Обеспечение экологической безопасности строительства скважин на море
Обеспечение экологической безопасности строительства
скважин на море
Балаба В.И.
Актуальность
проблемы. Потенциальные запасы нефти на шельфе морей России оцениваются в 13
млрд. т, газа - 52 трлн. м3. Мировая тенден-ция постепенного смещения добычи
углеводородов с суши на море находит подтверждение и в нашей стране.
Свидетельством тому является развитие работ на шельфе арктических и
дальневосточных морей, в Каспийском и Черном морях.
При
строительстве морских скважин основными видами воздействия на окружающую среду
являются выбросы в атмосферу, сбросы в морскую среду, ее тепловое и шумовое
загрязнения. Объем и интенсивность техногенного воздействия на окружающую среду
зависит от реализуемой технологии строительства скважины. Выбросы в атмосферу и
шумовое загрязнение можно существенно снизить за счет природоохранных
мероприятий, а тепловое загрязнение и сброс веществ в морскую среду исключить
(концепция "нулевого сброса").
Технологические
отходы бурения. Процесс бурения скважин сопровождается образованием
производственных отходов, в основном технологических.
К
технологическим отходам бурения относятся буровой шлам, отработанные буровые
технологические жидкости и буровые сточные воды. Они образуются в
технологическом процессе промывки скважины.
Буровой
шлам. В бурении различают два понятия - "выбуренная порода" и
"буровой шлам". Экологи же такого различия, как показывает анализ
природоохранного раздела проектов, не делают.
В
процессе углубления скважины на забое образуется выбуренная порода. При
гидротранспорте промывочной жидкостью с забоя скважины на поверхность порода
под воздействием техногенных факторов превращается в буровой шлам. Поэтому на
средствах очистки циркуляционной системы буровой установки из промывочной
жидкости отделяют не выбуренную породу, а буровой шлам, отличающийся по объему
и, что особенно важно с экологической точки зрения, по физико-химическим
свойствам.
Объем
выбуренной породы равен объему ствола скважины. При проектировании объем
бурового шлама приближенно принимается больше объема выбуренной породы на 20%
[1].
Можно
выделить четыре фактора, обусловливающих увеличение объема бурового шлама по
сравнению с выбуренной породой:
-
разуплотнение частиц шлама в результате снижения действия на них внешнего
давления;
-
образование и расширение трещин;
-
набухание глинистых частиц, слагающих шлам;
-
адгезионное налипание на поверхность шлама частиц коллоидных размеров из
промывочной жидкости.
Бурение
скважин осуществляется большей частью в осадочных отложениях, в которых
наиболее распространенными являются глинистые породы. Их доля составляет
65-80%. Выбуренные частицы глинистых или скрепленных глинистым цементом пород в
процессе гидротранспорта с забоя скважины на поверхность пропитываются
фильтратом промывочной жидкости и набухают. Продолжительность нахождения частиц
породы в промывочной жидкости с глубиной скважины возрастает и может достигать
нескольких часов. Чем дольше они находятся в промывочной жидкости, тем больше
их набухание. Происходит адгезионное присоединение к ней частиц твердой фазы
преимущественно коллоидных размеров из промывочной жидкости.
На
изменение физико-химических свойств частиц выбуренной породы при превращении их
в буровой шлам влияет пропитка дисперсионной средой промывочной жидкости. Поры
и трещины частиц породы заполняются дисперсионной средой промывочной жидкости,
поверхность глинистых частиц модифицируется, на внешней и внутренней
поверхности частиц выбуренной породы адсорбируются вещества различной природы
из дисперсионной среды промывочной жидкости.
Минералогический
состав бурового шлама определяется литологическим составом разбуриваемых пород
и может существенно изменяться по мере углубления скважины. Химический состав
бурового шлама зависит как от его минерального состава, так и свойств
промывочной жидкости. Гранулометрический состав бурового шлама определяется
типом и диаметром породоразрушающего инструмента, механическими свойствами
породы, режимом бурения, свойствами промывочной жидкости и эффективностью ее
очистки. В табл. 1 показаны фракционный состав бурового шлама и скорость его
осаждения в водной среде при бурении скважин на северо-восточном шельфе
Сахалина (Проект Сахалин-1) по данным [2].
Табл.
1
Фракционный
состав бурового шлама и скорость его осаждения в водной среде при бурении
скважин на северо-восточном шельфе Сахалина [2]
|
Размер частиц, мкм
Похожие работы на - Обеспечение экологической безопасности строительства скважин на море
|