Строительство земляных амбаров
Процесс бурения скважины характеризуется наличием больших объемов производственно-технологических отходов в виде БШ, ОБР и БСВ. Строительство земляных амбаров для хранения отходов на период бурения является простым и дешевым способом, особенно если амбары затем становятся местами захоронения отходов.
Сбор отходов бурения в земляных амбарах объемом до нескольких тысяч кубических метров требует огромных площадей. Исследования, проведенные на Севере Канады и на Аляске, показали, что примерно на 30% земель имеются нарушения, связанные с содержанием амбаров и отработанных буровых растворов. В большинстве случаев возникают они из-за недостаточных размеров котлованов-отстойников и переполнения их буровыми сточными водами при длительных сроках бурения скважин. Это приводит к растеканию буровых стоков и загрязнению поверхностных и грунтовых вод, а также плодородного слоя почвы.
Строительство земляных амбаров осуществляется с помощью экскаватора или бульдозера и включает в себя следующие работы: копка земляных амбаров и желобов для движения жидкостей от скважины к амбарам и между амбарами; гидроизоляция дна и стенок амбаров; гидроизоляция протоков (желобов) между амбарами и
от бурового и насосного блоков к амбарам; строительство обваловки из минерального грунта высотой не менее 0,5 м и ограждения.
Количество амбаров и их объемы при строительстве скважин определяются: количеством запланированных к бурению скважин на кусте; конструкцией и проектной глубиной скважин; системой очистки бурового раствора; системой сбора и вывоза выбуренной породы.
Для одиночной скважины выкапываются амбары: под техническую воду; под глинистый раствор; под выбуренную породу и отработанные технологические жидкости (амбар отстойный); для сбора нефтесодержащих отходов бурения (амбар санитарный).
Для сбора и хранения производственно-технических отходов на буровой должны сооружаться земляные амбары трех видов: для сбора выбуренной породы и отработанного раствора; для сбора сточных вод и их отстоя после очистки; на выкидах превентора.
Рис. 2.6. Амбар-накопитель:
Наиболее эффективными являются технологии гидроизоляции путем укладки пологов из безанкерного (РД 39-0147585- 077-92)и армированного (РД 39-0147585-089-93) полиэтилена (рис. 2.7, 2.8). Гидроизоляцию дна и стенок земляных амбаров необходимо проводить согласно требованиям РД 39- 147785-149-97.
Рис. 2.7. Схема заделывания шторки на стенках амбара:
Рис. 2.8. Схема крепления полога на бровке амбара:
При эксплуатации гидроизолированный земляной амбар требует постоянного контроля за качеством крепления пологов к бровке амбаров. Обнаруженные дефекты должны быть устранены. Не допускается засорение гидроизоляционного земляного амбара посторонними, в т.ч. металлическими, предметами, направление струй из шлангов и труб на материал полога. Во избежание обледенения и порыва полога в холодное время года не рекомендуется снижать уровень жидкости в амбарах.
Шламовый амбар (шламохранилище)
Шламовый амбар — природоохранное сооружение, предназначенное для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов бурения нефтяных скважин (буровой шлам, отработанные буровые отходы, буровые сточные воды). Используемые при строительстве нефтяных скважин технологические жидкости, а также поднятые на поверхность буровые растворы содержат токсические вещества, химические реагенты, проникновение которых в грунт ведёт к загрязнению почвы, подземных вод и негативно влияют на экологию окружающей среды. Загрязнение природных объектов происходит при разрушении обваловок шламовых амбаров или при их переполнении. В случае плохой гидроизоляции стенок шламовых амбаров при сооружении их в проницаемых грунтах происходит фильтрация жидкой фазы шлама, загрязняющей подземные воды. Для исключения проникновения загрязняющих веществ в недра недостаточно просто вырыть яму, нужна надёжная гидроизоляция стенок и дна шламовых амбаров, шламохранилищ.
Материалы для создания противофильтрационного экрана в шламовых амбарах должны характеризоваться высокими механическими и гидроизоляционными свойствами в сочетании с химической стойкостью к кислотам и щелочам. Геомембраны (плёнки полиэтиленовые) из ПВД и ПНД с добавлением стабилизаторов удовлетворяют этим требованиям и могут с успехом использоваться в строительстве шламохранилищ и амбаров. Пленка (геомембрана), устойчива к воздействию химически активных веществ различной концентрации и ультрафиолетовому излучению, высоким и низким температурам до — 70 С. Гарантирует от заражения почвы и грунтовых вод, не токсична, безопасна для здоровья человека и окружающей среды. Соответствует требованиям ГОСТ 10354-82 и строительного норматива СН 551-82 (Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств из полиэтиленовой пленки).
Геомембрана может использоваться также для гидроизоляции территорий под буровой вышкой и привышечными сооружениями. Достоинства гидроизоляции шламовых амбаров с использованием геомембраны (плёнки полиэтиленовой) состоят в том, что сокращаются сроки строительства, имеется возможность гидроизоляции цельным экраном, а также лёгкостью сварки полиэтиленовых полотен при необходимости, возможности использования более толстой плёнки — 0,8мм-1,0 мм, что является гарантией надёжности противофильтрационного экрана. Сохраняются гидроизоляционные свойства на долгие годы службы шламовых амбаров.
ООО «АНИКОМ» имеет возможность предложить пленку полиэтиленовую гидроизоляционную светостабилизированную черную (геомембрану) и аппараты серии ТН для сварки пологов при конструировании противофильтрационного экрана в шламовых амбарах (шламохранилищах).
В аппаратах для термической сварки геомебраны внедрена модель конструкции горячего клина, удовлетворяющего различным качественным характеристикам материалов. Аппарат применим в отношении всех видов пленки —LDPE (ПВД), HDPE (ПНД), PE (полиэтилен), PVC (ПВХ), PP (полипропилен) и других материалов, подлежащих термосплавке.
Строительство амбаров при бурении скважины
Развитие основных отраслей народного хозяйства требует расширения минерально-сырьевой базы и топливно-энергетических ресурсов, что неразрывно связано с увеличением объемов буровых работ по поиску и детальной разведке важнейших видов полезных ископаемых. Поскольку дальнейшее увеличение числа разведочных и эксплуатационных скважин, а также объемов добычи полезных ископаемых открытым способом неразрывно связано с нарушением экологического равновесия, то защита окружающей среды и охрана недр приобретают важное народнохозяйственное значение.
На первом этапе подготовительных работ по сооружению геологоразведочных скважин возникает необходимость в рациональном выборе земельных участков для устройства буровых площадок. Предоставление земельных отводов для строительства скважин во временное пользование производится на весь период разведки полезного ископаемого, после чего они должны быть возвращены пользователю земли в состоянии, пригодном для сельскохозяйственного использования.
Для обеспечения эффективной защиты окружающей среды и надежной охраны недр необходимо иметь следующие данные: описание комплексного геологического строения, обоснование выбора необходимого оборудования и материалов, предполагаемые объемы буровых растворов и образующихся отходов бурения, выбор и обеспечение прогрессивных систем вскрытия продуктивных пластов, снижение потерь материалов в процессе разведки, расшифровка экономических и экологических показателей буровых работ. Особое внимание должно быть удалено принятию мер по возможным осложнениям и авариям при бурении скважин, сохранению участков земель от загрязнения, их обезвреживанию и полному восстановлению в первоначальное состояние, пригодное для дальнейшего использования.
До завоза на строящуюся буровую площадку материалов и оборудования необходимо провести работы по снятию плодородного поверхностного слоя земли. Для сбора жидких отходов бурения и шлама строятся шламовые амбары, объем которых зависит от глубины и диаметра скважин. Для обеспечения буровой чистой водой в количестве 400 м3сут и более необходимо бурение дополнительной скважины на воду, которая потом в виде сточных буровых вод попадает в амбар. Сюда же могут поступать и притока нефти, отработанные отходы и шлам. Рассолы имеют минерализацию до 250 г/л а их сливают в амбар. Таким образом, в амбарах скапливаются жидкие и твердые отходы бурения сложного состава, имеющие агрессивные компоненты, представляющие большую опасность для окружающей среды.
Классификация источников загрязнения природной среды
— совершенствование экологически безопасной техники и технологии бурения скважин различного назначения»
— проектирование и обязательное выполнение всех мероприятии по защите окружающей среды в процессе бурения и крепления скважин;
— разработка и применение новых экологически безопасных материалов и химических реагентов для приготовления буровых и тампонажных растворов и совершенствование их рецептуры;
— разработка нормативных документов с научно обоснованными методами расчета расходов материалов для проведения буровых работ, общего объема используемых буровых и тампонажных растворов, жидких и твердых отходов бурения;
— совершенствование конструкций и технологии строительства емкостей и отстойников для хранения отходов бурения;
— разработка методов обезвреживания отходов бурения, их утилизации и переработки по безотходной технологии;
— совершенствование методов контроля за качеством исходных материалов, отходов бурения, состоянием окружающей среды.
Комплекс природоохранных мероприятий при строительстве скважин
К природоохранным мероприятиям относятся:
— профилактические меры по предупреждению нарушений природной среды;
— сбор, очистка, обезвреживание, утилизация и захоронение отходов строительства скважин;
— охрана атмосферного воздуха;
— ликвидация и консервация скважин;
— контроль за состоянием ОПС.
Работы по ликвидации и консервации скважин осуществляются п о индивидуальным планам, согласованным с местными органами Госгортехнадзора и военизированным отрядом по предупреждению и ликвидации открытых фонтанов.
Система контроля за состоянием ОПС включает в себя:
— контроль на поверхностных водоемах;
— контроль за состоянием подземных вод;
— контроль за состоянием хозпитьевого водоснабжения;
— контроль за состоянием почв в районах строительства скважин;
— контроль за объемом и рациональным использованием природных вод;
— контроль за степенью очистки сточных вод;
— контроль за ходом и результатами обезвреживания БШ, ОБР.
Профилактические меры по предупреждению нарушений природной среды
Загрязнение ОПС при строительстве скважин может быть снижено (исключено) в результате:
— разработки и применения нетоксичных химреагентов и систем буровых растворов;
— снижения объемов (исключения) применения нефти для обработки растворов в качестве профилактической противоприхватной добавки и замены ее не токсичными смазками (ГКЖ, спринт и т.д.);
— применения ингибированных буровых растворов, уменьшающих объемы наработки отходов бурения;
Сбор, накопление и хранение отходов строительства скважин
Для предупреждения попадания в почву, поверхностные и подземные воды отходов буренияи испытания скважин скважин, хозбытовых стоков, загрязненных ливневых стоков с участкабуровой организуется система накопления и хранения отходов бурения и
Инженерной канализации стоков, включающая:
— строительство обваловки, ограждающей отведенный участок от попадания на него склонового поверхностного стока;
— строительство накопительных амбаров, обеспечивающих раздельный сбор отходов бурения и продуктов испытания скважин по их видам;
— обвалование по контуру отводимого участка, где существует угроза затопления паводковыми или нагонными водами.
Гидроизоляция технологических площадок осуществляется ( в зависимости от наличия
материалов и технико-экономических условий одним из вариантов:
— гидроизоляционными композициями ( на основе глины, извести, цемента, полимерных материалов);
Гидроизоляционные материалы наносятся на предварительно спланированные площадки с уклоном 8-10 градусов от центра к периферии,по контуру которых устанавливаются железобетонные или металлические лотки для транспортировки стоков к узлу сбора.
При невозможности организовать бурение без применения шламовых амбаров для сбора и хранения, образующихся в процессе бурения производственно-технологических отходов, на территории буровой должны сооружаться земляные амбары трех видов:
— для сбора бурового шлама (БШ) и отработанного бурового раствора (ОБР);
— для сбора буровых сточных вод (БСВ) и их отстоя после очистки;
— на выкидах превентора.
Если почвенно-ландшафтные условия бурения скважин не позволяют сооружение накопительных котлованов указанных видов, допускается сброс БСВ, ОБР и БШ в один амбар, который должен быть двухсекционным.
При этом первая секция является накопительной, в которую сбрасывается БСВ, ОБР и БШ, а вторая секция – отстойной, в которую поступает лишь жидкая часть отходов бурения (БСВ и ОБР) и где происходит отстаивание БСВ с целью их повторного использования в системе оборотного водоснабжения буровой. Накопительная и отстойная секции амбара в этом случае соединяются между собой с помощью труб.
Амбар должен иметь по периметру обваловку из минерального грунта высотой не менее 0,5 м и проволочное ограждение.
В местах с близким залеганием грунтовых и подпочвенных вод земляные амбары стоятся в теле насыпной площадки и ограничиваются обваловкой из местных или привозных грунтов. Разделяющая секции амбара перегородка также сооружается в виде обваловки. Откосы снаружи выполняются с уклоном 15-20 градусов, а свнутренней стороны 45-50 градусов.
Гидроизоляция может быть выполнена пленочным покрытием из водонепроницаемого материала (полиэтиленовая пленка, битуминизированные материалы, кровельные материалы типа рубероида и т.п.). После укладки гидроизоляционного материала с целью обеспечения плотности его прилегания на дно амбара следует наносить слой глинистого грунта или глинистого раствора толщиной не менее 5-10 см.
Заполнение ША отходами бурения должно осуществляться не ранее, чем через 24 часа после нанесения гидроизоляционного экрана и его затвердения.
Для организованного сброса ОБР и БШ из циркуляционной системы (ЦС) буровой установки в ША, а также при очистке емкостей необходимо сбросные люки емкостей ЦС обвязывать в единый дренажный коллектор.
Очистка, утилизация и обезвреживание отходов бурения
Очистка БСВ может осуществляться известными методами, наиболее эффективными из которых являются:
— физико-химические (реагентная коагуляция, электрокоагуляция);
— механические (отстой, фильтрование, центрифугирование).
При этом используются или специальные установки, или очистка проводится методом реагентной коагуляции непосредственно в шламовом амбаре.