Постоянное развитие нефтедобывающей промышленности ведет к тому, что увеличивается количество буровых шламов и нефтесодержащих отходов. Наибольшую опасность представляет их складирование в районе буровой зоны, что оказывает негативное влияние на окружающую среду. Поэтому правильная утилизация бурового шлама и обезвреживание отходов бурения по-прежнему остаются актуальными для РФ. О том, какие существуют способы переработки таких вредных веществ, кто должен утилизировать их, каковы требования законодательства, вы узнаете из статьи.
Что такое буровой шлам
При разработке скважины на поверхность поднимаются фрагменты пород, смешанные с остатками буровых растворов, водой, нефтью и другими рабочими жидкостями. Последние применяются для уменьшения трения, охлаждения нефтедобывающего оборудования, повышают его износостойкость и т. п. Такая суспензия называется буровым шламом. Он способен нарушить естественное равновесие экологических систем, так как содержит потенциально опасные компоненты:
- нефтяные фракции;
- тяжелые металлы;
- кислоты и другие составляющие буровых растворов.
В него могут входить каолин, частицы металла, образующиеся в результате износа оборудования, кварц, мел, другие соединения, в том числе токсические. Химический состав шлама варьируется и зависит не только от вида пород, в которых проводится разработка скважины, но и от компонентов бурового раствора. При этом вода составляет до 70 % влажной массы отходов бурения.
Почему требуется утилизация отходов бурения
Большое количество бурового шлама, беспорядочно складированного в одном месте, способно привести к многочисленным негативным последствиям для данной местности. Это:
- уменьшение продолжительности жизни животных, вплоть до полного вымирания отдельных видов;
- изменение физико-химических свойств воды в естественных водоемах, повышение в ней концентрации вредных веществ;
- появление патологических изменений и мутаций в животном мире;
- ухудшение структуры почвы, уничтожение почвенной микрофлоры;
- снижение урожайности сельскохозяйственных культур из-за отравления грунта;
- деградация растительного мира, угнетение его естественного роста;
- токсическое воздействие на человека и окружающую среду.
Федеральный классификационный каталог относит отходы бурения скважин к 4-му классу опасности. Поэтому их сброс в море или подземные захоронения в резервуарах (т. н. шламовых амбарах) без предварительной очистки являются недопустимыми.
Требования российского законодательства
Федеральный закон № 99-ФЗ от 4.05.2011 установил новые требования к размещению буровых отходов. А именно: все шламовые амбары должны быть лицензированы и внесены в соответствующий реестр (ГРОРО). Обязательная регистрация в Реестре объектов размещения отходов является требованием Приказа Минприроды России № 792 от 30.09.2011 и проводится только после выполнения эксплуатирующим предприятием ряда мероприятий. Это означает, что:
- процедура устройства шламового амбара становится намного сложнее;
- вырастают затраты на устройство такого хранилища;
- эксплуатация шламового амбара облагается налогами.
Поэтому более выгодным для нефтеперерабатывающих предприятий становится безамбарное бурение. Такая технология нефтедобычи предусматривает утилизацию буровых отходов на обустроенной площадке недалеко от скважины или их вывоз на специальное предприятие для дальнейшей переработки. Российское законодательство позволяет получить такое разрешение параллельно с тем, что выдается на проведение работ по бурению. Однако нефтедобывающая компания, которая будет одновременно осуществлять буровую и утилизационную деятельность, должна быть оснащена всем необходимым оборудованием. В этом случае шлам очищается прямо на площадке. После извлечения вредных веществ он закачивается в грунт через специально подготовленную скважину.
Методы утилизации
Стандартный процесс включает в себя вывоз шламов на специальное предприятие, их обезвреживание и переработку. Часть переработанных компонентов применяется как сырье для стройматериалов. Правильное обращение с отходами бурения предусматривает многоступенчатую очистку шлама. Для этого применяют следующие способы переработки:
- термический. Шлам подвергается высокотемпературному обжигу в специальных открытых печах или амбарах (технологических накопителях). Органические вещества и нефтяные фракции сжигаются, в результате чего получают однородную массу без вредных примесей. Полученный продукт используется в производстве битумов;
- физический. Очистка и разделение на твердую и жидкую составляющие осуществляется с помощью механического фильтра или центробежным способом. Отходы очищаются до тех пор, пока их состояние станет приемлемым для безопасного захоронения в шламовом амбаре или обратной закачки в шурф;
- биологический. Метод заключается в консервировании буровых шламов на полигонах или местах депонирования и внесении в них специальных микроорганизмов (биопрепаратов). В результате жизнедеятельности последних отходы бурения постепенно разлагаются до компонентов, безвредных для человека и окружающей среды;
- химический. Такая технология предусматривает использование специальных реагентов, связывающих и нейтрализующих токсические вещества, содержащиеся в отходах бурения. Кроме этого, шламы смешиваются в определенных соотношениях с порошкообразными веществами, обладающими высокой химической и/или адсорбционной активностью. Например, каменной мукой, негашеной известью и т. п.;
- физико-химический. Шлам подвергается обработке химреагентами, которые изменяют структуру и состояние буровых масс. Обработанные отходы отправляют на специальные очистные комплексы, где они подвергаются завершающей переработке. Способ переработки или их сочетание выбирают с учетом степени загрязнения шламов и их типа.
Использование очищенных отходов бурения
После того как из шламов удалены экологически вредные и/или токсические вещества, их утилизируют. Утилизация проводится тремя способами: захоронением в шламовых амбарах, обратной закачкой в подземные пласты и изготовлением строительных смесей. В последнем случае буровые отходы используют в производстве:
- тротуарной плитки и бордюров;
- стеновых шлакоблоков;
- бетонных смесей (в качестве наполнителя);
- других строительных материалов.
Кто перерабатывает и утилизирует отходы
Переработкой отходов бурения скважин занимаются специальные компании, у которых есть лицензия (допуск) на данный род деятельности. Они также имеют необходимый транспорт, специальное оборудование, технику и полигоны для захоронения очищенных отходов. Высокая техническая оснащенность позволяет таким организациям проводить все работы по откачке, транспортировке и дальнейшей утилизации шлама. Сотрудничество нефтедобывающих и перерабатывающих компаний выгодно и тем и другим:
- первым не нужно беспокоиться о вывозе и утилизации отходов бурения нефтяных скважин и платить штрафы за загрязнение окружающей среды;
- вторые производят материалы из дешевых продуктов переработки и получают прибыль от их продажи по рыночным ценам.
Особенности утилизации нефтесодержащих отходов
Образование продуктов, содержащих компоненты нефти, связано с многими процессами в промышленности: нефтедобычей, освоением новых месторождений, работой металлургических и химических предприятий. Любая компания, напрямую связанная с нефтяной отраслью, должна озаботиться правильной утилизацией, иначе ей грозят значительные штрафы от природоохранных органов. Главное требование – это соответствие выбранного метода нормативно-правовым актам и законодательству РФ. Например, если сжигать отходы бурения нефтяных скважин, но не очищать выделяющиеся газы горения, они будут загрязнять атмосферу. Методы утилизации нефтесодержащих отходов выбираются индивидуально, под особенности предприятия и региона, но так, чтобы извлечь из них наибольшее количество нефти или ее продукта.
Очистка от воды. Перед тем как утилизировать отходы, необходимо их очистить от воды. Это снижает объем последующей переработки и значительно упрощает ее этапы. Для обезвоживания применяются следующие технологии:
- отстаивание;
- фильтрация;
- центрифугирование;
- другие.
Выбирается один или несколько вариантов очистки от воды в зависимости от поставленных целей.
Способы утилизации. Обезвоженные нефтесодержащие отходы утилизируются. Наиболее часто используют такие способы:
- сжигание. Его выбирают для отходов, не поддающихся регенерации. Их сжигают в специальных топках – циклонных, камерных, надслоевых;
- химическое обезвреживание. Проводится с помощью оксида кальция, предварительно обработанного стеариновой кислотой. После завершения химической реакции получают гидрофобный порошок, применяющийся в дорожном строительстве;
- биологическое обезвреживание. Нефть (сложные углеводороды) разлагается на углекислый газ и воду с помощью микроорганизмов.
Примеси, содержащиеся в нефтесодержащих отходах, могут отрицательно сказываться на эффективности методов утилизации или делать невозможной дальнейшую переработку.
Решения по утилизации от «АКРОС»
Нефтесервисная компания «АКРОС» предлагает ряд решений по утилизации и минимизации отходов бурения нефтяных скважин. Они идеально подходят под российские условия нефтедобычи, обеспечивают высокое качество очистки и обработки.
Уникальное решение iCRIs®
Cutting Reinjection System является экономически эффективной технологией по закачке промышленных стоков и отходов бурения обратно в пласт. Она полностью соответствует требованиям экологического законодательства РФ по нулевому сбросу, не оказывает негативного влияния на внешнюю среду. Утилизация буровых отходов по CRI представляет собой выгодное и перспективное решение. Его внедрение на нефтедобывающих предприятиях позволяет снизить выбросы углеводородов в атмосферу, которые происходят при других способах, например термическом. Cutting Reinjection System предусматривает сбор бурового шлама, отработанных растворов и сточных вод с последующим измельчением и смешиванием до образования однородной пульпы. Приготовленная смесь закачивается под давлением в выбранный пласт через гидравлические трещины. Внедрение комплексного решения iCRIs® от «АКРОС» проходит в такой последовательности:
- анализ условий эксплуатации конкретной скважины;
- разработка оптимального решения;
- изготовление оборудования под проект;
- пуск и наладка;
- обучение персонала.
В течение всего процесса закачки осуществляется инженерная поддержка специалистами «АКРОС». Она гарантирует надежность и безопасность такой утилизации.
Минимизация отходов бурения
Сокращение объема буровых шламов и других веществ, образующихся в процессе нефтедобычи, помогает предприятию снизить затраты на их утилизацию. Для этого компания «АКРОС» использует следующие технологии.
Термодесорбция. Она основана на выпаривании из отходов воды и жидких углеводородов. Так как эти вещества имеют различную температуру кипения, то они испаряются не одновременно: сначала вода, затем углеводороды. Предварительно молотковая мельница (дробилка) перемалывает шлам в порошок. Он нагревается быстрее, чем крупные фракции породы, поэтому термическое воздействие требует меньше времени. Разная температура кипения воды и нефтепродуктов позволяет разделить их на этапе конденсации и собрать в отдельные емкости. Восстановленные углеводороды могут использоваться повторно. Такая технология не является прямым сжиганием, не загрязняет атмосферу и соответствует высоким экологическим стандартам.
Осушение бурового шлама. Технология позволяет уменьшить потери раствора, имеющего углеводородную основу, и снизить его общие потери. Для обработки используется специальное оборудование – осушитель шлама, разработанный компанией «АКРОС». Он рассчитан на обработку различных объемов жидкостей и отходов бурения, в среднем до 60 тонн в час. Буровой шлам, обработанный осушителем, содержит не более 5–6 % от первоначального веса углеводородов. К преимуществам установки такого оборудования на нефтеперерабатывающем предприятии относятся:
- повышение общей рентабельности производства;
- уменьшение объема шламов и затрат на его утилизацию;
- возможность повторного использования буровых жидкостей.
Флокуляционная установка. Ее принцип работы основан на процессах коагуляции и флокуляции, при которых мелкие частицы слипаются в более крупные. Те же, в свою очередь, удаляются высокоскоростной центрифугой. Флокуляционная установка осуществляет очистку буровых сточных вод и отработанных растворов. На выходе получают чистую воду, которая может использоваться повторно для бурового раствора или иных целей, а также более компактную твердую фазу, которая требует значительно меньших затрат на утилизацию. Для удобства перемещения с одного объекта на другой установка выполнена в виде мобильного контейнера, который может перевозиться соответствующим видом транспорта.