Metode biologice pentru reciclarea deșeurilor fluide de foraj articol. Modalități și metode de eliminare a butașilor de foraj

Tehnologia de producție a petrolului este procesul de forare a puțurilor, care este însoțit de formare cantitate mare deșeuri care conțin incluziuni de produse petroliere și impurități mecanice și, prin urmare, reprezintă un pericol pentru mediu. Deșeurile de foraj sunt formate dintr-o fază lichidă (fluide de chituire, formare și apa reziduala) și tăieturi de foraj, de ex. rocă forată.

Deșeurile sunt plasate în gropi speciale de nămol dotate cu sită antifiltrare, cel mai adesea realizată dintr-o geomembrană și împiedicând pătrunderea. substanțe periculoase V ape subterane. În acest caz, este firesc ca apariția tăierilor de foraj să aibă loc în partea de jos, iar faza lichidă să fie situată deasupra. Distribuția incluziunilor de ulei într-o groapă de noroi are loc după cum urmează: 7–10% se găsește în tăieturile de foraj, 5–10% se dizolvă în deșeurile lichide, iar partea principală este situată pe suprafața gropii, formând o peliculă.

Eliminarea butașilor de foraj

Etapa finală de funcționare a unei gropi de nămol este lichidarea acesteia cu neutralizarea ulterioară a deșeurilor și prelucrarea deșeurilor de foraj.

Procesul de eliminare a gropilor de nămol include mai multe etape:

• îndepărtarea peliculei de ulei de pe suprafața deșeurilor de hambar;
• purificarea fazei lichide a deșeurilor din petrol;
• post-tratarea componentei lichide a deșeurilor (în funcție de zona de utilizare ulterioară a apei);
• deshidratarea butașilor de foraj;
• eliminarea butașilor de foraj(neutralizare și procesare).

Curățarea și eliminarea deșeurilor în fază lichidă

Uleiul este colectat de pe suprafața gropii folosind instalații speciale. Apoi se adaugă adsorbanți speciali de floculare, lichidul este amestecat și decantat timp de câteva zile. Ca urmare, la suprafață se formează o nouă porțiune de produse petroliere, care este reasamblată. Lichidul, care are acum un conținut scăzut de ulei, este trecut printr-o unitate de filtrare, care asigură o purificare de 95...99%.

O astfel de apă poate fi folosită în scopuri tehnice. Pentru a-l reseta la corpuri de apă este necesară o purificare suplimentară. Restul butasilor de foraj trebuie curatat, urmat de neutralizare si prelucrare.

Curățarea, neutralizarea și eliminarea deșeurilor în fază solidă (tăieri de foraj)

Nămolul de ulei este curățat cu abur, apă fierbinteŞi soluție apoasă Surfactant cu substanta activa etoxilat. Apoi butașii de foraj sunt plasați într-o centrifugă, unde lichidul contaminat rămas este separat și purificat folosind tehnologia descrisă mai sus.

Există mai multe metode pentru neutralizarea și prelucrarea tăierilor de foraj. Fiecare dintre ele poate fi utilizat eficient în funcție de condițiile și condițiile prealabile existente la întreprinderea de producție a petrolului.

Metode de prelucrare și eliminare a butașilor de foraj

Există următoarele metode pentru prelucrarea și eliminarea butașilor de foraj:

1. Termică - care constă în arderea nămolului în hambare deschise sau diferite cuptoare cu producerea ulterioară de reziduuri bituminoase;
2. Chimic – constă în extragerea nămolului cu ajutorul solvenților, urmată de călirea cu întăritori (ciment, argilă, sticlă lichidă) și aditivi organici (rășini polistiren și epoxidice, poliuretani etc.);
3. Fizic - constă în îngroparea butașilor de foraj purificați într-un câmp centrifugal și filtrate sub presiune în gropi speciale;
4. Fizico-chimic - consta in modificarea proprietatilor fizico-chimice cu ajutorul reactivi speciali cu prelucrarea și producerea ulterioară de materiale noi;
5. Biologic - constă în descompunere microbiologică și biotermală urmată de îngropare.

Aș dori să remarc că, în practică, metodele de prelucrare a tăierilor de foraj sunt combinate și create tehnologii speciale primind produs final reciclare. Cea mai des folosită tehnologie este solidificarea, care face posibilă neutralizarea tăierilor de foraj. În acest caz, butașii de foraj purificați sunt amestecați în anumite proporții cu un absorbant și ciment special. Ca urmare, rămânând în nămol substante toxice sunt legați de un sorbent și în timpul procesului de cimentare devin insolubili sub orice influență a mediului. Produsul rezultat este utilizat în producția de materiale de construcție, ceea ce asigură eliminarea debitelor de foraj .

În general, metodele de prelucrare a tăierilor de foraj fac posibilă utilizarea pe scară largă în construcții. Lista materialelor pentru fabricarea cărora pot fi utilizate tăieturi de foraj este următoarea.

Găuriți butași. Conceptul de „fluid de foraj”

Producția de petrol - subsector industria petrolului, ramură a economiei angajată în extracția mineralelor naturale - petrol. neutralizarea butașilor de foraj recuperată

Producția de petrol este un proces complex de producție care include explorarea geologică, forarea puțurilor și repararea acestora, purificarea petrolului extras din apă, sulf, parafină și multe altele (Bulatov V.I., 2004).

Procesul de foraj este procesul de formare a unei deschideri de mină, predominant cu o secțiune transversală circulară, prin distrugerea rocilor în principal cu un instrument de foraj și îndepărtarea produselor de distrugere (Vadetsky Yu.V., 2003).

La forarea și exploatarea puțurilor, peisajele adiacente locurilor de foraj sunt perturbate și poluate. Principalele surse de impact sunt lucrările de construcție și instalare, precum și deșeurile de foraj:

• · foraj și apă uzată (DWW)
• · fluide de foraj uzate (WDR)
• · tăieturi de foraj (BS)

Operațiunile de foraj au un impact antropic semnificativ asupra tuturor componentelor mediului. Ecosistemele naturale din zonele în care sunt depozitate deșeurile de foraj sunt supuse celui mai mare impact tehnogen, care este o consecință a tehnologiilor de foraj imperfecte și a eliminării deșeurilor de foraj. Amplasarea în obiecte mediu natural deșeurile de foraj care conțin substanțe toxice sunt principalele motive pentru deteriorarea progresivă a calității mediului în zonele de operațiuni de foraj.

Momentan doar pe site Vestul Siberiei Mai mult de 100 de mii de tone de tăieturi de foraj sunt generate pe an. Costurile întreprinderilor complexe cu combustibil și energie pentru neutralizarea și eliminarea tăierilor de foraj și refacerea gropilor de nămol se ridică anual la miliarde de ruble.

Găuriți butași- o suspensie apoasă, a cărei fază solidă este reprezentată de produsele rocilor distruse ale fundului și pereților găurii, produsele de abraziune a burghiului și a țevilor de tubaj și minerale argiloase (când sunt spălate cu o soluție de argilă).

Compoziția butașilor depinde în mare măsură de tipul de rocă prin care trece puțul. Nămolul conține particule grosiere și mari de minerale și roci cu dimensiuni de până la câțiva centimetri. La evaluarea toxicităţii nămolului rol decisiv joacă un rol în prezența hidrocarburilor petroliere, a componentelor toxice ale fluidelor de foraj și a metalelor grele.

Prezența uleiului în butași este inevitabilă atunci când se utilizează fluide de foraj pe bază de ulei. Concentrația de hidrocarburi petroliere în astfel de nămol este de până la 100 g/kg. Noroiurile produse prin lucrul cu fluide de foraj cu apă conțin urme de ulei.

Un continut crescut de metale grele in comparatie cu fondul rezulta din introducerea baritei cu impuritati metalice si a unor componente care contin fier si crom in fluidele de foraj.

Proprietățile poluante ale tăierilor de foraj sunt determinate de compoziția minerală a rocii forate și de reziduurile de fluid de foraj rămase în aceasta. Analiza compoziției fazei, fracționale și componente a nămolului, precum și a proprietăților sale fizice și chimice, arată că, datorită adsorbției pe suprafața particulelor de nămol a reactivilor chimici utilizați pentru prelucrarea fluidelor de foraj și incluși în compoziția acestuia, acesta prezintă proprietăți poluante pronunțate. De asemenea, roca forată acumulează țiței și fracțiunile acestuia în timpul forării orizontului inferior. Astfel, compoziția sa conține un conținut semnificativ de produse petroliere, compuși organici periculoși pentru mediul natural și săruri minerale solubile. Toate cele de mai sus predetermină riscul ridicat pentru mediu al deșeurilor de foraj.

În prezent, nu există date convingătoare pentru a evalua nivelul

contaminarea deşeurilor de foraj. Potențialul poluant al deșeurilor de foraj

datorita in principal materialelor si substantelor chimice folosite. Gama și gama de materiale și substanțe chimice este destul de mare (a se vedea Tabelul 1.1). Datorită faptului că aproape toți reactivii și materialele chimice se transformă în deșeuri de foraj, riscul ridicat pentru mediu al deșeurilor devine clar. Deci, în medie, la 1 m 3 de deșeuri, după cum arată calculele, există până la 68 kg de compuși organici toxici, fără a lua în calcul produsele petroliere și poluanții minerali.

Tabelul 1.1. Volume aproximative (mii de tone) de eliberare anuală a anumitor materiale și substanțe chimice în mediul natural cu deșeuri de foraj

Conceptul de „fluide de foraj” acoperă o gamă largă de medii lichide, suspensii și aerate, al căror scop este asigurarea siguranței muncii la viteze mari de foraj și efectuarea operațiunilor finale de retragere și conservare a sondei.

În primul rând, fluidul de foraj trebuie:

• · scoateți tăieturile de foraj (tăieri) de sub burghiu, transportați-l în spațiul inelar dintre garnitura de foraj și sondă și asigurați separarea acestuia la suprafață;
• · menține particulele de rocă forată în suspensie atunci când circulația soluției este oprită;
• · răcește burta și facilitează distrugerea rocii în zona de lângă sondă;
• · creați presiune pe pereții puțului pentru a preveni pătrunderea apei, petrolului și gazelor;
• · exercită un efect fizic și chimic asupra pereților puțului, prevenind prăbușirea acestora;
• · transmite energie la motorul hidraulic de fund
• · asigura păstrarea permeabilității formațiunii productive în timpul deschiderii acesteia (Vadetsky Yu.V., 2003)

O componentă obligatorie a oricărui fluid de foraj este întotdeauna bentonită (argila montrimorilonită). Acțiunea acestei componente se explică prin particularitățile naturii sale fizico-chimice, interacțiunea cu un mediu dispersat cu formarea de sisteme coloidale stabile în acesta. Din punct de vedere chimic, argila este aluminosilicați aposi care conțin oxizi de fier, metale alcaline (sodiu, potasiu), aluminiu, metale alcalino-pământoase calciu, magneziu. Presiunile anormal de mari ale rezervorului întâlnite la foraj în condiții geologice dificile depășesc adesea presiune hidrostatică fluid de foraj. Prin urmare, fluidul de foraj trebuie cântărit. Se folosește material de cântărire barit.

Surfactanții (surfactanții) se referă la reactivii care reduc tensiunea de suprafață la limita trifazată „rezervor-apă-ulei”. Scopul principal al surfactanților este de a menține permeabilitatea naturală a rezervoarelor. Pătrunderea fluidelor de foraj și a filtratelor acestora în acestea din urmă reduce drastic productivitatea puțurilor și prelungește semnificativ timpul de dezvoltare a acestora. Ca surfactanți se folosesc diverse substanțe: sulfanol, disolvan, carbozolin, stearox, azolat și diverși alcooli etoxilați. Dezavantajul surfactanților este adsorbția lor intensă pe faza solidă a fluidelor de foraj.

Pentru degazarea fluidelor de foraj se folosesc reactivi antispumanți: soastok, garbolineum, ulei de fusel, polimetilsiloz, grăsime, acizi grași sintetici.

Pentru a menține o densitate constantă a fluidului de foraj, se folosesc reductoare de pierdere de fluid (reactiv carbon-alcali, carboximetilceluloză, alcool sulfit condensat, poliacrilamidă hidrolizată) și reductoare de vâscozitate (lignosulfonat de ferrocrom, nitrolinină, sunil, igetan).

În plus, sunt utilizate substanțe - stabilizatori termici, formatori de structură, aditivi de lubrifiere, emulgatori și alte componente. Soda caustică este folosită ca regulator de alcalinitate.

sodă caustică (NaOH) - o masă cristalină incoloră, foarte solubilă în apă cu degajarea unei cantități mari de căldură. Adăugările mici de alcali cauzează dispersia temporară a particulelor de argilă, o creștere a potențialului electrocinetic și, în consecință, o scădere a vâscozității și pierderea fluidului de foraj.

În general, compoziția fluidului de foraj depinde de scopul acestuia, de tipul de rocă și de metoda de foraj. Există fluide de foraj aerate, crete, calcaroase, carbonat-argilose, sulfit, mineralizate, gips, amolinat, potasiu și alte tipuri de fluide de foraj (Vadetsky Yu.V., 2003).

Îndepărtarea și eliminarea tăierilor de foraj este un serviciu necesar și solicitat. Companiile de foraj și explorare au nevoie de el. Precum și departamentele de construcții și instalații și servicii rutiere în procesul de dezvoltare a gropilor, șanțurilor adânci și a tunelurilor de perforare. Atunci când se efectuează lucrări de excavare adâncă, există adesea zone cu probleme care necesită forarea puțurilor, exploatarea din care trebuie îndepărtată și prelucrată.

Caracteristicile deșeurilor de foraj

Deșeurile de la forarea puțurilor în diverse scopuri reprezintă un pericol fizic și de mediu. ecologic. Antrenamentul poate conține:

• substanțe toxice;
• metale grele;
• hidrocarburi naftenice.

Oricare dintre componentele enumerate reprezintă o amenințare reală pentru mediu, deoarece reacționează ușor cu alte elemente, poluând solul, aerul și corpurile de apă. Conform standardele actuale Butașii de foraj aparțin clasei de pericol 4.

Reguli de eliminare

Există mai multe moduri de a elimina butașii de foraj:

• umplerea golurilor subterane formate după producerea uleiului cu un amestec de deșeuri solide și lichide zdrobite;
• utilizarea deșeurilor solide inofensive în producție materiale de constructii;
• scoaterea în gropi speciale pentru înmormântare.

Deșeurile solide, indiferent de metoda de eliminare aleasă, sunt supuse unei curățări prealabile minuțioase. În acest scop, au fost dezvoltate diverse metode pentru a aduce masele de nămol într-o stare care să permită utilizarea sau eliminarea deșeurilor de foraj. Principalele:

1. Metoda termica. Deșeurile sunt arse în cuptoare speciale pentru a obține un produs care nu conține impurități organice.
2. Metoda influenței fizice și chimice implică utilizarea de reactivi pentru a modifica proprietățile deșeurilor.
3. Mod fizic prevede filtrarea mineritului sub presiune mare, sau folosind dispozitive centrifuge.
4. Metoda biologică presupune descompunerea treptată a masei prelucrate la locul de conservare cu ajutorul microorganismelor.

Nămolul, eliberat de impuritățile dăunătoare, este adesea folosit în producția de non-responsabil structuri de constructii(plăci de pavaj, borduri), beton de calitate scăzută, mortare.

Avantajele cooperării cu compania noastră

Reticența multor manageri de a suporta costurile eliminării profesionale a tăierilor de foraj duce la consecințe îngrozitoare. Sunt instrucțiuni de la autoritățile de reglementare, amenzi uriașe pentru poluarea mediului.

Compania noastră este pregătită să preia soluția la această problemă în condiții reciproc avantajoase:

• Organizam indepartarea si eliminarea debitelor de foraj cu intocmirea tuturor documentelor aferente;
• Folosim vehicule proprii, echipamente speciale și echipamente de lichidare;
• Dacă este necesar, vom asigura containere pentru deșeuri;
• Vom asigura executarea promptă a comenzii dvs cel mai scurt timp posibil cu o calitate adecvată;
• prețul serviciului de la 5.000 de ruble pe tonă de nămol.

Vă rugăm să contactați persoanele de contact listate pe site. Lucrăm cu întreprinderi de orice dimensiune și formă de proprietate.

Eliminarea butașilor de foraj în conformitate cu toate regulile de siguranță este un proces obligatoriu efectuat de companii producătoare de petrol responsabile și de succes. Eliminarea și reciclarea deșeurilor de foraj nu numai că protejează mediu din elementele toxice pe care le conțin, dar și pentru a obține materiale de construcție valoroase și sigure.

Butașii de foraj sunt înțeleși ca o suspensie apoasă în care particulele solide sunt substanțe formate în timpul distrugerii suprafeței sparte. stâncă iar în timpul abraziunii sculei coborâte în puțuri. Componenta solidă a tăierilor de foraj poate fi reprezentată și de minerale argiloase (la spălarea cu soluții de argilă).

Se înțelege că nămolul în sine include o parte din suspensie, care este colectată de țevile de nămol în timpul forării carotelor.

Clasa de pericol

Tăierile de foraj pot afecta negativ starea mediului natural, perturbând echilibrul ecosistemelor, în plus, este dăunătoare sănătății umane. Pericolul unor astfel de deșeuri constă în principal în faptul că conțin elemente toxice: hidrocarburi petroliere, componente ale soluțiilor utilizate la foraj, metale grele. În acest sens, tăieturile de foraj sunt clasificate drept deșeuri de clasa IV (conform FKKO).

Eliminare și reciclare

Înainte de eliminarea directă a deșeurilor de foraj, este necesar să le neutralizați. În ecologia industrială, sunt acoperite mai multe metode de neutralizare a tăierilor de foraj:

1. Metoda termica. Procesul are loc în instalatii speciale– cuptoare (sau hambare) în condiții ridicate valorile temperaturii. În urma arderii, se formează un produs care poate fi folosit în viitor pentru producerea de bitum.
2. Metoda fizica. Metodele de centrifugare și floculare sunt utilizate pentru a separa lichidul de partea solidă a deșeului, după care fiecare dintre fracțiile separate este eliminată separat una de cealaltă.
3. Metoda chimică. Se bazează pe extracția din deșeuri de rocă pure prin adăugarea de solvenți în nămol, iar apoi de întăritori, care pot include argilă, ciment, rășini, poliuretan etc.
4. Metoda fizico-chimică. Constă în tratarea deșeurilor chimicale, care provoacă modificări ale proprietăților lor, și prelucrarea ulterioară a nămolului folosind anumite instalații.
5. Metoda biologică. Esența metodei este descompunerea deșeurilor de către microorganisme speciale, care neutralizează deșeurile prin extragerea de substanțe din ele pentru a-și susține propriile funcții vitale. Neutralizarea în acest fel se realizează în locurile imediate de contaminare prin deșeuri de foraj.

După procesul de neutralizare, tăieturile de foraj pot fi trimise spre eliminare sau prelucrare.

Când se reciclează și se reciclează, cel mai adesea se face o combinație moduri diferite neutralizarea deșeurilor de foraj.

O tehnologie eficientă pentru eliminarea deșeurilor de foraj este solidificarea acestora. Conform acestei metode, butașii de foraj purificați sunt amestecați cu absorbanți speciali și ciment. Sorbantul leagă compușii toxici, care, după adăugarea masei de ciment, se transformă într-o formă insolubilă în orice condiții. conditiile meteo. Prin urmare, produsul neutralizat astfel obținut este utilizat la fabricarea materialelor de construcție.

Prelucrarea nămolului poate fi efectuată în mai multe direcții. Din deșeurile de foraj se pot obține:

• plăci de pavaj;
• garduri de bordura;
• amestecuri de beton;
• componente pentru suprafețe de drum;
• blocuri de zgârietură folosite la construcția încăperilor de utilitate etc.

O reprezentare schematică a procesului de prelucrare a deșeurilor de foraj în vederea obținerii de noi produse și materiale poate fi vizionată într-un videoclip bazat pe utilizarea modelării 3D

În funcție de metoda de neutralizare a tăierilor de foraj, se folosesc diverse echipamente de prelucrare. De exemplu, o instalație în care se efectuează distrugerea termică a deșeurilor de foraj este relevantă și solicitată pentru întreprinderile din industria petrolului. Principiul de funcționare al unei astfel de instalații se bazează pe efectuarea pirolizei la temperaturi scăzute. Ca urmare a procesării deșeurilor, se formează produse de calitate. Funcționarea instalației este asigurată de producerea în ea a gazului de piroliză. Un astfel de dispozitiv de prelucrare a butașilor de foraj poate funcționa în regim discontinuu sau continuu (în funcție de modificare) și are o productivitate de 100, respectiv 1000 kg/oră.

Următorul videoclip scurt explică cum arată o instalație de distrugere a nămolului termic și principiul funcționării acesteia.

Pentru a reduce costul procesării deșeurilor de foraj și pt protectie mai buna mediu, multe companii folosesc o centrifugă verticală în munca lor - un uscător de butași de foraj. Principiul de funcționare al acestei instalații se bazează pe crearea de forțe centrifuge pentru a separa fazele lichide și solide din compoziția deșeurilor. După îndepărtarea lichidului cu o astfel de centrifugă, nămolul devine mai uscat.

Deșeurile generate în timpul forării unor puțuri pot conține o cantitate semnificativă de radionuclizi.

Elementele radioactive pot pătrunde în deșeurile de foraj împreună cu apa produsă. Instrumentele de măsurare a radioactivității deșeurilor de foraj permit identificarea necesității utilizării unor metode speciale pentru neutralizarea unor astfel de deșeuri.

La calcularea volumelor de nămol obținut se folosesc valorile densității acestora (densitatea medie).

Cine prelucrează butașii de foraj? Deșeurile de foraj sunt prelucrate de companii specializate în protecția mediului. Adesea, astfel de companii efectuează diverse studii în domeniul gestionării în siguranță a deșeurilor din industria petrolului și gazelor și se dezvoltă tehnologii moderne pentru prelucrarea nămolului etc. Îndepărtarea deșeurilor de foraj este efectuată și de organizații care pompează, transportă și/sau neutralizează și procesează nămolul. La transportul deșeurilor de foraj se folosesc vehicule echipate cu containere speciale.

Problema eliminării deșeurilor de foraj

Esența problemei principale privind eliminarea deșeurilor de foraj în Rusia este că șefii unui număr mare de companii implicate în producția de petrol nu doresc să cheltuiască numerar pentru a asigura eliminarea corectă și sigură a nămolului. Ca urmare, deșeurile de foraj neneutralizate sunt pur și simplu trimise spre depozitare în hambare, din care este apoi pompat un amestec apos de compuși de hidrocarburi. Nămolul rămas după pomparea lichidului este umplut cu beton și acoperit cu pământ. Ca urmare, se formează un număr mare de locuri de înmormântare, care conțin hidrocarburi petroliere, compuși toxici, metale etc. Mai mult, odată cu creșterea numărului de instalații de foraj, suprafețe uriașe de teren sunt poluate constant, ceea ce are un impact extrem de negativ asupra mediului.

Cu toate acestea, există încă o soluție la problemă. Constă în luarea unui set de măsuri:

1. Sancțiunile pentru încălcarea tehnologiei sigure de eliminare a deșeurilor de foraj ar trebui înăsprite.
2. Introducerea celor mai noi echipamente pentru prelucrarea tăierilor de foraj în activitatea întreprinderilor producătoare de petrol ar trebui încurajată în scopul neutralizării și utilizării ulterioare ca materie primă în diferite industrii.

Beneficiile economice ale reciclării

Atât companiile care prelucrează direct butașii, cât și întreprinderile producătoare de petrol în sine beneficiază de prelucrarea deșeurilor de foraj generate constant. În primul caz, este profitabil pentru companiile de procesare să producă noi materiale din materii prime ieftine în scopul vânzării lor ulterioare. Mai mult, aceste produse pot fi de înaltă calitate și, prin urmare, vândute la preturi bune, ceea ce cu siguranță face ca afacerea de prelucrare a deșeurilor de foraj să fie profitabilă.

Beneficiul economic al prelucrării nămolului pentru întreprinderile producătoare de petrol constă în principal în faptul că nu este necesară distrugerea gropilor de nămol și plata amenzilor în cantitati mari pentru daune aduse mediului.

Din păcate, astăzi în țara noastră nu toate întreprinderile efectuează eliminarea corespunzătoare a butașilor de foraj. Problema procesării deșeurilor de foraj necesită soluții moderne. La urma urmei, obținerea de noi produse din nămol este o direcție profitabilă atât din punct de vedere economic, cât și din punct de vedere al mediului, pe care, printre altele, se poate construi o afacere de succes.