Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Источники загрязнения окружающей природной среды при бурении скважин, отходы бурения
Цель занятия: Определить источники и причины загрязнения окружающей среды при строительстве скважин. Организационная форма занятия – традиционная.
Сооружение скважин характеризуется рядом специфических особенностей, которые и определяют характер и объемы техногенных нарушений и загрязнения объектов окружающей природной среды. Для разработки природоохранных мероприятий, исключающих негативное влияние процессов строительства скважин на объекты природной среды, необходимо знание в первую очередь источников нарушения и загрязнения компонентов окружающей среды. Под источником нарушения и загрязнения понимаются технологические процессы, воздействующие на природную среду при строительстве скважины. Для выявления активного источника нарушения необходимо весь технологический процесс рассматривать как состоящий из отдельных операций. Задача состоит в том, чтобы в каждом технологическом процессе найти операции, которые приводят к данной форме нарушений. Источником геомеханических нарушений являются следующие технологические процессы: – снятие и складирование плодородного слоя земли при подготовке территории буровой; – устройство насыпной площадки под буровую при кустовом строительстве скважин; – устройство земляных котлованов (шламовых амбаров) для сбора и хранения производственно-технологических отходов бурения; – сооружение технологических площадок под оборудование буровой; – засыпка земляных шламовых амбаров при их ликвидации; – техническая рекультивация территории буровой. Основными качественными характеристиками источников геомеханических нарушений считаются следующие: – подвижность или стационарность; – прерывность, периодичность или постоянность; – расположение относительно дневной поверхности; – способ образования выемок (котлованов) или насыпей (механический, гидравлический и т.д.); – направление перемещений потоков грунта. Основные количественные характеристики источников геомеханических нарушений при строительстве скважин следующие: – скорость фронта работ (часовая, суточная, месячная); – площадь фронта работ; – глубина или высота работ от поверхности; – мощность вынимаемого грунта, толщина нарушаемого слоя почвогрунта, высота насыпки кустовой площадки; – площадь территории буровой; – дренируемость почвогрунта и т.д Очевидно, что каждому источнику геомеханических нарушений присущи особые качественные и количественные характеристики. Источниками гидрологических и гидрогеологических нарушений являются технологические процессы, связанные с бурением скважин. Большинство гидрологических нарушений связано с подготовительными работами, но зачастую они приурочиваются к бурению верхних водоносных горизонтов геологического разреза. Гидрогеологические нарушения связаны непосредственно с процессом углубления скважины и выражаются в поступлении в водоносные горизонты загрязнителей (поглощения буровых растворов) или водопроявлениях, что приводит к изменению гидрогеологического режима естественного функционирования водоносного комплекса. Основными качественными характеристиками источников гидрогеологических нарушений являются подвижность или стационарность; периодичность или постоянство действия; месторасположение и т.д Источниками биоморфологических нарушений являются следующие процессы: – расчистка территории под буровую площадку; – снятие и складирование плодородного слоя почвы; – сооружение буровой и прокладка технологических коммуникаций, необходимых для бурения скважины. Качественные характеристики источников нарушений помогают создать общую ситуационную картину на территории буровой в пределах отводимого земельного участка и являются, наряду с количественными, важными компонентами оценки экологичности деятельности бурового предприятия. Процесс бурения сопровождается применением материалов и химреагентов различной степени опасности, значительными объемами водопотребления и образования производственно-технологических отходов, представляющих определенную опасность для флоры и фауны. Основными объектами загрязнения при бурении скважин являются геологическая среда (подземные воды) и гидро- и литосфера (открытые водоемы, почвенно-растительный покров). Они загрязняются в результате несовершенства и несоответствия отдельных технологических процессов требованиям охраны окружающей среды, а также из-за попадания в них материалов, нефтепродуктов, химреагентов и производственно-технологических отходов бурения, представленных буровыми сточными водами, отработанным буровым раствором (ОБР) и буровым шламом (БШ). Наиболее ощутимы отрицательные последствия загрязнения почв, поверхностных и подземных вод. Источники загрязнения при бурении скважин условно можно разделить на постоянные и временные. К первым относятся фильтрация и утечки жидких отходов бурения из накопительных котлованов, сооружаемых в минеральном грунте (шламовых амбаров). Ко второй группе следует отнести источники временного действия – поглощение бурового раствора при бурении; выбросы пластового флюида на дневную поверхность; нарушение герметичности зацементированного заколонного пространства, приводящее к межпластовым перетокам и заколонным проявлениям; затопление территории буровой вследствие паводка в период весеннего половодья или интенсивного таяния снегов и разлив при этом содержимого шламовых амбаров. Общим для них является то, что они носят вероятностный характер, а их последствия трудно предсказуемы. Наибольшую опасность для объектов природной среды представляют производственно-технологические отходы бурения, которые накапливаются и хранятся непосредственно на территории буровой, как правило, в земляных амбарах (котлованах-отстойниках), устраиваемых в минеральном или насыпном грунте. Отходы в своем составе содержат широкий спектр загрязнителей минеральной и органической природы, представленных материалами и химреагентами, используемыми для приготовления и обработки буровых растворов. Соотношение отходов бурения каждого вида в общем объеме загрязнений различно и определяется прежде всего используемой технологией бурения, а также загрязняющими свойствами привнесенных в них материалов и химреагентов. Наибольший объем среди отходов бурения составляют буровые сточные воды. Это связано с тем, что строительство скважин сопровождается потреблением значительных объемов природной воды и образованием загрязненных стоков в виде БСВ. Суточная потребность буровой в технической воде колеблется в широких пределах от 25 -30 до 100-120 м3 и зависит как от природно-климатических условий и геолого-технических особенностей проводки скважин, так и от организации системы водоснабжения. При бурении скважин в подавляющем большинстве случаев применяется прямоточная система водоснабжения, а источниками водообеспечения служат открытые водоемы (озера, реки, ручьи), артезианские скважины и водопроводная сеть. Водопотребление регламентируется индивидуальными технологическими нормами водопотребления, закладываемыми в проекты на строительство скважин. Такие технологические нормы в настоящее время разработаны практически для каждого региона. В них находят отражение все факторы, учитывающие особенности технологии бурения, источники водоснабжения и т.п. Как показывает практика, в среднем по отрасли норма водопотребления составляет 0, 9 - 1, 1 м3 на 1 м проходки. Объем образующихся буровых сточных вод определяется множеством факторов. Из них наибольшее значение имеют глубина скважин, продолжительность бурения и удельный вес затрат времени на ликвидацию осложнений и аварий. Как показано в работе, в среднем суточные объемы образующихся БСВ могут составлять 20 – 40 м на одну скважину (куст). Значительное влияние на объемы БСВ оказывает также и система водоснабжения. Чем больше используется оборотной воды на технологические нужды, тем меньше объемы сточных вод; но в то же время степень загрязненности их выше. По условиям образования БСВ можно разделить на три категории: производственные сточные воды, хозяйственно-бытовые и атмосферные. Производственные сточные воды формируются в процессе выполнения различных технологических операций, работы механизмов, оборудования и устройств. Хозяйственно-бытовые сточные воды на буровых предприятиях образуются в результате деятельности пунктов питания, объектов культурно-бытового и санитарно-гигиенического назначения. По своему объему они составляют незначительную часть общего количества образующейся БСВ. Образование атмосферных сточных вод связано с атмосферными осадками. Их объемы в значительной мере зависят от природно-климатических условий, а также от длительности процесса строительства скважин и могут достигать в среднем 1, 5 – 8 % от общего объема БСВ. В процессе бурения скважин формирующиеся сточные воды загрязняются буровым раствором и его компонентами, выбуренной породой, химреагентами, нефтью и нефтепродуктами, в том числе и горюче-смазочными материалами (которые попадают в БСВ в местах, где производятся технологические операции с этими компонентами и где возможны их потери). Основными точками водопользования и водоотведения на буровой являются насосная группа, дизельный блок, рабочая площадка буровой вышки, блок очистки буровых растворов, узел приготовления и утяжеления растворов, циркуляционная система, блок химреагентов, блок емкостей с запасным буровым раствором. Указанные места являются источниками образования и загрязнения БСВ. Как свидетельствует промысловый опыт, наибольший объем БСВ образуется при охлаждении штоков шламовых насосов, мытье рабочей площадки буровой вышки, очистке буровых растворов от выбуренной породы на очистных сооружениях и зачистке емкостей циркуляционной системы от осадка бурового раствора. Известно, что любая технологическая схема очистки сточных вод предусматривает системы сбора и накопления стоков, которые должны обеспечить быстрое удаление и сбор сточных вод с производственно-технологических площадок и канализацию их к местам накопления и хранения. На бурящихся скважинах сбор производственных и атмосферных сточных вод осуществляется, как правило, самотеком по водоводным каналам, устроенным либо в минеральном грунте, либо представляющих собой металлические или железобетонные желоба. Поступление БСВ из одного котлована (амбара) в другой осуществляется естественным перетоком или с помощью перекачивающих устройств. Для сбора БСВ в зависимости от глубины скважины и продолжительности строительства на ее территории сооружают водяные амбары. Такие амбары в подавляющем большинстве случаев сооружают в минеральном грунте с соблюдением соответствующих требований гидроизоляции. Но, несмотря на это, такие амбары представляют собой серьезный источник загрязнения природной среды вследствие высокой подвижности и хорошей аккумулирующей способности сточных вод к загрязнителям. В целом же применяемая технология бурения ориентирована на использование для технологических нужд строительства скважин чистой природной воды и связана с образованием загрязненных стоков. Одними из опасных видов отходов бурения считаются отработанный буровой раствор и буровой шлам или выбуренная порода. Основным типом промывочных жидкостей, применяемых при бурении скважин, являются глинистые буровые растворы на водной основе, которые готовятся, как правило, из глинопорошка. В некоторых случаях они получаются в результате наработки при разбуривании хорошо диспергирующихся глинистых пород, слагающих проходимый разрез. Для регулирования реологических, фильтрационных и структурно-механических свойств буровых растворов используется набор специальных химреагентов. В качестве профилактической противоприхватной добавки большое распространение получила нефть. Следует отметить, что объемы образования отходов указанных видов зависят от многих факторов и нигде не регламентируются. Знание же объемов отходов бурения, наряду с оценкой уровня и характера их загрязненности, необходимо для правильного понимания механизма воздействия на объекты природной среды и выбора необходимого комплекса природоохранных мер. Известные методики оценки объемов бурового шлама и бурового раствора, уходящего в отходы, весьма упрощены и поэтому недостаточно точны, вследствие чего достоверность получаемых расчетных данных крайне невысока. Наиболее приемлемой для практических целей по точности и достоверности результатов является методика, базирующаяся на учете всех факторов, оказывающих влияние на объемы образующихся отходов бурения. Исходной информацией для расчетов объемов бурового шлама (БШ) и отработанного бурового раствора (ОБР) служат геолого-технический наряд, режимно-технологическая карта и регламенты на буровые растворы.
Контрольные вопросы: 1. Источники геомеханических нарушений. 2. Основные качественные характеристиками источников геомеханических нарушений. 3. Основные количественные характеристики источников геомеханических нарушений при строительстве скважин. 4. Буровые сточные воды. 5. Отработанный буровой раствор и буровой шлам.
|