Подходы и технологические решения по ликвидации накопленного экологического ущерба от загрязнения окружающей среды буровыми отходами

Любая хозяйственная деятельность, выполняемая в соответствии с современными требованиями природопользования, не должна приводить к необратимым нарушениям природной среды, что на практике достигается весьма редко. К числу наиболее агрессивных отраслей по сумме техногенных факторов, оказывающих негативное воздействие на окружающую природную среду, являются добыча, транспортировка, хранение и использование нефтепродуктов [1].

Источниками образования отходов в нефтегазодобывающих предприятиях являются: ликвидация последствий аварийных ситуаций; регламентные работы; строительство и реконструкция скважин; ликвидация объектов добычи нефти и газа$ хранения нефтепродуктов и т. д. [2].

При добыче углеводородного сырья образуются: нефтесодержащие жидкости (НСЖ); твердые нефтесодержащие отходы (ТНСО); нефтезагрязненный грунт (НЗГ); асфальтосмолопарафинистые отложения (АСПО); нефтезагрязненные материалы (пленка, ветошь, спецодежда и т. п.); буровой шлам (БШ); отработанный буровой раствор (ОБР).

Повышенное содержание минеральных солей в отходах бурения, захороненных в шламовых амбарах, способствует длительной миграции легкорастворимых солей, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях [3].

Таким образом, в настоящее время отходы бурения нефтегазодобывающих предприятий превращаются в реальный источник экологической опасности. При этом ущерб окружающей среды проявляется на протяжении многих лет использования амбаров, что причисляет их к категории объектов, наносящих окружающей среде экологический ущерб (накопленный экологический ущерб).

В настоящее время в Российской Федерации действует Государственная программа «Охрана окружающей среды» на 2012–2020 годы, в рамках которой проводятся мероприятия по ликвидации прошлого (накопленного) экологического ущерба. В связи с этим выработка подходов и технологических решений по ликвидации буровых отходов позволит выявить объемы накопленных буровых отходов и разработать мероприятия и технологии по их ликвидации.

Для эффективного решения проблемы накопленных отходов бурения необходимы технологические решения, которые реализуются в комплексном подходе ликвидации ущерба от загрязнения окружающей среды буровыми отходами.

На первом этапе необходимо выявлять участки территории, потенциально опасные с точки зрения загрязнения окружающей среды. Для этого необходимо производить сбор и анализ информации о загрязнении (инвентаризация загрязненных участков) и организациях-загрязнителях на данном участке территории.

После выявления потенциально опасных объектов следующий этап заключается в оценке состояния этого участка территории для определения наличия загрязнения и отнесения территории к той или иной зоне экологического нарушения.

При этом выделяют следующие зоны экологического нарушения территорий по степени остроты: относительно удовлетворительная; напряженная; критическая; кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации); катастрофическая (или зона экологического бедствия) [4].

На третьем этапе необходимо проводить мероприятия по ликвидации загрязнений, очистки территории и восстановлении территорий, которым причинен ущерб (вред).

Для ликвидации загрязнений, утилизации отходов бурения и восстановлении территории применяют различные методы:

-                   Термический (сжигание в амбарах, печах; сушка в сушилках различных конструкций, термическое прокаливание и т. д.);

-                   Физический (захоронение, замораживание, сепарация, центрифугирование, отстаивание, фильтрование под давлением и т. д.);

-                   Химический (отверждение с применением специальных добавок, обработка коагулянтами и т. д.);

-                   Физико-химический (перемешивание отходов с сорбентом, торфом, опилками и т. д.);

-                   Биологический (биодеструкция с помощью микроорганизмов, рекультивация и т. д.).

Заключительным этапом ликвидации накопленного экологического ущерба от размещения буровых отходов является проведение мероприятий по восстановлению окружающей природной среды, включая мониторинг за состоянием всех компонентов окружающей среды (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы и т. д.).

Кроме того, для уменьшения и предотвращения накопления буровых отходов в дальнейшем предприятиями необходимо применять технологические решения, которые позволят снизить вред окружающей среде.

К таким технологическим решениям можно отнести:

1.                  Реализация на практике технологии безамбарного бурения (Рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема обработки отходов при безамбарном бурении [5]

В такой схеме предусмотрена локализация сброса жидких, полужидких и твердых отходов. Для сброса жидких стоков используются шахты, сооружаемые в пониженной части буровой площадки. Сбор отработанного бурового раствора может осуществляться в контейнеры с последующим вывозом на узел утилизации в систему временного локального складирования и накопления отходов бурения. Сбор выбуренной породы осуществляется в контейнеры, из которых затем масса с помощью подъемного оборудования либо выгружается в автомашины для последующего вывоза, либо подается на отмывку, где происходит отделение шлама от остатков бурового раствора или химреагентов, а отмытый шлам сбрасывается на площадку для твердения или в специальный шламонакопитель. После окончания строительства скважин такой шлам может вывозиться в места для сброса или захоронения, а также смешиваться с отвержденным раствором или минеральным грунтом с последующей засыпкой слоем плодородной почвы для рекультивации территории буровой [5].

2.                  Реализация комплексных решений по утилизации отходов бурения. Комплексный подход к проектированию и эксплуатации предприятий позволяет разработать и внедрить типовые технологические схемы сооружений для переработки отходов нефтедобычи с получением товарной продукции (рис. 2) [2].

Рис. 2. Типовая схема комплексных сооружений для переработки отходов нефтедобычи [2]

3.                  Реализация технологических решений по повышению экологической безопасности (разработка системы управления отходами).

Система управления нефтеотходами основана на исключении смешения потоков разных классов отходов, максимального извлечения товарного сырья и использование отдельных отходов без переработки. Система включает раздельный сбор и утилизацию различных по природе потоков нефтеотходов: жидких, АСПО и нефтегрунта (рис. 3) [6].

Рис. 3. Принципиальная схема разработанных технологических решений повышения экологической безопасности нефтедобывающих производств [6]

Главным недостатком нефтеотходов, как техногенного сырья, является нестабильность свойств во времени, а также неоднородность состава, обусловленные условиями их образования и хранения, поэтому ликвидация прошлого (накопленного) экологического ущерба от загрязнения отходами бурения представляется сложной задачей.

В настоящее время для предотвращения загрязнения почвы отходами бурения предприятиями проводятся различные охранные мероприятия, уменьшающие вред окружающей среде. Однако, в дальнейшем для снижения экологической нагрузки на территории нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий им необходимо применять более эффективные в экологическом и экономическом смысле технологические решения, основанные на наиболее полном использовании отходов бурения в технологическом цикле и, как следствие, уменьшении ущерба (вреда) окружающей среде.

Литература:

1.    Н. Н. Красногорская, Н. А. Трифонова. Утилизация и переработка нефтяных шламов в республике Башкортостан // Безопасность жизнедеятельности. — 2006. — № 5. — С. 33–37.

2.    А. Д. Максимов, С. В. Максимова. Комплексная переработка нефтеотходов в контексте антикризисной политики // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2010. — № 6. — С. 37–41.

3.    В. И. Матыцын, В. П. Спирин, М. В. Петросьян, А. П. Филиппов. Комплексная технология утилизации минерализованных буровых шламов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 2007. — № 2. — С.39–43.

4.    Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия (утверждены Минприроды РФ 30.11.1992 г.).

5.    Булатов А. И., Макаренко П. П., Шеметов В. Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. — М.: Недра, 1997. — 483 с.: ил.

6.    Ручкинова О. И., Вайсман Я. И. Экологическая безопасность предприятий нефтедобывающего комплекса (система управления нефтеотходами) // Инженерная экология. — 2003. — № 2. — С.15–26.