Аналитические исследования и разработка технологии утилизации бурового шлама на континентальном шельфе

Ключевые слова: экология, буровой шлам, утилизация, континентальный шельф, бурение, обезвоживание, обезвреживание, шламовый амбар

Охрана и защита окружающей среды, особенно при освоении северных территорий и континентального шельфа — одна из важнейших проблем нефтедобывающей отрасли. Утилизация промышленных отходов — один из путей, помогающих минимизировать отрицательное воздействие выбуренного шлама и буровых отходов на грунт, прилегающий к буровым вышкам, поверхностные и пластовые воды, природные эндемики.

Негативным побочным эффектом поиска, разведки и добычи углеводородов является накопление буровых отходов, образующихся в процессе доступа к этим ресурсам. Основной объем отходов составляет буровой шлам, извлекаемый из скважины на поверхность. Одной из первоочередных проблем при обращении с нефтеотходами выступает выбор оптимальной схемы их утилизации или обезвреживания [1].

Под утилизацией отходов понимается переработка вредных промышленных отходов в пригодные сырьевые материалы или же их уничтожение с минимальным воздействием на окружающую среду. Большинство известных исследований по разработке способов утилизации буровых шламов отечественных и зарубежных стран, в основном направлены на выделение и утилизацию нефти и нефтепродуктов.

Проблема обеспечения экологической безопасности при обращении с буровыми отходами нефтедобычи является актуальной во всем мире, но особенно остро проявляется в России практически в каждом нефтедобывающем регионе.

Важность проблемы определяется не только значительным количеством, но и негативным воздействием нефтеотходов практически на все компоненты природной среды. В результате их воздействия происходит существенное изменение природного состояния геоэкологической среды, снижение естественной защищенности подземных вод, активизация геохимических и геомеханических процессов, смена естественного микробиоценоза. Угрожающий рост накапливаемых ежегодно опасных нефтеотходов при отсутствии необходимых масштабов их утилизации приводит к изъятию земельных ресурсов на длительные сроки. В то же время нефтеотходы относятся к вторичным материальным ресурсам и по своему химическому составу и полезным свойствам могут быть использованы в народном хозяйстве в качестве первичного сырья.

Среди существующих методов разделения нефтешламов с целью утилизации наиболее используемыми являются центрифугирование, экстракция, гравитационное уплотнение, вакуум-фильтрация, фильтрпрессование, замораживание и др. Из них наиболее перспективным является центрифугирование с использованием флокулянтов [3]. Центрифугированием можно достичь эффекта извлечения нефтепродуктов на 85 %, мехпримесей — на 95 %. При реагентной обработке нефтешламов изменяются их свойства: повышается водоотдача, облегчается выделение нефтепродуктов. В качестве наиболее прогрессивных можно перечислить некоторые технологии ликвидации шламовых амбаров и утилизации буровых шламов, применяемые в России и за рубежом.

Технологическому процессу утилизации шлама на континентальном шельфе способствовало следующее исследование. В котором в ходе работы был рассмотрен метод ликвидацииимико буровых отходов тах путем их отверждения (солидификации) сермический последующим захоронениемменением под слоймелкоразмерных минерального грунтаконцентраци или использованием улиц в хозяйственной деятельности. Глиноподобная значительный отвердевшая масса значительный может служить строительным материалом бетонах или, послеустановку помола, удобрением. Для выбуренных отверждения отходовоставе бурения их обрабатывают редварительноактивирующими добавками. Если прочность нефтешламовых отвердевшей смеси насадки через 3сут составляет 0,1 Мпа, то цель наиб считается достигнутой ильина. Дляотделение ускорения сроков выбуренная схватывания содержание активирующих добавок увеличивают фективным или вводят первую полиэлектролиты (поваренная помощью соль, хлористый смеси кальций, кальцинированная нефти сода) [4].

Процесс ликвидации амбара с последующей утилизацией бурового шлама можно условно разделить на следующие технологические стадии:

– сбор нефтяной пленки с поверхности амбара;

– 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 проводится в два этапа:

1) очистка и обезвреживание содержимого амбара и

2) собственно утилизация бурового шлама. Первый этап должен проводиться с учетом особенностей состава отходов, находящихся в шламовом амбаре [2].

Утилизация обезвреженного бурового шлама предварительно обезвреженный буровой шлам может использоваться в производстве строительных материалов — кирпича, керамзита, мелкоразмерных строительных изделий и т. п.

Состав шлама при бурении (таблица 1):

Таблица 1

Возможная номенклатура продуктов утилизации:

1. Мелкоразмерные стройизделия.

– шлакоблоки по ГОСТ 6133–84. Возможно использование в малоэтажном строительстве для ограждающих и несущих конструкций, подсобных зданий.

– бордюрный камень по ГОСТ 6665–91. Возможно использование для отделения проезжей части улиц от тротуаров, газонов, площадок и т. д.

2. Связующие смеси по ГОСТ 23558–94. Возможно использование для устройства оснований и дополнительных слоев оснований автодорог с капитальным, облегченным и переходными типами дорожной одежды.
3. Гранулированный заполнитель. Возможно использование в бетонах.

Внедрение мероприятий по переработке отходов нефтедобычи, несомненно, в первую очередь направлено на снижение негативного воздействия на окружающую среду. Однако, немаловажен и социально-экономический эффект для предприятия: уменьшение платы за размещение отходов; получение прибыли от реализации продуктов утилизации; расширение инфраструктуры рабочих профессий предприятия; создание дополнительных рабочих мест.

Целью настоящей работы приемную является выбрать наиболее приемлемые с экологической и экономической точки зрения методы утилизации бурового шлама на континентальном, арктическом шельфе.

В работе решаются следующие задачи

1. Проводится анализ современного состояния утилизации бурового шлама.
2. Анализируется вторичное использование типа уже обработанного (5 класса твердой опасности) шлама.
3. Проводится анализ немаловажен экономической выгоды ото от вывоза и утилизации отверждения шлама.
4. Обосновывается внедрение новых технологий или усовершенствование уже используемых.

На стадии работы над проектом осуществлен анализ патентных, теоретических и экспериментальных данных. Проведены экономические расчеты. В результате разработаны методологические подходы, позволяющие решать проблему обезвреживания и утилизации буровых шламов не традиционными деструктивными способами, а методами повышения потребительских свойств, очистки от лишних примесей и компонентов, концентрирования, обезвоживания и другими способами обогащения с применением отходов в смежных областях производства.

Литература:

1. Б. С. Баталин, А. Е. Нечаева. Утилизация бурового шлама переработкой в материалы строительного назначения. Пермский национальный исследовательский политехнический университет. — 2013
2. Некоторые возможные способы утилизации отходов бурения и нефтедобычи // Neftegaz.ru. URL: http://neftegaz.ru/science/view/189-Nekotorye-vozmozhnye-sposoby-utilizatsii-othodov-bureniya-i-neftedobychi (дата обращения: 12.04.2017).
3. Сметанин В. Л., Казначеева З. В. Обработка нефтешламов: Тез. Докл. 27 науч.-техн. Конф. Пермского политехнического института. Ч.2. Пермь, 1991.
4. Танатаров бетонах М. А. и др. Опыт если утилизации нефтешламов логическом ЛПДС «Черкассы» // Промышленные химическая и бытовые отходы. Проблемы циклонной и решения: Мат. конф. Ч.1. Уфа, 1996