Способы утилизации отходов бурения

Способы и методы утилизации бурового шлама

С бурением скважин возникает проблема – буровой шлам. Для ее решения применяются инновационные методы, специализированная техника и оборудование. В этой области совершенствуются технологии для обезвреживания этого опасного вещества. Утилизация бурового шлама требуется компаниям, выполняющим бурение, а также предприятиям по созданию котлованов и туннелей.

Что это такое?

Буровой шлам – водная суспензия, имеющая твердую часть, которая состоит из веществ разрушения горной породы и стенок скважины. Вещество улавливается шламовой трубой при колонковом бурении. У него 4 вида отходов:

• отработанный бетонит;
• глина;
• жидкий грунт;
• грунтовые воды.

Необходима качественная утилизация, поскольку эти продукты отрицательно воздействуют на природу. Достаточно использовать эффективный метод удаления, чтобы не причинить вред среде.

Бурение – воздействие спецтехники на почвенные слои, благодаря чему появляется скважина для добычи ценных ресурсов. Процесс работы выполняется по разным направлениям, которые определяются расположением почвенного или горного пласта: оно бывает горизонтальным, вертикальным, наклонным.

С помощью такой работы появляется цилиндрическая пустота в форме прямого ствола или скважина. Диаметр может отличаться в зависимости от назначения, но он меньше параметра длины. Начинается скважина на поверхности почвы. Стены имеют название стволов, а дно – забоя. После добычи ценных ресурсов остаются разные вредные отходы, которые важно правильно и своевременно утилизировать. Это позволит не допустить отрицательного воздействия на среду.

Вредное воздействие на природу

Качественная утилизация бурового шлама является важной задачей, поскольку от этого зависит экологическая безопасность России и всего мира. Проникновение этого вещества в водоемы может привести к загрязнению Мирового океана.

Попадание нефтепродуктов является причиной нарушения азотного баланса донных почв, из-за чего происходит нарушение корневой системы водяных растений. Это нарушение экосистемы, которое влияет на жизнь всего живого в водоеме и на близко находящихся территориях. Поэтому утилизация бурового шлама является необходимой.

Классификация

При утилизации бурового шлама классификация веществ имеет важное значение. Вещества разделяются по количественным и качественным характеристикам. К наиболее важным свойствам относят:

1. Физико-химические.
2. Состав растворов.
3. Агрегатное состояние.

Физико-химические показатели используемого с бурением раствора определяются геологическим составом разбуриваемых горных пород и задач, которые вспомогательные компоненты раствора должны выполнять. Кроме охлаждения и смазки инструмента, задействованные скважины облегчают вынос пробуренной породы на землю.

Используемые растворы состоят из стабилизаторов температуры, поверхностно-активных компонентов, противопенных присадок, утяжелителей удельного веса, увеличителей текучести. На основе этих веществ создается технология утилизации раствора. Помимо неорганических компонентов в отработанном растворе есть металлы, парафиновые осадки.

По агрегатному состоянию растворы бывают жидкими (высокая текучесть), полужидкими и твердыми. Главным свойством отношения раствора считается процентное отношение твердой и жидкой фазы.

1. До 40 – растворы текучие и жидкие.
2. 40-85% — пастообразные и полужидкие.
3. От 85% — твердые.

Методы утилизации

Существуют различные варианты утилизации бурового шлама, но универсального метода нет. К основным относят:

1. Термический. Устранение отходов с помощью сжигания в особых печах при высокой температуре.
2. Физический. Благодаря центрифуге и фокуляции осуществляется отделение жидкого и твердого вещества, а потом обезвреживание и утилизация осуществляется отдельно.
3. Химический. Эта утилизация бурового шлама выполняется с использованием химических компонентов. Также применяются растворители, глина, жидкое стекло и остальные реагенты. Выполняется экстрагирование вещества до твердого вида.
4. Химико-физический. Выбирается набор химических реагентов, которые придают веществам определенные свойства. Потом компоненты перерабатываются в специальном оборудовании.
5. Биологический. С использованием этого способа отходы обрабатывают специальные микроорганизмы. Это приводит к разложению шлама на вещества, которые можно захоронить безопасно для природы. Преимуществом считается возможность использования микроорганизма на месте утилизации и захоронения.

Утилизация отходов бурового шлама такими способами считается безопасной. Выбирается подходящий вариант на основе видов вредных веществ.

Способы

Способы утилизации бурового шлама следующие:

1. Закачка смеси в подземные пласты.
2. Применение для получения смесей, которые пригодятся в строительстве.
3. Транспортировка в области захоронения.

Стандарты качества

Помимо утилизации применяемых растворов и появившихся шламов современные компании, выполняющие подобные работы, должны решать задачи по скорой ликвидации нефтяных разливов. Другой востребованной услугой является ликвидация старого шламового амбара, находящегося на территории работ. Востребована утилизация бурового шлама в Сургуте, поскольку в той местности востребована сфера бурения.

Выгода переработки

Компании, выполняющие работы в области экологии, с производством используют свой транспорт и технику, а также применяют свои технологии и оборудование. Обычно у них есть полигоны для захоронения отходов. Именно такая организация должна проводить утилизацию и переработку бурового шлама. За весь процесс она несет ответственность, а также за последствия.

Некоторые компании из полученных веществ создают строительные блоки, тротуарную плитку, искусственный камень и прочие строительные материалы. Используются образовавшиеся компоненты в строительстве и ремонте дорог, изготовлении бетона. Жидкое вещество раствора с дополнительной обработкой становится пригодным для повторного применения при бурении.

Выполняется практически полная переработка бурового шлама, растворов и шлака. И отходов почти не остается. Помимо экологической безопасности в местности проведения работ эти мероприятия экономически выгодны компании. Связано это с уменьшением объемов задач по устранению шламовых амбаров, а также экономии на штрафах, которые положены за загрязнение среды и хранение отходов в области месторождения.

Сложности утилизации

Проблемой нефтедобывающих компаний считается нежелание платить за правильную и безопасную утилизацию отходов. Смесь твердой и жидкой обработки располагают в амбары, а оттуда осуществляется откачка воды с парафино-нафтеновых углеводородов. Остатки шлама заливают бетоном и засыпают грунтом.

В итоге появляются захоронения, где присутствуют нефтеуглеводороды, токсические вещества, металлы, вступающие в соединения с остальными компонентами. Увеличение числа буровых установок приводит к загрязнению больших территорий.

Решение проблемы должно быть комплексным. Поэтому необходимо:

1. Ужесточить наказание за нарушения требований Роспотребнадзора.
2. Ввести в использование эффективные системы получения безопасной массы, которую можно захоронить или применять для сферы промышленности.

Таким образом, отходы бурового шлама вредны для природы. Своевременная и качественная утилизация позволяет не допустить многих проблем. А для этого каждая нефтедобывающая компания должна относиться к своей работе ответственно.

Источник

Утилизация бурового шлама

Утилизация бурового шлама применяется в промышленности по добыче нефти. Шлам представляет собой мелкий остаток бурового раствора. Твёрдые мелкие частички шлама остаются на водной поверхности. В дальнейшем при переработке они выпадают в осадок.

Что такое буровой шлам?

Буровой шлам — это водная смесь, в которой находятся твёрдые вещества, образующиеся во время разрушения поверхности горных пород с помощью агрегата, опускающегося в глубину скважины для бурения. Твёрдые остатки остаются и в глинистых минералах, когда производится промывка глиняным раствором.

Класс опасности

Помимо полезных ископаемых, во время буровых работ в шлам попадают и токсические вещества. Поэтому его относят к отходам, которые являются 4-ым классом опасности. В Федеральном Классификационном Каталоге Отходов существует пять классов, которые представляют опасность для окружающей среды и для людей:

1. Первый класс – чрезвычайная опасность – ископаемые, которые приводят к моментальному уничтожению окружающей среды.
2. Второй класс – высокая опасность – баланс в окружающей среде нарушается на десятки лет.
3. Третий класс – умеренная опасность – восстановить баланс в природе можно только по истечению десяти лет.
4. Четвёртый класс – малая опасность – экологическая система через три года восстанавливается.
5. Пятый класс – не представляющие особой опасности – не представляют угрозы окружающей среде.

Состав бурового шлама

Когда буровой шлам контактирует с раствором для бурения, то он насыщается различными веществами, некоторые из них попадают в отходы с недр земной поверхности.

Что именно присутствует в буровых отходах, зависит от технологии и глубины бурения. Количество воды может достигать порядка семидесяти процентов.

Из химических и минеральных соединений в данном виде отходов могут находиться следующие вещества:

1. Кремний – 50 процентов;
2. Алюминий – 20 процентов;
3. Кальций – 6 процентов;
4. Сера – 4 процента;
5. Магний – 3 процента.

Немного органических соединений и нефтяных углеводов также может содержаться в буровом шламе.

Минус отходов и в том, что в нём иногда содержатся радионуклиды, которые являются довольно опасными радиоактивными веществами.

Переработка

Производить откачку буровой жидкости необходимо из практических соображений. Если этот фактор исключить, то он будет мешать технике при выполнении буровых работ. Технические действия по откачке выполняют специальные организации, имеющие лицензию на подобную деятельность.

И эти же компании занимаются утилизацией бурового мусора.

Чтобы правильно выполнить переработку буровых отходов, их изначально обезвреживают. Для этого есть несколько способов:

1. Термический – происходит выжигание продукта при температуре до 12000 градусов. Недостаток этого способа в том, что продукты горения токсические, а процесс дорогой, поскольку требует большое количество энергии.
2. Механический – шлам автоматически делится на фракции в специальных машинах. После этого получаются жидкие и твёрдые фракции, которые подлежат утилизации.
3. Химический – переработку выполняют при помощи химических растворителей.
4. Физико-химический – совмещает в себе механический и химический способы переработки.
5. Биологический – представляет собой природную переработку с помощью бактерий и микрооганизмов, без использования оборудования.

Наиболее выгодным является совмещённый способ, который включает в себя несколько методов переработки. И также он является экологически чистым.

Уничтожение буровых отходов

Вопрос утилизации – это острая проблема в Российской Федерации. Организации по добыче и переработке шлама не тратятся на дополнительную переработку шлама. Поэтому используется метод захоронения. Выкапываются огромные резервуары, из них выкачивается вода, и токсические отходы закапываются глубоко под землю, где ещё и бетонируются. Подобных захоронений с годами становится больше.

Вопрос уничтожения радиоактивных отходов должен решаться на государственном уровне. Чтобы утилизация проходила по всем стандартам, то необходимо ужесточить методы ответственности за несоблюдение норм уничтожения. Но и вместе с этим следует выделять субсидии тем учреждениям, которые внедряют новые методы утилизации отходов.

Целесообразность захоронения

Полигоны, имеющие лицензию на утилизацию, находятся в отдалённости от площадок, занимающихся строительством и добычей. Такие полигоны принимают разновидности отходов, использование которых в дальнейшем невозможно, или они требуют вторичной переработки.

Но такие площадки имеют свои отрицательные моменты:

1. Перемещение грузов на большие расстояния влечёт расходы по транспорту, которые являются неоправданными.
2. Большегрузная техника загрязняет атмосферу посредством движения транспорта.
3. Уничтожение лесов для строительства новых захоронительных площадок негативно влияет на биосферу.

Захоронение предназначено для тех отходов, у которых уровень опасности – 4-ый.

Методы утилизации бурового шлама

Утилизация шлама представляет собой снижение опасности в отходах, и в дальнейшем используется для рекультивации земли. Чтобы выполнить такую операцию, используются реагенты, являющиеся малотоксичными. Плюс такого способа в том, что процесс выполняется на месте бурительных работ.

Существует американская методика, которая тоже пользуется успехом. В её процессе шлам делится на фракции, содержащие отдельно воду, нефть и высушенный осадок. В дальнейшем каждый из продуктов переработки находит применение в промышленности.

Очистка и утилизация жидкой фазы отходов

Отходы, образовавшиеся после буровых работ, хранятся в амбарах, которые защищены от утечки токсичных веществ. В отстойниках происходит процесс расслоения отбросов на плёнку, жидкие отходы и твердый осадок.

Первый шаг к утилизации – это сбор поверхностной нефти. А оставшаяся жидкость снова поступает в отстойник. Через несколько дней процедура повторяется.

Вода, которая осталась, проходит процесс фильтрации и используется в технических направлениях. Если технология утилизации предусматривает сброс в воды в природные водоёмы, то жидкость проходит дополнительную очистку.

Очистка бурового раствора от шлама

Буровой шлам проходит обработку паром, а потом промывается кипятком и проходит процесс сушения в центрифугах, расположенных вертикально.

Такой способ очистки, считающийся механическим, предоставляет возможность очистить шлам до 90 процентов.

Утилизация твёрдой фазы отходов бурового шлама

Захоронение твёрдого шлама, процент влаги в котором порядка 15 процентов, не производится. Такой продукт используется в малоотходных и безотходных способах:

1. Твердый шлам повторно используется в работах, связанных с бурением.
2. Продукт добавляется в растворы цементов.
3. Используется при изготовлении керамических продуктов, глиняного порошка.
4. Применяется в комплексе мер по восстановлению экологического состояния земли.

Вредное влияние на экологию

Вопросы, которые связаны с экологической безопасностью, являются основными показателями при планировании работ, связанных с бурением. Государственная политика, которая действует при работе с отбросами, отдаёт приоритет поиску путей их использования.

Проблема уничтожения буровых отходов

Проблема, связанная с уничтожением буровых отходов, заключается в том, что руководители фирм, занимающихся добычей и переработкой нефтепродукции, не желают затрачивать средства на правильную и экологическую утилизацию шлама. Большинство компаний занимаются захоронением отходов в специальных амбарах, из которых производится откачка лишней жидкости.

Но решение проблемы существует, и для этого предусмотрены следующие меры:

1. Ужесточить штрафные меры, если владелец компании по переработке бурового шлама нарушает технологию утилизации.
2. Поощрение мер, связанных с внедрением инновационных технологий в процесс утилизации.

Экономическая выгода переработки

Переработка буровых отходов приносит выгоду компаниям, которые производят данный процесс, и компании по добыче нефти. Компании получают выгоду по той причине, что используют дешевое сырьё для производства новых продуктов.

Такие продукты имеют высокое качество и хорошо продаются по выгодным ценам. А успешный товарооборот делает перерабатывающий бизнес успешным и прибыльным.

Прибыль крупных нефтяных компаний заключается в том, что нет необходимости в уничтожении амбаров, и не потребуется выплачивать штрафы за принесённый ущерб экосистеме.

Заключение

В России не все предприятия правильно строят свою деятельность по утилизации бурового шлама. Эта проблема требует инноваций, поскольку продукты, изготовленные из переработанных шламовых отходов, могут быть выгодными и экологически, и экономически. И на этом можно построить хороший бизнес.

Источник