Расчет шлама от бурения скважин
Обновлено: 07.07.2024
Образование отходов бурения при строительстве скважины Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»
Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Шамина В. А.
В статье рассказывается об основных отходах бурения, а также приводится пример предварительного рассчета буровых отходов при строительстве разведочной скважины.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Шамина В. А.
Экологизация технологии бурении скважин Снижение экологической опасности при ведении буровых работ Технология утилизации выбуренной породы Использование рекультивационных смесей для утилизации отходов нефтедобычи Совершенствование технологии приготовления буровых растворов i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Текст научной работы на тему «Образование отходов бурения при строительстве скважины»
Магистрант, кафедра гидробиологии и общей экологии, Астраханский государственный технический университет
ОБРАЗОВАНИЕ ОТХОДОВ БУРЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИНЫ
В статье рассказывается об основных отходах бурения, а также приводится пример предварительного рассчета буровых отходов при строительстве разведочной скважины.
Ключевые слова: буровой шлам, отработанный буровой раствор, буровые сточные воды, объем Keywords: drilling cutting, drilling mud, drilling waste water, amount
Предположительные запасы нефти на шельфе Каспийского моря оцениваются в 10 млрд. т, газа — 34 млрд. м3. Мировая тенденция постепенного смещения добычи углеводородов с суши на море находит подтверждение и в нашей стране. Свидетельством тому является развитие работ на шельфе Каспийского моря.
Процесс бурения скважин сопровождается образованием производственных отходов [4]. Наиболее опасными, учитывая большие объемы при строительстве скважины, а также сложность транспортировки, являются буровой шлам, отработанный буровой раствор и буровые сточные воды, относящиеся к разряду отходов бурения.
Буровой шлам — водная суспензия, твёрдая часть которой состоит из продуктов разрушения горных пород забоя и стенок скважины, продуктов истирания бурового снаряда и обсадных труб, глинистых минералов (при промывке глинистым раствором) [2]. 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.
В состав шлама входит выбуренная порода (порядка 60-80%), органические вещества (8%), водорастворимые соли (до 6%), утяжелитель, глина, нефть. Загрязняющее воздействие шлама обусловлено присутствием в нем химических реагентов - добавок к буровому раствору. По минеральному составу сам шлам не токсичен, но, диспергируясь в среде бурового раствора, его частицы адсорбируют на своей поверхности токсичные вещества. Таким образом, наряду с выбуренной породой и нефтью буровой шлам содержит все химические реагенты, применяемые для приготовления бурового раствора. Содержание химических реагентов в нем может достигать 15%.
Буровой раствор — технологическое наименование сложной многокомпонентной дисперсной системы суспензионных, эмульсионных и аэрированных жидкостей, применяемых для промывки скважин в процессе бурения [3].
Отработанный буровой раствор (ОБР) - один из видов отходов при строительстве скважины. О загрязняющей способности отработанного бурового раствора судят по содержанию в нём нефти и органических примесей, оцениваемых по показателю ХПК, по значению водородного показателя рН и минерализации жидкой фазы. Именно эти показатели свидетельствуют о том, что ОБР является опасным отходом бурения [5].
©© Шамина В.А., 2012 г.
Буровые сточные воды - воды, образующиеся при промывке буровой площадки, бурового оборудования и инструмента; содержат остатки бурового раствора, химреагентов, нефти. Буровые сточные воды вследствие их высокой подвижности и аккумулирующей способности к загрязняющим веществам являются самым опасным отходом при бурении, способным загрязнить обширные зоны гидро- и литосферы. Загрязняющие свойства буровых сточных вод зависят от химических реагентов, применяемых для приготовления и обработки буровых растворов, и состава разбуриваемых пород [5].
Объемы отходов бурения определяются в соответствии с РД 39-133-94 исходя из параметров бурения скважины.
Объем выбуренной породы (Уш) определяется:
где 1,2 - коэффициент, учитывающий разуплотнение выбуренной породы.
Уп - объем скважины, который определяется:
Уп = К1 * п * R2 * L, м3
где К1 - коэффициент кавернозности;
R - радиус скважины, м;
L - глубина скважины, м.
Объем отработанного бурового раствора:
где К1 - коэффициент, учитывающий потери бурового раствора, уходящего со шламом при очистке на вибросите, пескоотделителе и илоотделителе (в соответствии с РД 39-3-819-91, К1 = 1,052);
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.1,2 - коэффициент, учитывающий разуплотнение выбуренной породы; Уц - объем циркуляционной системы буровой установки.
Объем буровых сточных вод (Убсв) рассчитывается по формуле:
Убсв = 2 * Уобр, м
Расчёт объемов образования бурового шлама, отработанного бурового и буровых сточных вод при бурении скважины N-1 в Каспийском море приведен в табл. 1 [5].
Расчёт отходов при бурении
№ Наименование Конструкция скважины
1 Диаметр долота, мм 711,2 660,4 406,4 311,1 215,9
2 Глубина спуска колонн, м 145 540 1150 2600 3300
3 Длина интервала ствола скважины, м 83 395 610 1450 700
4 Площадь 2 сечения, м 0,40 0,3424 0,130 0,076 0,037
5 Коэффицие нт кавернозно сти 1 1,3 1,15 1,15 1,2
6 Объем интервала скважины, м3 32,9 175,8 91,0 126,7 30,7
7 Итого объем всей скважины, Vn, м3 457
8 Объем шлама по интервалам ; м3 39,48 210 109,2 152,04 36,84
9 Суммарный объем шлама, м3 547,56
9 Объем циркуляционной системы буровой установки, м3 150
10 Объем отработанного бурового раствора с учетом коэффициента, м3 651,92
11 Объем буровых сточных вод, м3 1303,84
12 Итого отходов бурения, м3 2503,32
1. Инструкция по охране окружающей среды при бурении скважин на нефть и газ на суше (РД 39-133-94). - М.: Роснефть, 1994.
2. Большой энциклопедический политехнический словарь. М.: Мультитрэйд, 2004
3. Компания M-I Дриллинг Флюидз, Учебник по буровым растворам для инженеров. - M-I drilling fluids technical library, 1991.
4. Балаба В.И., Колесов А.И., Коновалов Е.А. Проблемы экологической безопасности использования веществ и материалов в бурении. - М.: ИРЦ Газпром, 2001.
5. Оценка воздействия на окружающую среду строительства разведочной скважины N-1 на структуре Нурсултан участка «Н», ТОО «SED», 2001.
Безопасное обращение с технологическими отходами бурения
В процессе производственной деятельности буровых предприятий на окружающую среду оказывается существенное техногенное воздействие технологических процессов бурения и освоения, и именно поэтому вопросы охраны окружающей среды являются немаловажными. Предприятия нефтяной и газовой промышленности стремятся совершенствовать технологии по сбору, хранению и утилизации ТОБ. Мероприятия, направленные на снижения уровня и объемов загрязнения природной среды, составляют основу экологически безопасной малоотходной технологии бурения скважин.
Комплекс природоохранных мер включает в себя мероприятия по очистке, обезвреживанию и утилизации производственно-технологических отходов бурения, которые образуются на следующих этапах строительства скважин [3]:
· В процессе бурения;
· При приготовлении бурового и тампонажного раствора;
· При внутриобъектовых перекачках ГСМ;
· При возникновении аварий, следствием которых является разлив технологических жидкостей.
К технологическим отходам бурения относятся:
· Буровые сточные воды (БСВ);
· Отработанный буровой раствор (ОБР);
· Буровой шлам (БШ);
Буровые сточные воды (БСВ) – по своему составу являются многокомпонентными суспензиями, содержащими до 80% мелкодисперсных примесей, обеспечивает высокую агрегатную устойчивость. Загрязняющие вещества, содержащиеся в буровых сточных водах, подразделяются на взвешенные, растворимые органические примеси и нефтепродукты.
Отработанный буровой раствор (ОБР) – один из видов отходов при строительстве скважины. О загрязняющей способности отработанного бурового раствора судят по содержанию в нем нефти и органических примесей, оцениваемых по показателю ХПК, по значению водородного показателя pH и минерализации жидкой фазы. Именно эти показатели свидетельствуют о том, что ОБР является опасным загрязнителем окружающей среды.
Буровой шлам (БШ) – выбуренная порода, отделенная от бурового раствора очистным оборудованием. Буровой шлам по минеральному составу нетоксичен. Удельная плотность бурового шлама в среднем равна – 2,1 т/м 3 , при соприкосновении с буровым раствором происходит разбухание выбуренной породы согласно РНД 03.1.0.3.01-2002 и удельная плотность уменьшается на величину коэффициента разбухания породы 1,2, таким образов удельная плотность бурового шлама при контакте с буровым раствором составляет 2,1:1,2 = 1,75 т/м 3 .
Замазученный грунт – образуется при работе бурового оборудования, автотранспорта, при наливе и сливе ГСМ в ёмкости и т.д.
Работы, связанные со сбором, хранением, отгрузкой и транспортировкой отходов в бурении, требуют обязательного соблюдения требования техники безопасности всеми работниками, так или иначе задействованными для выполнения соответствующих работ.
Все рабочие должны иметь спецодежду, а так же средства индивидуальной защиты, предусмотренные нормами производственной безопасности. Используемая в процессе работы техника должна быть исправна, рабочие места должны быть освобождены от посторонних предметов, освещены.
Расчет объема технологических отходов бурения для скважины
Рассчитаем объем выбуренной породы при строительстве скважины [3]. Исходные данные приведены в табл. 1.
Исходные данные по скважине
| № п/п | Наименование | Конструкция скважины | |||
| Направл. | I Пром. колонна | Кондуктор | II Пром. колонна | Экспл. колонна | |
| Диаметр скважины Dскв, м | 0,590 | 0,490 | 0,3937 | 0,2953 | 0,2159 |
| Длина интервала L, м | |||||
| Коэффициент кавернозности, k | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,1 |
1) Рассчитаем объем выбуренной породы согласно формуле:
где Vн, Vп1, Vк, Vп2, Vэ – объемы выбуренной породы на соответствующем интервале бурения.
2) Объем выбуренной породы на каждом из интервалов бурения определяется по формуле:
где Dсквi – диаметр скважины на i-ом интервале, k – коэффициент кавернозности, Li – длина i-го интервала.
Теперь рассчитаем объем выбуренной породы на каждом интервале, согласно (2).
Vн = 0,785?0,590 2 ?1,2?30 = 9,84м 3 .
· I промежуточная колонна:
Vп1 = 0,785?0,490 2 ?1,2?95 = 21,49м 3 .
Vк = 0,785?0,3937 2 ?1,2?255 = 37,23м 3 .
· II промежуточная колонна:
Vп1 = 0,785?0,2159 2 ?1,1?1150 = 46,29м 3 .
Рассчитаем общий объем выбуренной породы согласно (1):
Vпор = 9,84 + 21,49 + 37,32 + 55,04 + 46,29 = 169,89м 3 .
3) Рассчитаем объем шлама по формуле:
где 1,2 – коэффициент, учитывающий разуплотнение выбуренной породы.
Таким образом, объем шлама по формуле (3):
Vш = 1,2?169,89 = 203,87м 3 .
4) Рассчитаем объем отработанного бурового раствора (ОБР):
где kп – коэффициент, учитывающий потери бурового раствора, уходящего со шламом при очистке на вибросите, пескоотделителе и илоотделителе (в соответствии с РД 39-3-819-91, kп = 1,052); Vц – объем циркуляционной системы буровой установки.
Объем циркуляционной системы буровой установки определяется исходя из класса буровой. Для буровой установки БУ – 2500/160 ЭП объем циркуляционной системы равен 105м 3 .
Таким образом, согласно (4) объем ОБР:
VОБР = 203,87?1,052 + 0,5?105 =266,97м 3 .
5) Рассчитаем объем буровых сточных вод (БСВ):
Таким образом, согласно (5) объем БСВ:
VБСВ = 2?266,97 = 533,94м 3 .
6) Рассчитаем объем шламового амбара:
Таким образом, согласно (6) объем шламового амбара:
VША = 1,1(203,87 + 266,97 + 533,94) = 1105,26м 3 .
Результаты расчет представлены в табл. 2.
| № п/п | Наименование | Значение |
| Общий объем выбуренной породы Vпор, м 3 | 169,89 | |
| Объем шлама Vш, м | 203,87 | |
| Объем отработанного бурового раствора VОБР, м 3 | 266,97 | |
| Объем буровых сточных вод VБСВ, м 3 | 533,94 | |
| Объем шламового амбара, м 3 | 1105,26 |
Как видно из расчета, объем экологически небезопасных отходов весьма велик. Исходя из этого, шламовые амбары являются источником повышенной опасности для окружающей среды. Поступления токсических веществ из шламовых амбаров в грунтовые воды обычно происходит вследствие отсутствия или некачественной гидроизоляции дна и стенок амбаров.
Необходимо качественно изолировать шламовый амбар, чтобы не допустить поступления токсических веществ в грунт. Работы по изоляции шламового амбара представлены на рис. 4.
Расчет параметров режима бурения
Под режимом бурения понимают комплекс субъективных факторов, которые определяют эффективность работы породоразрушающего инструмента на забое скважины. Каждый из этих факторов называется режимным параметром.
В качестве основных режимных параметров можно выделить следующие: нагрузка на долото Рд, кН; частота вращения инструмента n, мин -1 ; расход промывочной жидкости, Q, л/с; тип и качество циркуляционного агента.
Сочетание режимных параметров бурения, которое обеспечивает наилучшие показатели углубления скважины, наиболее высокую эффективность работы породоразрушающего инструмента и необходимое качество буровых работ с использованием имеющегося оборудования, называется оптимальным режимом бурения. Такой режим бурения устанавливают для конкретных геологических условий с учетом характеристик имеющегося оборудования для наиболее эффективного его использования.
Расчет параметров режима бурения ведется для каждой выделенной пачки горных пород применительно к конкретному типу долота и способу бурения.
1. Применительно к выбранным долотам и в соответствии с геологическими условиями бурения и профилем ствола скважины проектируют в гармоническом сочетании параметры (Рд, Q, n)
Соотношение между Рд, Q, n должно, безусловно, обеспечивать возможность выполнения планового задания по скорости проходки.
2. Для осуществления заданного режима выбирают соответствующий инструмент и буровое оборудование.
3. Во многих случаях соотношение между Рд, Q, n приходится задавать применительно к имеющемуся оборудованию на буровой. Тогда соотношение между Рд, Q, n должно быть гармоническим и обеспечивать полное использование потенциальных возможностей буровой установки.
При вращательном бурение режим работы долота принято задавать следующими параметрами:
1. осевой нагрузкой на долото, кН;
2. частотой вращения долота, об/мин;
3. количеством промывочной жидкости или воздуха, подаваемых на забой для выноса разрушаемой горной породы и охлаждения инструмента, м3/с.
На взаимодействие долота с горными породами оказывают существенное влияние состав и параметры буровых растворов, которые проектируется , главным образом, в соответствии с геологическими условиями проводки скважин, а поэтому будут рассмотрены при проектирование их промывки. При нагружении долота осевой нагрузкой Рд создается необходимое для разрушения горной породы напряженное состояние и осуществляется отбор энергии от вращающегося инструмента для обеспечения последовательного разрушения породы по всему забою. Осевая нагрузка Рд
где Рmax.уд – интенсивность осевой нагрузки, МН на 1 см диаметра D долота. Предельное значение Рmax.уд составляют 0,002…0,016 МН/см, причем меньшим диаметрам долота соответствует нижний предел, а большим – верхний.
Рекомендуемые значения Рmax.уд приведены на рис. 1.2 и в табл. 1.8.
Режимы эксплуатации долот
| Горные породы | Рmax.уд,кН/мм |
| Весьма мягкие | 0,2 |
| Мягкие и среднемягкие, а также мягкие средней твердости и твердые | 0,2-0,5 |
| Средней твердости с прослойками твердых | 0,5-1,0 |
| Твердые | 1,0-1,5 |
| Крепкие и очень крепкие | 1,5 |
Рекомендуемые значения Рmax.уд для лопастных долот: 0,1…0,4 кН/мм.
Допустимые осевые нагрузки на долота различных серий (в зависимости от диаметра долота) в соответствии с ГОСТ 20692-75 лимитируется прочностью вооружения долота и подшипников (табл. 1.9).
Допускаемые осевые нагрузки при эксплуатации различных типов долот, кН
(по ГОСТ 20692-75)
| Диаметр долота, мм | ГВ, ЦВ | П1 | ГНУ | ГАУ |
| 139,7 | — | — | ||
| 146,0 | — | |||
| 161,0 | — | |||
| 165,1 | — | |||
| 190,5 | ||||
| 215,9 | ||||
| 244,5 | ||||
| 269,9 | ||||
| 295,3 | ||||
| 311,1 | ||||
| 349,2 | — | — | ||
| 393,7 | — | — | ||
| 444,5 | — | — | ||
| 490,0 | — | — |
Для удобства проектирования режимов бурения можно использовать графики, приведенные на рис. 1.2, а также данные, приведенные в табл. 1.9.
Следует отметить, что породоразрушающие инструменты, оснащенные алмазно-твердосплавными пластинками и резцами, эксплуатируются при нагрузках на порядок меньших, чем для шарошечных долот.
По частоте вращения различают три режима работы:
3) высокооборотное бурение – nД > 450 об/мин.
Сочетания частот вращения и удельных осевых нагрузок на долота различных серий приведены на графике (рис. 1.2). Верхнему уровню значений осевых нагрузок на долото соответствует нижний уровень частот вращения, и наоборот.
Частоту вращения, кроме того, можно найти в зависимости от категории твердости горной породы или типа долота, исходя из того, что для пород I-II категорий (долота типа М) рекомендуемая частота вращения составляет 200…300 мин -1 , а для пород XI-XII категорий (долота типа ОК) – 50-70 мин -1 , вращателя ротора – 100 об/мин.
В процессе бурения скважины происходит непрерывно-ступенчатое изменение потребляемой ротором мощности. Это обусловлено последовательным увеличением длины бурильной колонны, ступенчатым уменьшением диаметра используемых долот, а также изменением режимов бурения Рд, Q, n, по мере углубления скважины.
В предварительных расчетах частоту вращения стола ротора в зависимости от текущей и конечной глубины бурения вычисляют по эмпирической зависимости, принятой Уралмашзаводом:
Расход бурового раствора предварительно подбирается из этих трех условий.
1. Из условия очистки забоя определяется расход Q1:
– площадь забоя скважины, дм 2 ,
D – диаметр долота.
2. Из условия подъема шлама в кольцевом зазоре между бурильными трубами и стенкой скважины определяется расход Q2:
где Vвп – необходимая скорость восходящего потока жидкости, м/с; Fк – площадь кольцевого зазора,
где – диаметр бурильной трубы. Рекомендуемые значения Vвп приведены в табл. 1.10 или на графике (рис. 1.2).
3. Из условия обеспечения работы гидравлического забойного двигателя определяется расход QЗ:
Из трех полученных расходов Q1, Q2 и Q3 принимается наибольший.
Расход промывочной жидкости определяется исходя из скорости восходящего потока Vвп, которая для пород мягких составляет 1,5 м/с, а для очень крепких – 0,4 м/с.
Для остальных пород скорость восходящего потока определяется линейной интерполяцией или по формуле:
где – расход промывочной жидкости, м 3 /с; — коэффициент, учитывающий увеличение диаметра скважины, для очень мягких пород (песок) , для крепких пород ; – диаметр скважины, м; – диаметр бурильных труб, м; Vвп – скорость восходящего потока, м/с, для мягких пород Vвп =1,5 м/с, для очень крепких пород Vвп =0,4 м/с.
Экология и безопасность в техномире
[Расчет образования отходов] Буровой шлам ННБ
Модератор: Raccoon
[Расчет образования отходов] Буровой шлам ННБ
Нормативы образования бурового шлама и бурового раствора
Дорогие экологи! Кому-нибудь приходилось нормировать образование бурового шлама и бурового раствора при строительстве переходов методом горизонтально-направленного бурения? Существуют ли какие-нибудь нормативные документы, которые точно определяют количество этих отходов?
Наши достижения всегда соответствуют нашим амбициям РоманБуровой шлам
Конецно существует ! В каждом нефтедобывающем предприятии есть отдел по бурению ! Вы приходите туда, и говорите, что Вам нужен проект на бурение и указываете свои кусты или номера скважин . В данных проектах как правило отражен объем бурового шлама, буровых сточных вод и бурового раствора от разбуривания одной скважины. Там же в этом проекте есть формулы, как все это считалось. Но если честно считать это не просто, по крайней мере если никогда этим не занимался ! Для снижения воздействия на окружающую среду при производстве работ методом ННБ Рабочим проектом для бурения наклонно-направленной скважины рекомендуется применить высококачественный бентонит, содержащий в своем составе все необходимые добавки.Применяемый бентонит является экологически безопасным. Содержание в нем тяжелых металлов ниже ориентировочных значений предписания об очистке воды, которых следует придерживаться при использовании на сельскохозяйственных площадях. Они также ниже до-пустимого содержания тяжелых металлов в культурных почвах и соответствуют средне до-пустимому содержанию в естественных глинистых минералах. Активные соединения, присут-ствующие в бентоните, с точки зрения токсикологии, являются малоопасными и допущены даже для приготовления пресной воды. Органические компоненты, добавляемые к бентониту в количестве 0,5 %, принципиально допущены в качестве добавок к продуктам питания.
После окончания работ амбары для выбуренной породы, приямки и каналы засыпаются местным грунтом, поверхность земли рекультивируется. Остатки бентонитового раствора и выбуренной породы, образовавшиеся при буровых работах и представленные бентонитовым раствором с частицами грунта, подлежат захоронению на месте производства работ, в отры-ваемых котлованах или в специализированных местах, согласованных с местными природо-охранными органами.
Расчет объемов образования отходов бурения
В процессе строительства образуются отходы: отработанный буровой раствор (ОБР) водной основы и выбуренная порода.
Масса бурового раствора, попадающего в отходы вместе с выбуренной породой, исходя из плотности бурового раствора 1150 кг/м3, будет составлять:
МБР= 1820 м3 0,3 1150 кг/м3 10-3 0,4=251,16 т.
0,4– коэффициент, учитывающий поглощение бурового раствора грунтами, принятый на основе фактических данных, полученных при бурении скважин в аналогичных геологических условиях.
Масса выбуренной породы, исходя из плотности 2000 кг/м3 и при расширении скважины до диаметра 600 мм, будет составлять:
МВП= 223,25 м3 2000 кг/м3 10-3=446,5 т.
Общая масса отходов бурения, уходящая в отходы после окончания строительства сква-жины, будет составлять:
МШ= 251,16 + 446,5 =697,66 т.
Объем отходов бурения, исходя из средней плотности 1600 кг/м3, будет составлять:
Vш=(697,66 103)/1600= 436 м3
Применяемый бентонит представляет собой белую глину и с позиций экологической безопасности является инертным веществом, а с точки зрения химического состава представ-лен окислами кальция, кремния и алюминия. В воде нерастворим, образует коллоидную сус-пензию. Выбуренная порода представляет собой смесь легких и тяжелых суглинков, песка и глин, которая является инертными компонентами для природной среды.
Для предупреждения загрязнения почвы отходами бурения на монтажных площадках отрываются амбары для выбуренной породы. Гидроизоляция стенок амбаров для выбуренного грунта не требуется, т.к. бентонитовые глины, используемые для приготовления бурового рас-твора, являются природными минералами монтмориллонитовой группы, которые при контак-те с водой переходят в пластическое соединение и образуют на стенках амбаров так называе-мый настенный кейк - пленкообразный вязкий слой, герметизирующий поры и останавли-вающий фильтрационные способности грунта.
Методические указания по определению объемов отработанных бурильных растворов и шламов при строительстве скважин. РД 39-3-819-91
1.1. Настоящие "Методические указания. " позволяют по единой схеме проводить количественную оценку объемов отработанных буровых растворов (ОБР) водной основы и шлама, образующихся в процессе строительства скважин в различных геолого-технических условиях.
1.2. ОБР и шлам содержат в своем составе химические реагенты, минеральные примеси и нефтепродукты и, попадая в почвы и водные объекты загрязняют их. В целях предотвращения загрязнения объектов природной среды в проектах на строительство скважин предусматривается утилизация или захоронение ОБР и шлама.
1.3. "Методические указания. " позволяют обосновать в проектах на строительство скважин количество технических средств и сооружений, необходимых для сбора, хранения, транспортировки, утилизации или захоронения ОБР и шлама, уходящих в отходы.
1.4. Под отработанным буровым раствором (ОБР) понимается буровой раствор, исключаемый из технологических процессов строительства скважин, который накапливается на территории буровой и подлежат утилизации и захоронению.
1.5. Под утилизацией ОБР на современном уровне развития техники и технологии понимается:
- полное или частичное использование ОБР для приготовления нового бурового раствора, необходимого при проходке последующих интервалов данной скважины;
- повторное использование его для бурения других скважин;
- регенерация активных компонентов из бурового раствора.
1.6. Под буровым шламом понимается смесь выбуренной породы и бурового раствора, удаляемых из циркуляционной системы буровой различными очистными устройствами.
1.7. Расчет объемов отработанного бурового раствора и шлама производится на стадии составления проектов на строительство нефтяных и газовых скважин проектной организацией или ее частью. Результаты расчетов служат основанием для осмечивания мероприятий по охране окружающей среды.
2. Принципы определения объемов отработанных буровых растворов и шлама
2.1. В основу подхода по определению объемов ОБР и шлама положены расчетные методы.
2.2. Основным принципом, которым руководствуются при определении объемов ОБР, является принцип расчета объемов ОБР по интервалам бурения, заданных конструкцией скважин и типом бурового раствора.
2.3. Объем ОБР, уходящего в отходы, складывается из избыточных объемов растворов, используемых при освоении скважин. При этом основными причинами образования и накопления избыточных объемов растворов являются:
- наработка раствора при разбуривании интервалов, сложенных глинистыми породами;
- замена одного типа бурового раствора на другой;
- замена бурового раствора, используемого для бурения под эксплуатационную колонку, на раствор другого типа для освоения скважин;
- проведение ряда дополнительных технологических операций, не предусмотренных проектом на бурение скважин (например, ликвидация осложнений).
2.4. Объем (в %) повторно используемого ОБР в каждом конкретном случае устанавливается по фактическим данным с учетом конкретных геолого-технических условий проводки скважин.
2.5. Расчет объемов ОБР производится по формулам, приведенным в разделе 4.
3. Исходная информация для определения ОБР и шлама
3.1. Основными источниками исходной информации для определения объемов отработанных буровых растворов являются:
- регламенты на буровые растворы.
3.2. Перечень основных исходных данных для выполнения расчетов объемов ОБР и шлама приведены в таблице 1. Здесь же указаны источники получения необходимой информации.
4. Определение объемов отработанных буровых растворов и шлама
4.1. Расчет объемов ОБР проводится по формулам, представленным в таблице 2. Все обозначения показателей, входящие в формулы таблицы 2, соответствуют приведенным в разделе 3 настоящих "Методических указаний . ".
4.2. Объемы ОБР по скважине определяют суммированием объемов, образующихся после бурения каждого интервала и объема, необходимого для освоения. Расчет объемов ОБР производится по формулам (1)-(18).
4.2.1. Объем ОБР, уходящего в отходы после бурения конкретного (1-го) интервала, представляет собой раствор, применявшийся при бурении, за минусом объемов повторно используемого для разбуривания последующих интервалов и теряемого в затрубном пространстве при креплении.
Объем бурового раствора, применяемого для бурения 1-го интервала, складывается из объема раствора, определяемого в соответствии с требованиями правил безопасного ведения буровых работ, потерь на фильтрацию на очистных сооружениях и объемов наработки за счет перехода в раствор части выбуренной глинистой породы.
4.2.2. Если в разрезе интервала бурения отсутствуют глинистые породы, то наработку бурового раствора не рассчитывают.
4.3. Объем отходов, образующихся после проведения дополнительных технических операций, связанных с ликвидацией осложнений и аварий, рассчитывают в соответствии с действующими нормативно-методическими и руководящими документами, регламентирующими такие работы. В таком случае объемы отходов рассчитывают в процессе бурения скважины.
4.4. Рекомендуемая примерная форма подготовки исходных данных для расчета ОБР представлена в Приложении 4.
4.5. Объем бурового шлама, уходящего в отходы после окончания строительства скважин, определяют по формулам (19)-(22) (таблица 2).
Перечень
Информации, необходимой для расчета объемов отработанных буровых растворов и шлама
*(2) Степень очистки бурового раствора определяется как сумма значений степени очистки конкретных очистных устройств, используемых при бурении скважины
*(5) Значение "В" принимается равным 0,00072 при температуре в скважине t < 130°C, 0,00267 при t = 130-160°С и 0,00300 при t > 160°С
Формулы и порядок расчета объемов отработанного бурового раствора и шлама при строительстве скважины
Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Методические указания по определению объемов отработанных бурильных растворов и шламов при строительстве скважин. РД 39-3-819-91
Приложение 11. Схема расчета объемов отходов бурения и шламового амбара.
1. Объем выбуренной породы при строительстве скважин рассчитывают с использованием табл.1.
| N п/п | Наименование | Конструкция скважины (ди- аметр обсадных колонн) |
| 1. 2. 3. 4. 5. | Диаметр скважины Di, мм Длина интервала ствола скважины li, м Площадь сечения, кв.м Коэффициент кавернозности ki Объем интервала скважины, куб.м | |
| Итого: объем всей скважины Vn, куб.м |
2. Объем шлама: Vш = Vn х 1, 2,
где 1, 2 - коэффициент, учитывающий разуплотнение выбуренной породы.
3. Объем отработанного бурового раствора, сбрасываемого в прискважинный амбар (при условии повторного использования), определяется из расчета 25% от объема исходного и наработанного БР:
Vобр = 0,25Vn х K1 + 0,5Vц,
где K1 - коэффициент, учитывающий потери бурового раствора, уходящего со шламом при очистке на вибросите, пескоотделителе и илоотделителе (в соответствии с РД 39-3-819-91 K1 = 1,052);
Vц - объем циркуляционной системы буровой установки, определяется в соответствии с табл.2.
Исходные данные для расчета объема циркуляционной системы
| Глубина бурения, м | Тип буровой установки | Полезный объем циркуля- ционной системы, м3 |
| 2000 | БУ-2000 | 90 |
| 2500 | БУ-2500 | 90 |
| 3000 | БУ-3000 | 120 |
| 4000 | БУ-4000 | 150 |
| 5000 | БУ-5000 | 180 |
| 6000 | БУ-6000 | 240 |
| 8000 | БУ-8000 | 300 |
| 10000 | БУ-10000 | 360 |
4. Объем буровых сточных вод при внедрении оборотной системы водоснабжения (Vбсв) рассчитывается по формуле
5. Расчет объема шламового амбара (Уша) производится по следующей формуле:
<< Приложение 10. Полигон (шламохранилище) для захоронения и обезвреживания отходов бурения II-III класса токсичности. | Приложение 12. >> Разрешение на захоронение отходов. |
| Содержание Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного. |
Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Эколого-экономический анализ предотвращенного ущерба почве как объекту окружающей среды при утилизации буровых шламов
Земля является пространственным базисом для жизни и деятельности человека. Земельные ресурсы — это часть мирового земельного фонда, которая пригодна для хозяйственного использования. Они создают основу для сельскохозяйственного производства, ведения лесного хозяйства, размещения промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т. д.
При неправильном и расточительном хозяйствовании происходят значительные потери продуктивных земель и загрязнение их токсичными и вредными веществами, приводящие к деградации земель [1].
В процессе бурения нефтегазовых скважин образуются токсичные отходы бурения, которые преимущественно размещаются в шламовых амбарах.
Шламовые амбары с токсичными отходами бурения выводят из оборота огромные площади земель. При строительстве амбаров вырубаются деревья, кустарники, уничтожается надпочвенный покров, происходит отчуждение земель. При нарушении гидроизоляции шламового амбара происходит загрязнение почвы химическими веществами, входящими в состав буровых отходов. При этом в результате миграции загрязняющих веществ возможно загрязнение подземных водоносных горизонтов.
Цель настоящей работы заключается в оценке суммарного эколого-экономического ущерба (вреда) почве, как объекту окружающей среды, от размещения буровых шламов в шламовых амбарах и анализе предотвращенного ущерба (вреда) почвам при утилизации буровых шламов с получением дорожно-строительных смесей.
Экологический ущерб (вред) — фактические экологические, экономические или социальные потери, возникшие в результате нарушения природоохранного законодательства, хозяйственной деятельности человека, стихийных бедствий и катастроф. Ущерб проявляется в виде потерь природных, трудовых, материальных, финансовых ресурсов в народном хозяйстве, а также ухудшения социально-гигиенических условий проживания населения [2].
Для расчета суммарного эколого-экономического ущерба (вреда) почве от размещения бурового шлама в шламовом амбаре произведен расчет объема шламового амбара из расчета того, что средняя глубина бурения нефтегазовых скважин составляет 3000 м.
Согласно Инструкции по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше [3] общий объем отходов бурения складывается из объема шлама, который образуется в результате вырубки породы, отработанного бурового раствора и буровых сточных вод.
Расчет объема выбуренной породы для глубины бурения 3000 м при строительстве скважин приведен в таблице 1.
Читайте также: