Небезпека відходів буріння та способи їх очищення
Процес буріння супроводжується: 1) застосуванням матеріалів та хімічних реагентів різного ступеня небезпеки; 2) значними обсягами водоспоживання та 3) утворенням відходів, небезпечних для флори та фауни: представлених буровими стічними водами (БСВ), відпрацьованим буровим розчином (ОБР) та буровим шламом (БШ).
Джерела забруднення при бурінні свердловин умовно можна поділити на ПОстійні та тимчасові. До перших відносяться фільтрація та витікання рідких відходів буріння зі шламових комор (ША). До других – порушення герметичності зацементованого заколонного простору, що призводить до заколонних проявів та міжпластових перетікань; поглинання бурового розчину під час буріння; викиди пластового флюїду на денну поверхню; затоплення території бурової паводковими водами або при таненні снігів та розлив при цьому вмісту ША.
Найбільшу небезпеку об'єктів природного середовища становлять виробничо-технологічні відходи буріння.
Найбільший обсяг відходів буріння становлять бурові стічні води, т.к. будівництво свердловин супроводжується споживанням значних обсягів води:
У середньому добові обсяги БСВ, що утворюються, можуть становити 20-40м3 на одну свердловину (кущ).
-Виробничі стічні води (формуються в процесі виконання технологічних операцій, роботи обладнання);
-Атмосферні (пов'язані з атмосферними опадами, їх обсяг може досягати 1.5 - 8% від загального обсягу БСВ).
Основними об'єктами водокористування та водовідведення на буровій (тобто джерелами утворення БСВ) є:
-Насосна група (охолодження штоків шламових насосів);
-Робочий майданчик бурової вежі (миття);
-Блок очищення бурових розчинів (від вибуреної породи);
-вузол приготування та обтяженнярозчинів;
-циркуляційна система (зачищення ємностей від осаду бурового розчину);
Такі комори в переважній більшості випадків споруджуються у мінеральному ґрунті з дотриманням вимог гідроізоляції.
Стічні води забруднені буровим розчином та його компонентами, вибуреною породою, хім. реагентами, нафтою, нафтопродуктами Тому водяні комори є серйозним джерелом забруднення природного середовища.
Промивна рідина, що циркулює у свердловині, служить для видалення продуктів руйнування гірських порід із вибою. У світовій практиці 95% для цього використовуються глинисті бурові розчини на водній основі плюс хім. реагенти, т.к. якість промивної рідини визначає ефективність бурових робіт: механічну швидкість буріння, ймовірність виникнення різноманітних ускладнень, у т.ч. поглинань, флюїдопроявів, порушення стійкості гірських порід і т.д. Для регулювання реологічних, фільтраційних та структурно-механічних властивостей бурових розчинів та використовують хім. реагенти. Як профілактичну протиприхватну добавку велике поширення набула нафта.
Реальна ж небезпека шкоди ПС від промивної рідини та ОБР пов'язана із спільною дією 3-х факторів:
- Висока ймовірність попадання в об'єкти ПС;
- токсичністю хімічних, що містяться. реагентів;
- Високою концентрацією хім. реагентів
розчин, а вибурена порода скидається у відвал.
Для забезпечення екологічної безпеки під час будівництва свердловин використовують:
1. Бурові розчини із малонебезпечними компонентами;
2. Скорочення обсягів бурових розчинів за рахунок їхнього очищення від вибуреної породи;
3. Застосування непроникних накопичувачів для відходів буріння;
Зниження токсичностібурових розчинів здійснюється за рахунок застосування полімерглинистих бурових розчинів на основі КМЦ та акрилових полімерів ДКС – ектендер.
Відмінною їх особливістю є:
1 – висока інгібуюча здатність, що обмежує потребу у надмірному буровому розчині;
2 – низький показник фільтрації, що запобігає забрудненню водоносних пластів.
Устаткування для очищення бурових розчинів. Практично у всіх районах ведення бурових робіт природоохоронні органи вимагають застосування безамбарного буріння. При цьому максимально використовується вода, а шлам утворюється у зручному для утилізації вигляді.
Класичною схемою очищення бурових розчинів від вибуреної породи складається з чотирьох щаблів: вібросіту, гідроциклонні піско- та илоотделители, центрифуги. Кожен елемент очищення розрахований відділення певного розміру частинок.
Вібросіта – сітки, що відокремлюють частинки розмірами: 800, 300, 170-180, 100, 80 та 70 мкм.
Центрифуги відокремлюють частинки 0,05 – 2 мкм;
Гідроциклонний пісковідділювач – 80 і більше мкм;
Гідроциклонний илоотделитель – 25 і більше мкм;
Декантуючі центрифуги – 2 – 2,5 мкм.
Розмір частинок, що видаляються, залежить від діаметра гідроциклону і перепаду тиску. Гідроциклони мають діаметри 152,4; 203,2 та 304,8 мм.
Гідроциклони іловідділювачі – 101,6 мм. Для відділення обтяжувача та глини використовують гідроциклони діаметром 50,8 та 76,2 мм.
Розчин після очищення на віброситах направляється в гідроциклони, де відбувається поділ його на два потоки з меншою і більшою щільністю об'ємному співвідношенні 1:10-20. З верхньої частини гідроциклонів вода зливається в циркуляційну систему, а потік обтяжувача та вибуреної породи надходить на вібросито з дрібнокомірчастою сіткою (74 і100 мкм). Частинки бариту проходять через сито і надходять у розчин, а вибурена порода скидається у відвал.