Поделиться ссылкой на сайт

Не пропустите:

Освойте расчет рассеивания на УПРЗА "ЭКО центр":


Новый видеокурс по УПРЗА "ЭКО центр":
Видеокурс УПРЗА "ЭКО центр"

Поиск по сайту

ОВОС. Производство продукции «Композитная грунтовая смесь» (КГС), получаемой в результате переработки (утилизации) буровых отходов

ОВОС. Производство продукции «Композитная грунтовая смесь» (КГС), получаемой в результате переработки (утилизации) буровых отходов

Год выпуска: 2019 г.

Регион: РФ.

Скачать ОВОС

Фрагмент проекта

Характеристика отходов, применяемых для производства Продукции

Общие сведения о составе и свойствах буровых отходов

Основным компонентом производства Продукции являются буровые отходы.

Согласно Отраслевому стандарту ОСТ 51.01-06-85 к буровым отходам относятся:

  • буровые шламы;

  • буровые сточные воды (БСВ);

  • избыточный буровой раствор (БР);

В технологии используются буровые отходы, в состав которых входят буровые шламы, твёрдый осадок отработанного бурового раствора (ОБР), частично ОБР.Бурение скважин осуществляется в осадочных отложениях, в которых наиболее распространенными являются глинистые породы. Выбуренные частицы глинистых или скреплённых глинистым цементом пород в процессе гидротранспорта с забоя скважины на поверхность пропитываются фильтратом промывочной жидкости и набухают. Продолжительность нахождения частиц породы в промывочной жидкости с глубиной скважины возрастает и может достигать нескольких часов. Чем дольше они находятся в промывочной жидкости, тем сильнее их набухание. Происходит адгезионное присоединение к частицам твёрдой фазы частиц, преимущественно коллоидных размеров, из промывочной жидкости. Поры и трещины частиц породы заполняются дисперсионной средой промывочной жидкости, поверхность глинистых частиц модифицируется, на внешней и внутренней поверхности

частиц выбуренной породы адсорбируются вещества различной природы из компонентного состава промывочной жидкости.

При бурении скважин на нефтяных и газовых промыслах используются специальные буровые растворы, которые смазывают и охлаждают инструмент, выводят на поверхность выбуренную породу, компенсируют внутрискважинное давление, снижают интенсивность образования и укрепляют стенки скважины. Состав бурового раствора проектируется так, чтобы он мог нести в себе частицы выбуренной породы, включая как самые большие, так и минимального размера – песок, ил. При бурении одной скважины используются различные составы или концентрации отдельных компонентов бурового раствора для достижения наиболее эффективного бурения.

В настоящее время выделяют следующие виды буровых растворов:

  1. Водные растворы.

    Из буровых растворов на водной основе широко используют глинистые растворы. Под глинистым раствором понимают коллоидно-суспензионную систему, состоящую из глины, воды и частиц выбуренной породы. В Российской Федерации для бурения используются бентониты, суббентониты, палыгорскиты, низкокачественные каолинит- гидрослюдистые глины и местные, обычно некондиционные, комовые глины. При бурении в осложненных условиях к глинистому раствору могут добавляться утяжелители, содержащие большого количества водорастворимых солей.

  2. Растворы на углеводородной основе.

К этому типу растворов относятся трехфазные системы, дисперсионной средой которых являются нефтепродукты (сырая нефть, дизельное топливо), а дисперсной фазой

— битумы, органофильные глины, наполнители (утяжелитель, мел, асбест, твердые дисперсные материалы и др.), а также эмульгированная вода различной минерализации. К растворам на нефтяной основе относятся как нефтяные растворы, содержащие воду до 5-10

%, так и эмульсии, концентрация воды в которых может доходить до 95 %. Растворы на нефтяной основе используют для бурения в осложненных условиях, а главным образом для вскрытия продуктивных пластов.

Использование того или иного бурового раствора определяется условием прохождения того или иного горного участка при бурении, что обуславливает в попадание различных буровых шламов в объект накопления или хранения. При использовании буровых растворов на нефтяной основе неизбежно присутствие в шламах нефти. Концентрация нефтяных углеводородов в таких шламах может достигает 100 г/кг (Васильев, Тупицына, 2014). При прохождении скважин наклонно-горизонтальных участков непосредственно в теле нефтеносного пласта происходит загрязнение буровых

шламов нефтепродуктами. Шламы, полученные при работе с глинистыми буровыми растворами, содержат невысокое содержание нефти, однако добавление барита в глинистые буровые растворы повышает содержание в буровых шламах солей тяжелых металлов.

Нефть попадает в буровые отходы также при прохождении нефтеносных пластов и при использовании ее в буровом растворе (Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн. 1, 3. Сургут, 1996). Выходящий буровой шлам с лотка бурового станка попадает в шламовый амбар или приемник для его транспортировки в объект накопления /хранения, например шламонакопитель, в котором происходит отстой жидкой фазы за счет гравитационного выпадения твердой фазы. В нижней части объекта накопления / хранения скапливаются наиболее тяжелые и твердые фракции содержимого, представленные частицами выбуренной породы и глиной, входящей в состав бурового раствора. Верхняя часть содержимого представлена жидкой фазой (ОБР и БСВ) и атмосферными осадками.

Состав шлама в значительной степени зависит от типа горных пород, через которые проходит скважина. В шламах находятся грубые и крупные частицы минералов и горных пород с размерами до нескольких сантиметров. При оценке токсичности шламов большую роль играет присутствие в нем нефтяных углеводородов, токсичных компонентов буровых растворов и тяжелых металлов.

Анализ данных химического состава буровых шламов, полученных АНО

«Экотерра» для других компаний, а также по литературным данным (Ягафарова, Барахнина, 2006.) показывает, что содержание воды составляет от 25 до 65% в зависимости от применяемой технологии отделения бурового раствора от бурового шлама, твердой фазы (шлама) - 30-50%, нефти -0,08-5,5%. В таблице 2.1 приведены результаты химического анализа бурового шлама, которые получены в результате применения разных технологий бурения и использования буровых растворов.

Результаты анализа показывают, что состав основной части бурового шлама зависит от состава горных пород, слагающих земельные участки, на которых осуществляется бурение, а содержание нефти и компонентов бурового раствора зависят от рецептуры применяемого бурового раствора и используемых технологических процессов бурения, очистки бурового раствора и степени отделения бурового шлама от бурового раствора.

Физические свойства буровых шламов подробно изучены сотрудниками кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, научные исследования которых опубликованы в ведущих научных журналах и отчетах (Научно- технический отчет…., 2007; Смагин, 2008, 2009, 2011). Проведенные авторами научно- обоснованные исследования показали, что буровые шламы можно рассматривать в качестве водоупоров.

Буровые шламы характеризуются высокой дисперсностью и насыщенностью жидкой фазой при отсутствии воздуха. После седиментационного расслоения при хранении в шламовых амбарах, тонкодисперсные частицы формируют мощные (2 м и более), достаточно гомогенные отложения в виде насыщенного влагой наилка с плотностью порядка 1,3 г/см3 (до 1,6 г/см3 при подмешивании песка обваловки амбара). Массовая влажность шламовых осадков, соответствующая полной влагоемкости на дне амбаров под давлением вышележащего столба жидкости варьирует в среднем от 30 до 40%, а объемное влагосодержание с учетом плотности сложения составляет 45-60%

Принимая за характерную величину объемную влажность 40-60%, можно подсчитать, что 2-х метровый слой шламовых отложений фиксирует порядка 8000-12000 т/га влаги или 800-1200 мм. Оценка интенсивности испарения влаги из образцов шламов при температурах от 15оС (ночь) до 28оС (день) дает величины 0,6-1,2мм/сут. Столь низкие величины, не типичные для почвогрунтов, связаны с большой водоудерживающей способностью тонкодисперсных частиц шламов, а также отсутствием макрокапиллярных потоков влаги к испаряющей поверхности в насыщенных тонкодисперсных системах, лишенных агрегатной структуры.

Интенсивность фильтрации влаги по данным лабораторных исследований в буровых шламах составляет 0,1-0,3 см/час=2-7см/сут (Смагин, 2009). Такие величины по существующим в мелиоративном почвоведении и грунтоведении классификациям характеризуют буровые шламы в качестве водоупоров. В соответствии с ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация к водонепроницаемым скальным грунтам относятся грунты с коэффициентом фильтрации менее или равно 0,005 м/сут (0,5 см/сут); к слабоводопроницаемым - с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 30 см/сутки. Таким образом, в соответствии с ГОСТ25100-2011. Грунты. Классификация, буровые шламы можно отнести к слабоводопроницаемым скальным грунтам. В них обязательно будет развиваться застой влаги при свойственном гумидному климату превышении осадков над

испаряемостью. Изначально может показаться, что отток влаги 2-7 см/сут (20-70 мм/сут) уже за 10-20 дней должен привести к удалению 400-600 мм запасов влаги в составе шламовых отложений, иссушая их на 50%. Однако, это не так. Даже если не принимать во внимание «пристенный» эффект и условие напора, при котором были получены данные величины фильтрации, очевидно, что реальные скорости оттока будут существенно ниже, поскольку уже небольшое иссушение шлама приводит к падению влагопроводности в десятки и сотни раз. К тому же окружение шламовых амбаров в виде обычных почв и грунтов с заметно меньшим содержанием тонкодисперсных частиц не даст возможности развиться градиенту капиллярно-сорбционного давления влаги в компенсацию низкой влагопроводности. В результате суммарный поток будет много ниже чем фильтрация, как следует из анализа величин функции влагопроводности (ненасыщенной гидравлической проводимости) и соизмерим с темпами испарения (1-4мм/сут). То есть и этот механизм не сможет привести к самоиссушению амбаров в естественных условиях. Данная оценка, подтверждает, что использование изолирующих материалов для выстилания дна буровых шламовых амбаров в принципе излишне, так как сами буровые шламы являют собою своего рода объемную геомембрану, практически не проницаемую для воды и воздуха. Поэтому, в буровом шламовом амбаре создается естественная гидроизоляционная защищенность от сопредельных компонентов природной среды и, следовательно, отсутствует воздействие на геологические слои.

Таким образом, согласно литературным данным основными веществами, которые могут поступать в компоненты окружающей среды (почву, воду водных объектов) являются нефтепродукты, лекгорастворимые соли, металлы. Обоснование выбора контролируемых показателей в Продукции приводится в разделе 4 настоящих Материалов ОВОС. Ввиду отрицательных водно-физических свойств бурового шлама (высокой влажности, бесструктурности, слабой фильтрационной способности) необходимо их улучшить, что может быть достигнуто путем введения ряда веществ (материалов), например песка. Обоснование выбора материалов для переработки (утилизации) буровых отходов в Продукцию приводится в разделе 4 настоящих Материалов ОВОС.

Состав и свойства буровых шламов, образующихся в АО «Томскнефть» ВНК и вовлекаемых в утилизацию

В соответствии со статьей 14. Требования к обращению с отходами I - V классов опасности Федерального закона «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 N 89-ФЗ буровые отходы – буровые шламы отнесены к классу опасности для окружающей среды. На буровые шламы составлен и оформлен паспорт отходов I - IV классов опасности (Копии паспортов на буровые шламы приведены в Приложении Б).

Химический состав бурового шлама представлен элементами, которые входят в состав минералов (алюминий, кремний, железо) в количестве более 90%. Среди остальных элементов бурового шлама в преобладающем количестве содержатся калий, натрий, кальций, магний; хлориды, сульфаты. Эти элементы вне кристаллической решетки могут быть подвижными благодаря высокой растворимости их солей (за исключением Са2+, SO42), поэтому могут мигрировать в компоненты природной среды.

Величина рН водной вытяжки проб бурового шлама лежит в слабо-щелочной - щелочной области значений и варьирует от 7,9 до 10,8.

Основными токсичными компонентами бурового шлама, которые могут мигрировать в сопредельные среды и негативно воздействовать на основные компоненты окружающей среды (почвы, воды) являются нефтепродукты и легко-растворимые соли. В исследуемом буровом шламе содержание нефтепродуктов составляет от 0,07 до 21,75 г/кг. Нормативы качества для нефти и нефтепродуктов в почвах не установлены. Для почв Томской области норматив допустимого остаточного содержания нефтепродуктов (ДОСНП) в почве не разработан. Норматив ДОСНП разработан для почв Ханты- Манийсского округа Югры: для горизонтов глинистого гранулометрического состава

органо-минеральных почв почв величина составляет 5 г/кг и торфяных горизонтов органогенных почв - до 60 г/кг (Постановление Правительства ХМАО-Югры от 10.12.2004

№ 466-п).

Содержание хлоридов (водорастворимая форма) в составе бурового шлама варьировало от 0,5 до 25,1 г/кг. Содержание хлоридов в почвах не нормировано, нормативы качества не установлены. Содержание металлов варьирует в широких пределах в зависимости от выбуриваемой горной породы. Относительно почв нормативы качества для отдельных металлов, в том чиле тяжелых металлов, установлены в виде ПДК, которые применяются при оценке уровня загрязнения почв земель сельскохозяйственного назначения и селетибных зон. Экологические нормативы не разработаны.

Таким образом, результаты исследования состава и свойств бурового шлама показывают, что основная часть отхода представлена горной породой; основными загрязняющими веществами являются нефтепродукты, хлориды, тяжелые металлы.

 

Не нашли то, что искали? Напишите мне, возможно в моих закромах есть то, что Вам нужно.

Остались вопросы? Напишите мне, будет минутка - постараюсь ответить.

С уважением,
Дмитрий Афанасьев.

eco-profi@yandex.ru

(Проекты в этом разделе собраны из открытых источников).

Данные материалы приводятся исключительно в ознакомительных целях.Использование проектной документации, разработанной иным лицом, возможно только с согласия обладателя исключительных прав. Поэтому, если планируете использовать данные материалы в своей работе, не забудьте получить официальное согласие от правообладателя.

Навигация по сайту

Авторизация



 



 

Видеокурс по
УПРЗА "Эколог" 4.60

 

Обучающий видеокурс по программе УПРЗА "Эколог" 4.60

Это 17  видеоуроков по всем этапам работы на программе УПРЗА "Эколог" 4.60

 

УПРЗА "Эколог"

 
 Заказать видеокурс по программе УПРЗА "Эколог" 4.60
 

 


 

Обучающий видеокурс
по программе
"ПДВ-Эколог" 5.0

 
Видеокурс по программе ПДВ-Эколог
 

Вы можете изучить программу
"ПДВ-Эколог" и начать использовать ее на полную катушку всего за несколько часов

 
Узнать больше   

 


 

Обучающий курс Эколог-Шум 2.6 с нуля в видеоформате

 
DVD007-336
 
Всего за 8 часов
детальный пошаговый видеокурс

обучит Вас проводить расчет шума

на программе Эколог-Шум 2.6

 
Узнать больше   

 



Мы Вконтакте

Наверх

© 2007 - 2024 Дмитрий Афанасьев
ИП Афанасьев Дмитрий Николаевич. ОГРН 310371126400054
При публикации материалов ссылка на сайт обязательна