в эффективный мелиорант, содержащий структурообразующий коллоидный комплекс с рациональным количеством питательных для почв компонентов. Предпосылкой тому служит механизм процесса мелиорации, заключающийся в связывании глинистым коллоидным комплексом разрозненных частиц указанных типов почв, обедненных глинистым компонентом, в единую морфологически и агрономически ценную структуру.
Другим направлением можно считать применение отработанных буровых растворов как основу для приготовления тампонажных составов, необходимых при креплении скважин и изоляции зон поглощений. В качестве вяжущего используют синтетические основы, цемент, гипс и другие материалы. В частности, тампонажный состав на основе глинистого раствора включает фенолформальдегидную сланцевую смолу ТС-10, формалин или уротропин. Начало и конец схватывания смеси при различных температурах регулируется оптимальным соотношением компонентов. В результате поликонденсации водорастворимых сланцевых фенолов, содержащихся в смоле ТС-10, с формалином или уротропином смесь превращается в фенслформальдегидно-глинистую пластмассу. Отвердевшая пластмасса практически нерастворима в пластовых флюидах, непроницаема и коррозионно-устойчива в водных растворах солей одновалентных металлов.
На Российских нефтедобывающих практиковалось подземное захоронение жидких отходов бурения. К последним относят отработанный буровой раствор и буровые сточные воды. Отходы собирают в амбары. Стоки попадают сначала в первую секцию -- шламовый амбар, где оседает значительная часть механических примесей, а затем жидкая часть отходов перетекает во вторую секцию - накопительный амбар. В поглощающие пласты закачиваются отходы из накопительного амбара. Оставшиеся в котловане твердые отходы (буровой шлам, выпавшие в осадок взвеси) засыпаются минеральным грунтом при рекультивации площади. Для нагнетания отходов используют поршневой насос с индивидуальным приводом. В поглощающие объекты отходы бурения поступают по насосно-компрессорным трубам. Объекты захоронения отходов бурения вскрывают кумулятивной перфорацией. В РБ также применяется технология захоронения буровых отходов в опытно-промышленном подземном хранилище.
Технология реинджекшн - закачивание буровых отходов в затрубное пространство или в специально пробуренную скважину, закачивание в скважину после завершения буровых работ. Основные условия для применения реинджекшн - геологическая возможность для закачивания (наличие принимающего пласта, водоупорных пластов над и под принимающим пластом, чтобы предотвратить загрязнение грунтовых вод). Компания "Сахалин Энерджи" установила оборудование для обратной закачки бурового шлама и раствора в пласты. При бурении верхних интервалов скважин сбрасывался только буровой раствор на водной основе. Такой практике следуют нефтедобывающие компании на Аляске и в Норвегии. Все отходы бурения и нефтедобычи на Кенайском газовом месторождении (Аляска) компания "Маратон" закачивает под землю. Станция была построена в 1995 году и кроме отходов, поступающих с работающих месторождений, на ней закачивались отходы со старых шламонакопителей. В день на станции можно закачать до 3000 м3 жидких отходов. Для пластовой воды бурится специальная скважина, в которую закачивается до 200 м3 в день. Кроме того, пластовая вода закачивается еще и в эксплуатационные скважины для повышения интенсивности газодобычи. Следует отметить, что бурение поглощающих скважин запрещается в зонах санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Отверждение отработанных буровых растворов с помощью портландцемента и форполимера (отхода цементной промышленности) проводили во ВНИИКР-Нефти. Отличительной особенностью форполимера является его селективная способность к отверждению в водной среде. При взаимодействии с буровым раствором образуется резиноподобное пластичное тело. Образцы не обладают достаточной устойчивостью по отношению к воздействию пластовых вод. Расход цемента составил не менее 4/5 от массы бурового раствора. Экстрагирование отвержденных образцов показало более чем 100-кратное снижение ХПК экстракционного остатка по сравнению с фильтратом исходного раствора, причем этот показатель снижался в соответствии с возрастом образцов и увеличением в их составе доли портландцемента. К недостаткам способа относят значительный расход минерального вяжущего.
Компания ChevronTexaco (США) широко применяет технологию биологического обезвреживания - один из наиболее практичных и эффективных по стоимости методов обращения с нефтесодержащими отходами такими как донные нефтешламы, амбарные нефтешламы, буровые растворы и нефтезагрязненные грунты с разливов нефти. Методы биологической переработки зависят от способности микроорганизмов перерабатывать нефтесодержащие отходы в безопасные продукты (диоксид углерода, воду и биомассу) посредством биохимических реакций. Наиболее часто используемые в нефтедобывающей промышленности методы биологической переработки включают: компостирование (грядование, принудительная аэрация гряд, и пассивная аэрация гряд) и рекультивация (подготовка почвы, засев почвы и обработка участка).
В процессе биологической переработки микроорганизмы разлагают углеводороды на воду, диоксид углерода и наращивание собственной биомассы. Бактерии и грибы ответственные за биодеструкцию требуют наличия кислорода, воды, питательных веществ и источника углерода (такого, как углерод, находящийся в сырой нефти) чтобы развиваться. Методы биологической переработки, широко используемые в нефтедобывающей промышленности включают компостирование и методы почвенной биоремедиации, такие как landfarming, landspreading и биологическая переработка на месте. Компостирование в реакторе, bio-slurry системы, вентилирование почвенного слоя и методы биоремедиации в насыщенном слое используются не столь широко из-за высокой стоимости (обычно > 100 долл./т) и/или из-за их ограниченной применимости к нефтесодержащим отходам нефтедобывающей промышленности и условий на участках переработки.
Похожие статьи
-
Введение - Методы утилизации отработанных буровых растворов и шлама
Процесс сооружения скважин сопровождается применением материалов и химических реагентов различной степени экологической опасности. Основными объектами...
-
Методы утилизации и захоронения отходов - Экологические аспекты безопасности жизнедеятельности
Методы и средства утилизации и ликвидации отходов зависят от их токсичности, физического и химического состава и объемов. Наиболее значительная по объему...
-
История. Традиционные методы утилизации отходов - Утилизация отходов. Их вторичное использование
Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый известный эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию...
-
Методы обезвреживания и переработки ТБО по конечной цели (направленности) делятся на ликвидационные (решают в основном санитарно-гигиенические задачи) и...
-
Анализ патентных материалов за последние за последние пять лет показывает, что в развитых зарубежных странах ведется интенсивный поиск наиболее...
-
Вермикуляция как способ утилизации органических отходов
В начале третьего тысячелетия как никогда ранее проявилось главное противоречие нашей эпохи: противоречие между потребностямиобщества в жизнеобеспечении...
-
Основные методы очистки сточных вод - Проблемы загрязнения водоснабжения
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Защита водоемов от загрязнений сточными водами, Методы очистки сточных вод - Охрана водных ресурсов
Степень очистки и условия выпуска сточных вод в водоемы регламентируют специальные "Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами"....
-
Введение, Методы очистки активизацией микрофлоры - Биологические методы очистки грунтов
Методы биодеградации загрязнителей основаны на деструкции токсичных загрязняющих веществ различными видами микроорганизмов. Эффект достигается либо за...
-
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Попадая в окружающую среду, ископаемые углеводороды, в частности нефть и продукты ее переработки, не только губят флору и фауну, но и наносят прямой вред...
-
Охрана и очистка морей и океанов, Методы устранения последствий загрязнения - Охрана водных ресурсов
Охрана морей и океанов должна проводиться не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов...
-
20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек....
-
Пути экологической реабилитации - Методы и технологии экологической реабилитации
Можно сколько угодно говорить о вредном производстве, о загрязнении окружающей среды, это не даст большого эффекта. К основным причинам можно отнести...
-
Принципиально возможно использование промышленных отходов в следующих основных направлениях: 1. Рекультивация ландшафтов, планировка территорий, отсыпка...
-
Утилизация и захоронение твердых и жидких отходов - Защита гидросферы от вредных выбросов
По агрегатному состоянию отходы разделяются на твердые и жидкие. По источнику образования на промышленные, образующиеся в процессе производства...
-
При количественных оценках уровня нефтяных загрязнений наибольшее распространение получили методы инфракрасной спектрофотометрии, ультрафиолетовой...
-
Методы очистки внесением культур - Биологические методы очистки грунтов
Методы внесения культур микроорганизмов применяются в тех случаях, когда необходимая аборигенная микрофлора отсутствует. Они могут применяться при...
-
Очистка воды с помощью коагуляции - Методы очистки воды
Коагуляцией называют процесс, при котором мелкодисперсные частицы находящиеся в растворе укрупняются до видимых размеров. В итоге образуются хлопья...
-
Биологические методы оценки. Биотестирование - Понятие и сущность биоиндикации
Оценка степени загрязнения может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это...
-
Классификация радиоактивных отходов (РО): По агрегатному состоянию РО: Жидкие радиоактивные отходы: растворы неорганических веществ; пульпы...
-
В воздухе -- колориметрический метод, экстракционно-фотометрический метод, спектрографический метод; в биологическом материале -- колориметрический...
-
Технологии переработки отходов - Твердые бытовые отходы и способы решения проблемы их утилизации
Многие виды отходов могут быть использованы вторично, и для каждого вида отходов есть соответствующая технология переработки. Для разделения отходов по...
-
Получение электроэнергии. Энергосодержащие отходы можно использовать сразу без какой-либо переработки в качестве топлива для двигателей или, переработав...
-
Задача очистки вредных сбросов не менее, а даже более сложна и масштабна, чем очистка промышленных выбросов. В отличие от рассеивания выбросов в...
-
В последние десятилетия человеческая цивилизация столкнулась с глобальными проблемами в экономической, экологической и информационной сферах. Социальная...
-
Методы экологических исследований - Методы экологических исследований
Методологической основой экологии является системный подход в исследованиях. На основе системного подхода изучают свойства высокоорганизованных объектов,...
-
Обезвреживание отходов., Сжигание. - Твердые бытовые отходы и способы решения проблемы их утилизации
Некоторые отходы требуют Обезвреживания перед размещением на свалках, полигонах или в отвалах. Так, отходы титанового производства, содержащие летучий и...
-
В последние десятилетия в Европе уделяется большое внимание проблемам, связанным с образованием и утилизацией отходов, в частности твердых бытовых и...
-
Анаэробное разложение - Утилизация отходов биотехнологических производств
Все возрастающая стоимость переработки отходов с помощью аэробного разложения и энергетический кризис, с одной стороны, и новые достижения микробиологии...
-
Ценность мусора - Утилизация отходов. Их вторичное использование
На протяжении всей истории человеческой цивилизации социальный уровень жизни общества определялся производством предметов потребления - от необходимых...
-
Основные методы очистки сточных вод - Рациональное использование водных ресурсов
Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические. В...
-
Обеспечение экологической безопасности становится одной из приоритетных задач государства. Рост количества отходов свидетельствует о необходимости...
-
Материалы и методы - Фитопланктон специального промышленного водоема В-17 ПО "Маяк"
Водоем В-17 представляет собой искусственный водоем, расположенный в естественной впадине рельефа. Начало сбросов радиоактивных отходов в Старое болото...
-
Методы биопоглощения загрязнителей - Биологические методы очистки грунтов
Эти методы основаны на способности различных организмов, прежде всего растений, поглощать всевозможные токсичные компоненты из почв и грунтов,...
-
Методы регенерации условно можно разделить на три вида: Химический Низкотемпературный термический Термический Химическая регенерация Под химической...
-
Методы очистки воды - Способы очистки питьевой воды
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были...
-
Методы очистки подземных вод от нитратов и нитритов
Введение Анализ эффективности работы водоочистных станций населенных пунктов Казахстана показал невозможность получения ими нормативного качества...
-
Перед началом расчета тонкослойных отстойников, которые работают по противоточной схеме (рис. 4.1), принимают: высоту яруса по вертикали hв, угол наклона...
-
Повышение качества экологической обстановки в г. Москва - это очень важная и актуальная проблема на сегодняшний день. Экологическая обстановка оказывает...
Утилизация отработанных буровых растворов - Методы утилизации отработанных буровых растворов и шлама