Чекалов А. Ю., Щербакова К. О., Алимова М.М., Чучадеева А.С., Соловьев Н. В., доктор техн. наук, профессор
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе, г. Москва, МГРИ, aychekalov@gmail.com, sherbakovak@mgri.ru munisaalimova999@gmail.com, 2000chuchadeeva@gmail.com.
Аннотация. На сегодняшний день проблема утилизации буровых отходов – одна из наиболее насущных проблем нефтегазовой промышленности. Ряд исследований показал, что буровой шлам оказывает серьёзное негативное влияние на окружающую среду. Современные методы утилизации буровых отходов либо неэффективны, либо чрезмерно дорогостоящи. В работе предлагается новый экологически чистый и экономически целесообразный метод переработки отходов.
Ключевые слова: Нефть, газ, бурение, экология, шлам, инновации, утилизация, переработка
Одна из наиболее актуальных задач нефтегазодобывающей промышленности –
снижение уровня опасности для окружающей среды при утилизации буровых отходов.
По приблизительным оценкам специалистов, озвученным на Всероссийской конференции «Эффективные решения актуальных проблем переработки нефтешламов – экологическая безопасность России» в настоящее время на территории России накопилось более 3 млн. т. нефтешламов различного происхождения [1]. Возраст части из них исчисляется десятилетиями. По данным общественной организации «Экологическая вахта Сахалина» при разработке шельфовых месторождений компанией «Sakhalin Energy Investment Co. Ltd» с одной платформы ожидается сброс бурового агента в размере 60000 м3/год и пластовой воды около 640 м3/сутки. За два года эксплуатационного бурения на Пильтун-Астохском месторождении было сброшено 70000 м3 буровых отходов. Подобные объемы отходов оказывают серьезное деструктивное влияние на окружающую среду.
Воздействие буровых шламов на окружающую среду приводит к ряду негативных последствий [3,4]:
• Нарушение естественных процессов в экосистемах;
• Уменьшение продолжительности жизни в популяции, снижение репродуктивной функции, гибель особей;
• Исчезновение некоторых видов;
• Нарушение физических характеристик вод – pH, солености, температурного режима, загрязнение водоемов тяжелыми металлами;
• Изменение структуры почвы, ведущее к снижению продуктивности сельскохозяйственных земель и др.
В настоящее время наиболее распространенный способ переработки и утилизации буровых отходов заключается в захоронении отфильтрованного шлама в специальных могильниках. Широкая распространенность подобной системы в первую очередь обусловлена дешевизной проводимых операцией, тем не менее, назвать удовлетворительной её нельзя. Из-за неполной гидроизоляции котлована и абразивного воздействия его содержимого на гидроизоляционный материал непрерывно происходят утечки отходов бурения в окружающую среду, ведущие к загрязнения подземных вод и почв. Кроме того, нефтегазовыми компаниями используется термический метод переработки отходов (сжигание в печах), ставший менее актуальным в связи с ужесточением природоохранного законодательства, и микробиологическое обезвреживание, провести которое не всегда предоставляется возможным из-за природно-климатических условий.
Альтернативным решением поставленной проблемы может стать метод, разрабатываемый моей командой. На рисунке 1 представлена рабочая схема переработки нефтешламов. Суть идеи заключается в одновременной переработке бурового шлама и строительных и демонтажных C&D отходов (остающихся при ремонте или сносе зданий) с добавлением воды и цемента. Из полученной смеси формируем кубики 100x100x100 мм, которые оставляем на 4 недели до полного затвердевания. Полученный строительный материал, по плотности, водопоглощению и прочности на сжатие схож с бетоном. Плотность этого материала варьируется от 1886 кг/м3 до 2052 кг/м3, что делает его значительно легче обыкновенного строительного бетона. Прочность на сжатие полученного материала, измеренная на испытательном прессе, составила 4,91 Н/мм2, что позволяет использовать его при производстве бетонных блоков для стен и фундаментов зданий. Стоит обратить внимание на экономическую выгоду от подобного способа утилизации нефтешламов. В отличие от термического метода и метода захоронения в могильниках, мы не избавляемся от отходов, а задействуем их в производственном процессе, получая на выходе экологически чистый, прочный и легкий материал.
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе, г. Москва, МГРИ, aychekalov@gmail.com, sherbakovak@mgri.ru munisaalimova999@gmail.com, 2000chuchadeeva@gmail.com.
Аннотация. На сегодняшний день проблема утилизации буровых отходов – одна из наиболее насущных проблем нефтегазовой промышленности. Ряд исследований показал, что буровой шлам оказывает серьёзное негативное влияние на окружающую среду. Современные методы утилизации буровых отходов либо неэффективны, либо чрезмерно дорогостоящи. В работе предлагается новый экологически чистый и экономически целесообразный метод переработки отходов.
Ключевые слова: Нефть, газ, бурение, экология, шлам, инновации, утилизация, переработка
Одна из наиболее актуальных задач нефтегазодобывающей промышленности –
снижение уровня опасности для окружающей среды при утилизации буровых отходов.
По приблизительным оценкам специалистов, озвученным на Всероссийской конференции «Эффективные решения актуальных проблем переработки нефтешламов – экологическая безопасность России» в настоящее время на территории России накопилось более 3 млн. т. нефтешламов различного происхождения [1]. Возраст части из них исчисляется десятилетиями. По данным общественной организации «Экологическая вахта Сахалина» при разработке шельфовых месторождений компанией «Sakhalin Energy Investment Co. Ltd» с одной платформы ожидается сброс бурового агента в размере 60000 м3/год и пластовой воды около 640 м3/сутки. За два года эксплуатационного бурения на Пильтун-Астохском месторождении было сброшено 70000 м3 буровых отходов. Подобные объемы отходов оказывают серьезное деструктивное влияние на окружающую среду.
Воздействие буровых шламов на окружающую среду приводит к ряду негативных последствий [3,4]:
• Нарушение естественных процессов в экосистемах;
• Уменьшение продолжительности жизни в популяции, снижение репродуктивной функции, гибель особей;
• Исчезновение некоторых видов;
• Нарушение физических характеристик вод – pH, солености, температурного режима, загрязнение водоемов тяжелыми металлами;
• Изменение структуры почвы, ведущее к снижению продуктивности сельскохозяйственных земель и др.
В настоящее время наиболее распространенный способ переработки и утилизации буровых отходов заключается в захоронении отфильтрованного шлама в специальных могильниках. Широкая распространенность подобной системы в первую очередь обусловлена дешевизной проводимых операцией, тем не менее, назвать удовлетворительной её нельзя. Из-за неполной гидроизоляции котлована и абразивного воздействия его содержимого на гидроизоляционный материал непрерывно происходят утечки отходов бурения в окружающую среду, ведущие к загрязнения подземных вод и почв. Кроме того, нефтегазовыми компаниями используется термический метод переработки отходов (сжигание в печах), ставший менее актуальным в связи с ужесточением природоохранного законодательства, и микробиологическое обезвреживание, провести которое не всегда предоставляется возможным из-за природно-климатических условий.
Альтернативным решением поставленной проблемы может стать метод, разрабатываемый моей командой. На рисунке 1 представлена рабочая схема переработки нефтешламов. Суть идеи заключается в одновременной переработке бурового шлама и строительных и демонтажных C&D отходов (остающихся при ремонте или сносе зданий) с добавлением воды и цемента. Из полученной смеси формируем кубики 100x100x100 мм, которые оставляем на 4 недели до полного затвердевания. Полученный строительный материал, по плотности, водопоглощению и прочности на сжатие схож с бетоном. Плотность этого материала варьируется от 1886 кг/м3 до 2052 кг/м3, что делает его значительно легче обыкновенного строительного бетона. Прочность на сжатие полученного материала, измеренная на испытательном прессе, составила 4,91 Н/мм2, что позволяет использовать его при производстве бетонных блоков для стен и фундаментов зданий. Стоит обратить внимание на экономическую выгоду от подобного способа утилизации нефтешламов. В отличие от термического метода и метода захоронения в могильниках, мы не избавляемся от отходов, а задействуем их в производственном процессе, получая на выходе экологически чистый, прочный и легкий материал.
Литература
1. Хаустов А. П., Редина М. М., Канзафарова Р. Ф. Проблемы оценки экологической опасности нефтешламов// Экспозиция Нефть Газ. – 2011. – №6. – 55-56 c.
2. Васильев А. В., Заболотских В. В., Тупицына О. В., Штеренберг А. М. Экологический мониторинг токсического загрязнения почвы нефтепродуктами с использованием методов биотестирования // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2012. – № 4. – 242-249 с.
3. Пичугин Е. А. Оценка воздействия бурового шлама на окружающую природную среду // Молодой ученый .– 2013. – № 9. – 122-123 с.
4. Жубанова А .А., Ерназарова А. К., Кайырманова Г. К., Заядан Б. К., Савицкая И. С., Абдиева Г. Ж., Кистаубаева А.С., Акимбеков Н.Ш. Конструирование цианобактериального консорциума на основе аксеничных культур цианобактерий и гетеротрофных бактерий для биоремедиации нефтезагрязненных почв и водоемов // Физиология растения. – 2013. – №4. – 588 c.
1. Хаустов А. П., Редина М. М., Канзафарова Р. Ф. Проблемы оценки экологической опасности нефтешламов// Экспозиция Нефть Газ. – 2011. – №6. – 55-56 c.
2. Васильев А. В., Заболотских В. В., Тупицына О. В., Штеренберг А. М. Экологический мониторинг токсического загрязнения почвы нефтепродуктами с использованием методов биотестирования // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2012. – № 4. – 242-249 с.
3. Пичугин Е. А. Оценка воздействия бурового шлама на окружающую природную среду // Молодой ученый .– 2013. – № 9. – 122-123 с.
4. Жубанова А .А., Ерназарова А. К., Кайырманова Г. К., Заядан Б. К., Савицкая И. С., Абдиева Г. Ж., Кистаубаева А.С., Акимбеков Н.Ш. Конструирование цианобактериального консорциума на основе аксеничных культур цианобактерий и гетеротрофных бактерий для биоремедиации нефтезагрязненных почв и водоемов // Физиология растения. – 2013. – №4. – 588 c.
Проект "Климат и экология" реализуется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации