Техника и технология очистки буровых растворов

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

В процессе бурения скважины раствор непрерывно обогащается дисперсными частицами выбуренной породы, что приводит к интенсивному росту его структурно-механических показателей, снижению скорости бурения, износу гидравлического оборудования, создаются условия для возникновения аварий и осложнений в стволе скважины. Поэтому необходимо постоянно соблюдать минимальное содержание шлама в растворе.

Контроль количества бурового раствора осуществляется с помощью уровнемера УП-7М

Выбор типа и числа вибросит.

Выбор сеток зависит от гранулометрического состава шлама, который следует определять опытным путем.

Так как на буровой предусмотрена установка двух параллельно работающих вибросит (ВС-1), то вполне возможно использование двух кассет с сетками 0, 25х0, 25 при бурении 0-206, что обеспечит достаточную пропускную способность и приемлемую работу с утяжелёнными буровыми растворами.

Выбор дегазатора.

Необходимо использовать ДВМ -2 т.к. его можно использовать в условиях низких температур, что соответствует региону бурения. Пропускная способность до 40-60 л/c.

Выбор гидроциклона-пескоотделителя.

Следует использовать 1ПКГ. Пропускная способность по очищенной жидкости до 60 л/c.Он способен отделять частицы до 60мкм и давлении не менее 0, 2 МПа.

Выбор гидроциклона-илоотделителя.

Максимальная подача буровых насосов достигает 56 л/с, следовательно, расчетная подача на гидроциклон-илоотделитель составит Q=56·1, 1=61, 6 л/с. Следует использовать илоотделители модели Илоотделители ИИС (полный аналог SWACO D-Silter Т4) 7х2/100. Пропускная способность такого илоотделителя составляет более 65 л/с.

Выбор центрифуги.

При бурении будут применяться растворы с дорогостоящей жидкой фазой (из-за разбавленных в нёй полимеров и лигносульфонатов-разжижителей). Для уменьшения потерь раствора при его очистке пескоотделителем или илоотделителем предусматриваем высокооборотную центрифугу M-I SWACO 414 создающую 1600-3300 оборотов.

Рекомендации по охране окружающей среды от загрязнения буровым растворам, шламом и сточными водами.

В целом отрицательное воздействие скважины как горнотехнического сооружения на ОПС заключается в снижения качества последней.

Качество окружающей природной среды (ОПС) - это совокупность ее свойств, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на растительный и животный мир, людей, а так же на вещества, материалы, сооружения и технические средства, обеспечивающие их жизнедеятельность.

Объёктами ОПС, подвергающимися загрязнению в результате строительства и функционирования скважин, являются атмосфера, гидросфера (поверхностные и подземные объекты), литосфера (почвы, недра).

Загрязнение ОПС в процессе строительства скважин обусловлено причинами технологического, технического, эксплуатационного и аварийного характера.

Причины технологического характера возникают вследствие несовершенства используемой технологии. Так, например, при несоответствии свойств промывочной жидкости характеристикам разбуриваемых глинистых пород может иметь место наработка избыточных объемов промывочной жидкости, т. е. дополнительного количества отходов бурения.

Загрязнения ОПС по причинам технического характера связано с несовершенством используемой техники. Например, при использовании неэффективных средств очистки промывочной жидкости возрастает ее доля, сбрасываемая вместе с выбуренной породой в земляной амбар.

К такому же результату может привести неквалифицированная эксплуатация технических средств, т. е. причины эксплуатационного характера.

И наконец, загрязнение вследствие причин аварийного характера обусловлено недостаточной надежностью применяемой технологии бурения. Примером реализации причин аварийного характера является загрязнение подземных вод вследствие нарушения герметичности заколонного пространства скважин.

К загрязняющим ОПС веществам относятся, прежде всего, отходы бурения - буровой шлам (БШ), буровые сточные воды (БСВ) и отработанные буровые технологические жидкости (ОБТЖ), материалы и реагенты, используемые для приготовления буровых технологических жидкостей, горюче-смазочные материалов (ГСМ), выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, продукты сгорания, топлива в котельных установках. Кроме того, имеет место засорение территории буровой площадки использованной тарой и упаковкой, металлоломом.

Снижение экологической опасности промывочных жидкостей - это теоретическая и практическая деятельность, направленная на предупреждение или предотвращение их отрицательного воздействия на окружающую природную среду (ОПС).

Основными факторами, обусловливающими актуальность снижения экологической опасности промывочных жидкостей, являются следующие.

· Промывочная жидкость, как производственная продукция, используемая в процессе получения другой, более важной продукции, каковой является скважина, имеет весьма непродолжительный «жизненный цикл» (от суток до нескольких месяцев), в конце которого она, как правило, вся превращается в отходы.

· Промывочная жидкость - это химическая продукция, что обусловлено использованием для ее получения широкого ассортимента различных материалов, химических реагентов и добавок. Таким образом, попадание промывочной жидкости или ОПЖ, как и любой другой химической продукции, в ОПС потенциально таит в себе опасность проявления негативных последствий.

Реальная же опасность нанесения ущерба ОПС промывочными жидкостями и ОПЖ связана с совместным действием следующих трех факторов: высокой вероятностью их попадания в различные объекты ОПС, токсичностью содержащихся в них химических веществ и высокой концентрацией последних.

Отходы бурения обычно накапливаются и временно хранятся в земляных амбарах (ЗА), которые сооружаются в минеральном грунте или внутри насыпных (намывных) площадок из грунта. При этом дно и стенки ЗА какой-либо гидроизоляции чаще всего не имеют, что неизбежно приводит к поступлению отходов бурения в ОПС. Содержимое ЗА попадает в ОПС и в процессе их рекультивации, которая нередко ограничивается засыпкой ЗА минеральным грунтом, причем без предварительной откачки из них ОПЖ и БСВ.

При несвоевременной рекультивации ЗА их содержимое попадает в ОПС по причине переполнения, вызванного затоплением ЗА талыми, ливневыми и паводковыми водами, или разрушения обваловки ЗА.

Пути решения экологических проблем, связанных с использованием промывочных жидкостей, в конечном итоге сводятся к одному из двух возможных путей. Один из них направлен на снижение масштабов и степени загрязнения ОПС, а другой - на предупреждение ее загрязнения. Первый путь базируется на минимизации объемов буровых отходов и токсичности той их части, которая подлежит размещению в ОПС. Второй же путь предусматривает применение экологически безопасных промывочных жидкостей.

Для снижения масштабов и степени загрязнения ОПС необходимо исключить утечки промывочной жидкости из всех элементов наземной циркуляционной системы (НЦС) скважины и из мест сбора образующихся отходов бурения. Каких-либо принципиальных трудностей в решении этой задачи не существует, поэтому надежная гидроизоляция НЦС и ЗА от ОПС должны быть нормой для каждого бурового предприятия. Кроме этого, нормой должен стать и раздельный сбор буровых отходов с заведомо отличающейся степенью экологической опасности, поскольку при смешивании опасных отходов с неопасными вся смесь становится опасной.

В целом наиболее предпочтительным способом снижения объема отходов, размещаемых в ОПС, является их утилизация, т.е. вторичное использование, поскольку помимо уменьшения масштабов и степени загрязнения ОПС это одновременно решает и проблему ресурсосбережения. Утилизация буровых отходов может осуществляться как в процессе, так и по окончании бурения скважины. Реализация первого из этих вариантов возможна только при использовании так называемой безамбарной технологии бурения. Суть безамбарной технологии заключается в использовании замкнутой наземной циркуляционной системы, не содержащей амбара. В этой системе производится непрерывная очистка промывочной жидкости от шлама, полное разделение определенной части промывочной жидкости на твердую и жидкую фазы, повторное использование жидкой фазы на разбавление и приготовление новых порций промывочной жидкости в процессе углубления скважины, на затворение тампонажной смеси для цементирования затрубного пространства обсадных колонн при заканчивании скважины, а также на другие технологические цели.

Буровые отходы, хранящиеся в ЗА, обычно утилизируют по окончании бурения скважины. Процесс утилизации начинается с их разделения на жидкую и твердую фазы. Осуществляется этот процесс путем коагуляции и флокуляции последней в сочетании с механическими способами ее отделения с помощью очистного оборудования, состоящего из вибросит, гидроциклонов и центрифуг. Жидкая фаза, полученная по окончании этого процесса, подвергается фильтрации и очистке различными химическими, электрохимическими и биологическими методами до состояния, удовлетворяющего требованиям ее повторного использования для различных технологических целей, в частности, в системе поддержания пластового давления (ППД), или требованиям безопасного сброса в объекты природной среды.

Оставшаяся на дне ЗА частично обезвоженная твердая фаза переводится в твердое состояние с помощью различных вяжущих добавок (цемента, синтетических смол и др.). Нефтесодержащая твердая фаза должна обезвреживаться не путем отверждения, а путем сжигания в специальных установках. После выполнения всех перечисленных операций производятся засыпка ЗА минеральным грунтом и рекультивация поверхности буровой площадки.

Приведенный в настоящем пособия обзор основных экологических проблем, сопутствующих строительству скважин, показывает, что традиционная технология их строительства не удовлетворяет современным требованиям природопользования. Вместе с тем, существуют все необходимые предпосылки для разработки экологически безопасных технологических процессов, базирующихся на рассмотрении скважины как горнотехнического сооружения. Такой подход позволяет рассматривать скважины в органическом единстве с окружающей природной средой.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45