Система управления буровыми шламами в нефтегазовых компаниях

Карбонат-ион

Значения показателей

Балл

1

ПДКв, мг/л

3,5

4

2

Класс опасности в воде хозяйственно-питьевого использования

4

4

3

ПДК с.с., мг/м'

0, 15

3

4

Класс опасности в атмосферном воздухе

3

6

Показатель информационного обеспечения

1

7

Сумма баллов

15

8

Относительный параметр опасности компонента -- Х

3,00

9

Относительный параметр опасности компонента - Z

3,67

10

Lg W

3,67

11

W

4 677,35

Для расчета использованы данные литературы [19], [28].

Таблица 7 - Расчет коэффициента степени опасности компонента - нефтепродукты

№	Первичные показатели опасности компонента отхода	Нефтепродукты
		Значение показателей	Балл
1	ПДКв, мг/л	0,3	3
2	Класс опасности в воде хозяйственно-питьевого использования	4	4
3	ПДКр.х., мг/л	0,05	3
4	Класс опасности в воде рыбохозяйственного использования	3	3
5		28350	4
6		0,1	1
7	Персистентность	Образование менее токсичных продуктов	4
8 8	Биоаккумуляция	Накопление во всех звеньях	1
9	Показатель информационного обеспечения	0,67	2
10	Сумма баллов		25
11	Относительный параметр опасности компонента -- Х	2,78
12	Относительный параметр опасности компонента - Z	3,37
13 13	Lg W	3,37
14	W	2 344,23

Для расчета использованы данные литературы [19], [20], [23], [29].

Таблица 8 - Расчет коэффициента степени опасности компонента - магний

№	Первичные показатели опасности компонента отхода	Магний
		Значение показателей	Балл
1	ПДКв, мг/л
2	Класс опасности в воде хозяйственно-питьевого использования	3	3
3	ПДКр.х., мг/л	40	4
4	ПДК с.с., мг/м'	0,05	2
5	Класс опасности в атмосферном воздухе	3	3
6	Lg (S, мг/л/ПДКв, мг/л)	0	4
7	Показатель информационного обеспечения	0,5	2
8	Общая сумма баллов		22
9	Относительный параметр опасности і‹омпонента - Х	3,14
10	Относительный параметр опасности компонента - Z	3,85
11	Lq W	3,85
12	W	7 079,46

Для расчета использованы данные литературы [19], [20], [25], [26].

Расчет показателей степени опасности компонента отхода (хлорид-ион, железо, кальций, карбонат-ион, нефтепродукты, магний) использованы значения первичных показателей опасности компонентов, приведенные в таблицах 3-8. Окончательные результаты определения степени опасности отхода приведены в таблице 14.

Железо:

Кальций:

Хлорид-ион:

Карбонат-ион:

Нефтепродукты:

Магний:

В соответствии с пунктом 13, абзац 1 Приказа МПР № 511 компоненты отходов, состоящие из таких химических элементов, как кислород, азот, углерод, фосфор, сера, кремний, алюминий, железо, натрий, калий, кальций, магний, титан в концентрациях, не превышающих их содержание в основных типах почв, относятся к практически неопасным компонентам со средним баллом (Xi), равным 4, и следовательно, коэффициентом степени опасности для окружающей среды (Wi), равным

Таблица 9 - Содержание химических элементов в почвах и отходе

Наименование элемента, %	Содержание химических элементах в дерново-подзолистых почвах, %	Содержание химических элементов в отходе, %
Кремний	72,46	18,34
Алюминий	10,05	2,76
Натрий	1,15	0,0014

Сравнительный анализ концентрации химических элементов, приведенный в таблице 9, показал, что содержание породообразующих компонентов отхода не превышает соответствующих показателей в дерново-подзолистых почвах [27]. Это свидетельствует о том, что данные компоненты могут быть отнесены к практически неопасным для окружающей среды, и к ним может быть применен

1. Кремний:

2. Алюминий:

3. Натрий:

4. Кислород: для подсчета доли кислорода необходимо провести перерасчет концентрации вещества на опасный элемент.

Таблица 10 - Перерасчет концентрации вещества на опасный элемент (Диоксид кремния)

Компонент	Молекулярный вес	Концентрация, С мг/кг
Диоксид кремния	60	393 000
Кислород	32	х

Концентрация кислорода: 32 х 393 000/60 = 209 600 мг/кг

Таблица 11 - Перерасчет концентрации вещества на опасный элемент (оксид магния)

Компонент	Молекулярный вес	Концентрация, С мг/кг
Оксид магния	40	24 000
Кислород	16	х

Концентрация кислорода: 16 х 24 000/40 = 9 600 мг/кг

Таблица 12 - Перерасчет концентрации вещества на опасный элемент (оксид алюминия)

Компонент	Молекулярный вес	Концентрация, С мг/кг
Оксид алюминия	102	52 200
Кислород	48	х

Концентрации кислорода: 48 х 52 200/102 = 24 565 мг/кг

Таблица 13 - Перерасчет концентрации вещества на опасный элемент (оксид железа)

Компонент	Молекулярный вес	Концентрация, С мг/кг
Оксид железа	160	47 400
Кислород	48	х

Концентрация кислорода: 48 х 47 400/160 -- 14 220 мг/кг

Общая концентрация кислорода: 209600+9600+24565+14200=257985 мг/кг, к нему применяем

5. Вода:

Содержание, %	Концентрация, мг/кг
100 %	1 000000 мг/кг
33,9%	Х

х = 339 000 мг/кг.

Вода - вещество природного происхождения. Данный компонент может быть отнесен к практически неопасным для окружающей среды, и к нему может быть применен

6. Органические вещества с вычетом нефтепродуктов:

Содержание, %	Концентрация, мг/кг
100%	1000000 мг/кг
2,32%	х

х = 23 200 мг/кг

В соответствии с Приказом МПР № 511 компоненты отходов природного органического происхождения, состоящие из таких соединений как углеводы (клетчатка, крахмал и иное), белки, азотосодержащие органические соединения (аминокислоты, амиды и иное), то есть веществ, встречающихся в живой природе, относятся к классу практически неопасных компонентов со средним баллом (Хi), равным 4, и следовательно, коэффициентом степени опасности для окружающей среды (Wi), равным

7. Компоненты - калий, сульфат-ион: показатели степени опасности компонентов не рассчитывались в связи с тем, что их концентрация в отходе меньше нижней границы диапазона определения методик.

Таблица 14 - Результаты определения степени опасности отхода

№	Компоненты	Xi	Zi	Lg Wi	Wi	Ci	Ki
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кальций	3,33	4,11	4,12	13 182,60	48 450	3,68
2	Железо	3,31	4,08	4,08	12 022,64	33 200	2,76
3	Хлорид-ион	3,40	4,20	4,22	16 595,87	125	0,008
4	Карбонат-ион	3,00	3,67	3,67	4 677,35	72 600	15,52
5	Нефтепродукты	2,78	3,37	3,37	2 344,23	3,7	0,002
6	Магний	3,14	3,85	3,85	7 079,46	14 400	2,03
7	Кремний	4,00	5,00	6,00	1 00000,00	183 400	0,18
8	Алюминий	4,00	5,00	6,00	100000,00	27 630	0,03
9	Натрий	4,00	5,00	6,00	100000,00	14	0,000014
10	Кислород	4,00	5,00	6,00	100000,00	257 985	0,26
11	Вода	4,00	5,00	6,00	1000000,00	339 000	0,34
12	Органические вещества с вычетом нефтепродуктов	4,00	5,00	6,00	1000000,00	23 200	0,02
СУММА:	24,83

Из таблицы 14 следует, что показатель степени опасности исследуемого отхода -- 24,83. По таблице 3 Приказа МПР № 511, показатель степени опасности отхода К=24,83 попадает в интервал от 10 до 100, следовательно:

Расчетным методом установлено, что отход - буровой шлам соответствует 4-му классу опасности (малоопасные) для окружающей среды.

Заключение

Система обращения с буровыми шламами должна включать следующие стадии: образование, раздельное накопление и сбор, транспортирование, переработку, обезвреживание и размещение в окружающей среде неутилизируемых остатков. В сложившейся практике большинства российских предприятий обращение с нефтеотходами сводится к их совместному сбору, транспортировке и временному размещению качественно разных потоков отходов, что затрудняет их дальнейшее использование.

Как показал анализ состояния проблемы, обращение с буровыми шламами должно включать: минимизацию их образования, экологически безопасное обращение, максимальное их разделение на группы уже на стадии образования для обеспечения возможности применения наиболее рациональных способов утилизации или обезвреживания каждой группы отходов, разработку экономически доступных и технически осуществимых технологий для вовлечения отходов в ресурсооборот.

Необходима разработка методологических подходов, позволяющих решать проблему обезвреживания и утилизации буровых шламов не традиционными деструктивными способами, а методами повышения потребительских свойств, очистки от лишних примесей и компонентов, концентрирования, обезвоживания и другими способами обогащения с применением отходов в смежных областях производства.

Такие подходы по вовлечению отходов в ресурсооборот должны быть положены в основу стратегии обращения с отходами бурения и соответствующих технических решений.

Результаты анализа сложившейся практики обращения с буровыми шламами позволяют констатировать: в стране не существует комплексного решения проблемы утилизации отходов от добычи нефти, ликвидации и рекультивации мест их размещения.

Это позволяет сделать вывод о том, что разработка научных и практических основ ресурсосберегающих технологий обезвреживания и утилизации буровых шламов для обеспечения экологической безопасности природных геосистем является важной системной задачей, для решения которой требуется разработка новых концептуальных подходов и эколого-технических решений.

В дипломной работе осуществлено научное обобщение теоретических, методологических, экспериментальных и опытно-промышленных исследований по проблемам обезвреживания буровых шламов. Результаты их позволили сделать ряд выводов, имеющих научную и практическую значимость.

1. На основании проведенного анализа систем обращения с отходами бурения установлено, что хранение отходов на объектах временного размещения и на современных полигонах без последующей утилизации сопровождается долговременными эмиссиями загрязняющих веществ и безвозвратной потерей вторичных материальных ресурсов

2. Рассмотрены принципы, реализующие стратегию устойчивого развития в сфере обращения с буровыми шламами:

- минимизация образования отходов;

- экологически безопасное обращение с отходами;

- снижение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду;

- использование ценных компонентов и полезных свойств нефтеотходов;

- получение отходов с заданными свойствами;

- применение экономически доступных и технически осуществимых технологий для вовлечения буровых шламов в ресурсооборот;

- обезвреживание и размещение в окружающей среде неутилизируемых твердых остатков отходов;

- комплексное использование существующих установок по переработке буровых отходов;

- контроль за соблюдения норм безопасности;

- использование механизмов экономического стимулирования.

3. На основе анализа условий, источников образования, состава и свойств отходов бурения представлена их классификация. Классификация является основой для выбора оптимальной технологии обезвреживания и утилизации буровых шламов.

4. Проанализированы критерии выбора технологии обезвреживания и утилизации буровых шламов в качестве вторичного сырья.

Список литературы

1. ОСТ 51.01-06-85. Охрана природы. Гидросфера. Правила утилизации отходов бурения и нефтегазодобычи в море. - Введ. 1986-01-01. - М.:НИПИ «Гипроморнефтегаз»,1985. - 10 с.

2. Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн. 1, 3. Сургут, 1996.

3. Экология нефтегазового комплекса: Учебное пособие.Т.2 / Э.Б.Бухгалтер [и др.] под редакцией А.И. Владимирова -- М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2003. - 416 с.

4. РД 39-133-94. Инструкция по охране окружающей среды при бурении скважин на нефть и газ на суше. - М.: Роснефть, 1994.- 46 с.

5. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. - М.: ВНИРО, 2001. - 247 с.

6. Экология при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Пособие для студентов вузов / Булатов А.И. [ и д.р.] - М: Краснодар, Просвещение-Юг, 2011. - 603 с.

7. РД 51-1-96. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих. - Введ. 1996-08-10.- 78 с.

8. Общая пояснительная записка. Сургут, 1996.

9. Экология нефтегазового комплекса: Учебное пособие.Т.1 / Э.Б.Бухгалтер [и др.] под редакцией А.И. Владимирова -- М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2003. - 416 с.

10. Федеральный Закон Российской Федерации от 24 июня 1998 г. № 89-Ф3 (ред. от 25.11.2013) “Об отходах производства и потребления” [Электронный ресурс].- КонсультантПлюс: Версия Проф..- Электрон.данные и прог.- ЗАО «Консультант Плюс». - Москва. - 2001-2014.

11. Воронцов В.Н. Открытые горные выработки в подготовительных работах при обустройстве нефтегазовых месторождений Среднего Приобья. Сургут, 1999.

12. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. - Введ. 01.07.2002. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002. - 21 с.

13. ТУ-5745-001-48739364-2006 Техническое условие ООО "РН-Юганскнефтегаз"

14. Пояснительная записка по обосновывающей документации ООО "РН-Юганскнефтегаз"

15. Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды: Приказ Министерства Природных Ресурсов РФ от 15 июня 2001 №511. - 2001. - 9 с.

16. О введение в действие ГН 2.1.5.1315-03: Постановление Главного государственного врача РФ от 30 апреля 2003 № 78.-2003.-15.06.-84 с.

17. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: Приказ Федерального агенства по рыболовству от 18 января 2010 № 20. - 2010. - С. 122.

18. Вредныевеществавокружающейсреде. Элементы V-VIIIгрупп периодической системы и их неорганические соединения: справ.-энц. изд./ Под ред. В.А. Филова [и др.] -- М.:Санкт-Петербург, HПO «Профессионал». - 2006. - С. 357, 367.

19. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание / Под ред. В.П. Глушко. -- М.: Наука, 1979-1981.Т.2

20. Я. М. Грушко. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах: Справочник. - М.: Химия. - 1979. -- 160 с.

21. Дж. Эмсли. Элементы. - М.: Мир.- 1993. -- 256 с.

22. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест ГН 2.1.6.1338-03.: Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30 мая 2003 № 114.-2003.-25.06.-54 с.

23. Н.К. Скворцов. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. -- М.:Санкт-Петербург, HПO «Профессионал». - 2002 -- С. 37.

24. Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2. 1.7.2511-09: Постановление Главного государственного врача РФ от 18 мая 2009 № 32.-2009.-01.07.- 4 с.

25. Бандман А.Л. Вредныехимические вещества.Неорганические соединения элементов I-IV групп. Справочник. // А.Л. Бандман, Г.А. Гудзовский, Л.С. Дубейковская [и др.]; под общ. ред. В.А. Филова.-М.:Химия.- 1988.- 512 с.

26. Химияокружающейсреды. / Под ред.Дж. О.М. Бокриса. -- М.:Химия.- 1982. -- с. 352-335.

Размещено на Allbest.ru