Решения для минимизации отходов бурения
-
- Принцип обработки основан на термических процессах в ходе которых происходит выпаривание из отходов бурения жидких составляющих: углеводородов и воды.
-
- Позволяет снизить общие потери бурового раствора на углеводородной основе и уменьшить объемы шлама.
-
- Флокуляционная установка разработана для снижения затрат на захоронение отходов бурения за счет переработки данных отходов и получением чистой воды, которая в последующем может быть повторно использована для приготовления растворов или иных нужд, и более компактной твердой фазы, затраты на утилизацию которой существенно уменьшаются.
Что такое минимизация отходов при бурении скважин?
Минимизация отходов бурения – это комплексный подход, направленный на уменьшение объемов образующихся отходов бурения и их негативного воздействия на окружающую среду. Это достигается за счет применения передовых технологий, использования высокотехнологичного оборудования и оптимизации процессов, созданных для соблюдения экологических норм и обеспечения устойчивого недропользования.
Понятие отходов бурения
Отходы бурения – это любые материалы, образующиеся во время строительства скважины и подлежащие удалению из рабочего цикла. Они включают:
- Буровой шлам – выбуренная горная порода, извлеченная на поверхность буровым раствором. Шлам пропитан остатками бурового раствора (на углеводородной или водной основе).
- Отработанные буровые растворы (ОБР) – растворы, которые потеряли свои технологические свойства и не используются повторно.
- Промывочные и технологические воды – используются для очистки оборудования, территории, а также стоки.
Последствия неправильной утилизации отходов бурения
Влияние на окружающую среду:
- Загрязнение почв. При попадании на поверхность отходы, содержащие нефтепродукты, тяжелые металлы, химические реагенты буровых растворов (например, барит, соли), делают почву непригодной для сельского хозяйства и естественного восстановления.
- Загрязнение водных ресурсов. Проникновение токсичных компонентов в поверхностные и подземные воды (включая водоносные горизонты) представляет угрозу для питьевого водоснабжения и водных экосистем.
- Нарушение ландшафтов. Несанкционированные отвалы или шламовые амбары (накопители) занимают большие площади, нарушают естественный рельеф и биоразнообразие территории.
Риски для здоровья людей и животных:
- Токсическое воздействие. Испарение летучих органических соединений (например, из растворов на углеводородной основе) и пыление твердых частиц могут вызывать респираторные заболевания, аллергические реакции и другие проблемы со здоровьем у работников, местного населения и животных.
- Накопление токсинов в пищевой цепи. Загрязнение воды и кормовых растений может привести к накоплению вредных веществ в организме животных, а затем и человека.
Принципы минимизации образования отходов бурения
Минимизация является частью концепции устойчивого управления отходами и включает следующие ключевые принципы, реализуемые до и во время бурения.
Снижение объема у источника:
- Оптимизация рецептур буровых растворов – использование менее токсичных, биоразлагаемых реагентов и систем, а также растворов, требующих меньше добавок.
- Увеличение срока службы растворов – тщательный контроль и корректировка параметров раствора для предотвращения его быстрого «старения» и списания.
- Разделение и переработка:
- Многоступенчатая очистка – применение систем циркуляции с высокоэффективным оборудованием (вибросита, гидроциклоны, центрифуги, осушители шлама) для максимально полного отделения раствора от шлама и его повторного использования.
- Регенерация компонентов – возврат ценных составляющих из отходов в производственный цикл, как это делается при термодесорбции и флокуляции.
Обезвреживание и утилизация:
- Обработка отходов, которые невозможно повторно использовать, с целью снижения их класса опасности (например, термодесорбция или цементирование) перед финальным размещением или захоронением.
- Использование очищенных инертных остатков (например, очищенный шлам) для рекультивации нарушенных земель.
Методы минимизации отходов бурения
Эффективная минимизация отходов бурения достигается за счет внедрения специализированного оборудования и технологий, позволяющих перерабатывать, обезвреживать и повторно использовать компоненты буровых шламов.
Термодесорбция
Один из наиболее эффективных методов термической обработки отходов бурения, загрязненных нефтепродуктами. Метод основан на термических процессах, во время которых отходы нагреваются до высокой температуры (обычно 180°C – 550°C), но без доступа кислорода (это ключевое отличие от сжигания). Под воздействием температуры происходит выпаривание (десорбция) жидких и летучих составляющих.
Загрязненные отходы разделяются на три вида:
- очищенный твердый остаток – минеральная основа, из которой удалены углеводороды. Уровень содержания нефти снижается до экологически безопасных значений (часто менее 0.1%), что позволяет использовать его для рекультивации или безопасного захоронения как неопасного грунта;
- паровая фаза – смесь паров воды и углеводородов. Она конденсируется, и компоненты разделяются;
- конденсированные углеводороды – нефть, которая может быть регенерирована и повторно использована или продана.
Среди преимуществ метода: высокая степень очистки, возможность возврата ценных компонентов (нефти), значительное уменьшение объема отходов, подлежащих утилизации.
Осушитель бурового шлама
Механическое оборудование для разделения жидкой и твердой фаз бурового раствора на углеводородной основе (РУО) или водной основе. Использует центробежные силы или высокочастотную вибрацию для максимально эффективного отделения бурового раствора от выбуренной породы (шлама). Позволяет уменьшить общие потери бурового раствора (особенно дорогостоящего РУО) и тем самым сократить объемы шлама, содержащего ценный раствор. Высушенный шлам становится более компактным, а полученный раствор может быть повторно использован в буровом цикле, что снижает операционные расходы.
К преимуществам метода можно отнести рециркуляцию дорогостоящего раствора, уменьшение объема шлама, снижение затрат на долив и приготовление раствора.
Флокуляционная установка
Комплекс химико-физической обработки, разработанный для очистки жидкой фазы (фильтрата) отходов бурения. В жидкий отход добавляются специальные химические реагенты – флокулянты и коагулянты. Они вызывают укрупнение мелких взвешенных частиц (шламов, глины) в крупные, легко осаждаемые агрегаты (хлопья). После этого происходит осаждение или механическое отделение твердой фазы (например, в центрифуге или фильтр-прессе). Как результат:
- получение чистой воды – она может быть повторно использована для приготовления буровых растворов, технологических нужд или безопасно сброшена (при соответствии нормативам);
- более компактная твердая фаза – остаток, отделенный от воды, имеет меньший объем и влажность.
Основные преимущества метода – значительное снижение затрат на захоронение отходов за счет минимизации объема и снижения класса опасности жидких отходов, повторное использование воды.
Заключение
Внедрение передовых технологий и строгое следование принципам минимизации отходов бурения является обязательным условием для современного недропользования. Эффективная переработка шлама и растворов, основанная на методах вроде термодесорбции и флокуляции, не только снижает экологический след предприятий, но и обеспечивает экономическую выгоду за счет переиспользования ценных ресурсов и снижения затрат на утилизацию.
