Отходы продукции нефтяных и газовых скважин и их утилизация

Охрана окружающей среды при текущем и капитальном ремонтах скважин

Охрана окружающей среды при добыче нефти и газа

Как известно, более половины действующего фонда морских скважин Каспия эксплуатируется фонтанно-компрессорным спосо­бом. Для сохранения установленного режима эксплуатации этих скважин и увеличения их дебита систематически проводят следую­щие мероприятия:

– проверку и смену штуцеров фонтанных сква­жин;

– замер дебита и устьевых параметров скважин;

– очистку подъ­емных труб от парафиновых отложений

– подкачку жидкости в затрубное и кольцевое пространства;

– геолого-технические меро­приятия;

– обработку призабойной зоны скважин для увеличения проницаемости и крепления этой зоны;

– промывку скважин от пес­чаных пробок и т. д.

При выполнении всех этих работ возможно загрязнение моря нефтью, нефтепродуктами, химическими реагентами, пластовым пе­ском и т.д.

Текущий и капитальный ремонты скважин являются одними из основных источников загрязнения моря нефтью, нефтесодержащими водой и песком, а также химически обработанными промывоч­ными жидкостями.

Предотвращение загрязнения моря отходами ремонта скважин достигается:

– путем использования при ремонте скважин закрытой системы циркуляции промывочной жидкости;

– сбором и вывозом или обезвреживанием на месте отходов ремонта с последующим сбросом их в море;

– применением различных приспособлений для очистки наружной поверхности труб и штанг от нефти и промы­вочной жидкости;

– сбросом и откачкой жидкости, стекающей с внутренней полости труб на мостки;

– применением устьевых малогабаритных противовыбросовых устройств.

В составе продукции скважин нефтегазовых месторождений Каспия наряду с основными компонентами — нефтью, конденсатом и газом содержатся неизбежные их спутники в виде отходов этого процесса: пластовая высокоминерализованная вода и песок.

В отечественной практике пластовые воды применяют в системе поддержания пластового давления (ППД), а в ряде случаев за­качивают и в поглощающие горизонты, что является мерой ути­лизации токсичных отходов технологического процесса.

Существуют и другие способы создания малоотходных процес­сов.

За рубежом применяют различные способы ограничения водопритоков в неф­тяных скважинах. С этой целью во многих случаях применяют водоупругие жидкости, за счет чего достигается селективность про­цесса. В качестве вязкоупругой жидкости применяют водораство­римые полимеры типа пушер-500 и пушер-700. Для селективной изоляции вод применяют также гелеобразующую композицию. При этом выбирают пласты, содержащие соответствующие компоненты для гелеобразования при контакте с закачиваемым реагентом.

В отечественной практике применяются различные методы изо­ляции вод водорастворимыми полимерами типа полиакриламид. Заменителем этого полимера является пушер-500 и пушер-700 аме­риканского производства. Полимеры полиакриламид, пушер-500 и пушер-700 также пригодны для вытеснения нефти из пластов, что приводит к резкому сокращению обводненности продукции сква­жин.

Учитывая, что пласты некоторых морских нефтегазовых место­рождений Каспия сложены из слабосцементированных пород, тех­нологический процесс добычи сопровождается выносом пластового песка на дневную поверхность при допустимых отборах.

Для борьбы с пескопроявлением в СНГ и за рубежом приме­няются различные методы крепления рыхлых коллекторов в призабойной зоне и создаются различные фильтры.

Если поступление песка из пласта в скважину предотвратить не удается, то для утилизации выносимого песка его необходимо очищать от нефти и в дальнейшем использовать как строитель­ный материал.

Безотходная технология добычи попутного и природного газов предусматривает, прежде всего, полную герметизацию системы сбора и ликвидацию выбросов газа в атмосферу. Достигается это своевременным обустройством месторождения сетью газосборных и транспортных трубопроводов и применением при необходимости компрессорных установок, сжимающих газ для его транспортиро­вания или использования непосредственно на месторождении для добычи нефти газлифтом, нагнетания в пласты или в качестве топлива в энергетических установках.

Локализация и ликвидация нефти и нефтепродуктов с водной поверхности

Очистка поверхности водоема от нефти и нефтепродуктов осложняется рядом факторов:

– высокой вязкостью нефти, что затрудняет её отделение от воды;

– значительными площадями очистки;

– подвижностью нефтяных пятен под действием ветра и течений;

– гидрометеорологичес­кими условиями и др.

Для очистки водной поверхности и ликвидации разливов нефти созданы устройства, основанные на различных принципах действия. Разлившуюся нефть удаляют с помощью отдельных методов и технических средств, или их комплекса, обеспечивающих локализацию нефтяного загрязнения, сбор нефти с помощью механических средств, поглощение ее сорбентами, рассеивание нефтяных пленок химическими или биологическими препаратами, сжигание нефти и др.

В практике удаления нефти с водной поверхности широко применяют термический, механический, гидробиологический и физико-химический- методы. Наряду с достоинствами этих методов необходи­мо иметь в виду и их недостатки.

При термическом способе (поджоге нефти) морские стационарные и подвижные инженерные сооружения могут оказаться в эпицентре горящего пятна нефтяного поля, перемещающегося по поверхности моря под воздействием течения и ветра.

Недостатки гидробиологического способа -прекращение бактери­ального разложения при температуре морской воды ниже 10°С и невозможность утилизации разлитой нефти.

Механический способ требует применения дорогостоящих техни­ческих средств. Кроме того, в местах механического сбора на поверхности моря остается тонкая пленка нефти, а концентрация углеводородов в воде достигает нормы лишь через 300-400 сут после очистки района загрязнения.

Физико-химический способ характеризуется отрицательным воз­действием на бентос диспергентов и других химических препаратов, относительно невысокой поглощаемостью нефти по сравнению с ее собственной массой (особенно нефти повышенной вязкости при использовании сорбентов).

Основные технические средства локализации нефтяного загрязне­ния- боновые заграждения.

Конструкция бонового заграждения состоит из плавающей, экранирующей и балластной частей. Плавучая часть бона может быть выполнена в виде отдельных поплавков, заполненных воздухом. Экранирующая часть представляет собой гибкую и жесткую пластину, прикрепленную к плавучей части бона и нагруженную для придания устойчивости балластной цепью, трубой или растяжками.

В настоящее время известно около 150 видов боновых заграждений, выпускаемых зарубежными фирмами.

U-образный способ установки боновых заграждений на акватории применяется для локализации нефтяных резливов, которые дрейфуют под влиянием ветра и течения, действующих продолжительное время в одном направлении (рис. 3). Заграждения закрепляются на якорях за оба конца или удерживаются с помощью плавсредств либо буксируются в качестве трала. Когда требуется значительная длина заграждений (в случае крупного разлива), боны устанавливают на промежуточных якорях через 30—45 м.

Рис. 3. Типовая схема ограждения и сбора нефти в районе нефтегазодобычи: 1 - буксир; 2 - 200м бонов «Т - Т»; 3 - нефтесборное устройство; I - направление движения; II - разлив нефти

Технические средства для механического сбора нефти и нефтепро­дуктов с поверхности загрязненных участков моря можно разделить на две группы: нефтесборные устройства и специально оборудованные суда-нефтесборщики.

Нефтесборные устройства в зависимости от способа передвижения и крепления подразделяются на самоходные, стационарные, букси­руемые и насосные (устанавливаемые на различных плавсредствах), а по принципу сбора нефти и нефтепродуктов — на абсорбционные, адгезионные, пороговые, центробежные, всасывающие и др.

Для локализации или ликвидации больших разливов нефти на море при открытых фонтанах, разрывах подводных нефтепроводов, а также разрушениях нефтепромыслового хозяйства, вызванных стихийными бедствиями (ураган, шторм, ледовая обстановка и т. д.), служат экспедиционные суда, не имеющие ограничений по погодным условиям и районам плавания. Трюмы такого судна используются как емкости для собираемой с поверхности моря нефти. Специальные сепарационные устройства обеспечивают отделение соб­ранной нефти от морской воды.

Судно снабжено средствами для погрузки и спуска на воду нефтесборщиков, боновых заграждений и других технических средств, используемых для локализации, сбора и ликвидации разлива. На судне имеются гидрометеорологическая, гидрохимическая и биологическая лаборатории. Кроме того, судно снабжено автоматическими средства­ми наблюдения за районом разлива, направлением и скоростью движения разлитой нефти. Специальные средства обеспечивают опера­тивную связь и четкое взаимодействие всех участников операции по ликвидации разлива.

Схема ликвидации аварийного разлива нефти в открытом море с участием экспедиционного судна приведено на рис. 4.

Рис. 4. Схема ликвидации аварийного разлива нефти в открытом море с участием экспедиционного судна: 1 - нефтесборщик морской; 2 - нефтесборщик; 3 - средства авиаразведки; 4 - экспедиционное судно; 5 - нефтесборное устройство; 6 - нефтяная емкость; 7 - боновое заграждение

Особенностью отечественных нефтемусоросборщиков является их универсальность. Они могут собирать практически любые виды плавающих загрязнений, включая крупный мусор, очищать любые участки акваторий, в том числе в узких местах между судами, эстакадами и другими гидротехническими сооружениями.

Рис. 5. Сбор нефти и мусора в углах между причалами с использованием вто­рого нефтемусоросборщика или катера и бонов: 1 - нефтесборщик; 2 - боны; 3 - второй нефтемусоросборщик или катер; 4 - нефть и мусор; 5 - швартовы

Типовые схемы сбора нефти и мусора представлены на рис. 5-7

Кроме нефтемусоросборщиков для ликвидации разливов нефти применяют: впитывающие нефть боны, изготовленные из сетки, которая заполнена отходами синтетического губчатого материала; переносные устройства для сбора нефти производительностью 6 т/ч, которые могут быть использованы со вспомогательных судов и с берега.

Рис.6. Сбор нефти огражденного участка акватории: 1 – нефть; 2, 3 – нефтемусоросборщики (или нефтемусоросборщик и катер); 4 - боны

Рис. 7. Сбор нефти на дне акватории с применением бонов: 1 - нефтемусоросборщик; 2 - боны; 3 - буксировщики бонов; 4 - нефть

В последние годы для борьбы с загрязнением моря нефтью значительное распространение получают методы, основанные на свойствах различных материалов поглощать нефть из воды. Различают плавающие сорбенты плотностью менее 1000 кг/м³ и погружаемые сорбенты большей плотности. В качестве плавающих сорбентов применяют многие природные (торф, мох, сено) и искусственные (полиуретан, резина и др.) материалы. Искусственные сорбенты изготовляют из синтетических материалов и выпускают в виде гранул или полотнищ (полос) материи. Преимущество искусственных сорбен­тов по сравнению с природными заключается в возможности их повторного использования после регенерации. Гранулированные сор­бенты более эффективны, чем матерчатые, и применяются для удаления нефтяного загрязнения на больших площадях.

Дата добавления: 2014-12-29