Охрана недр и окружающей среды
Характеристика возможных источников загрязнения окружающей среды при креплении скважин
Крепление скважины включает в себя два процесса: спуск обсадных колонн и последующее их цементирование.
В процессе спуска колонн загрязнение окружающей среды может быть вызвано, например разливом ГСМ, то есть источники загрязнения те же, что и при бурении скважины.
Кроме того, в процессе спуска колонн, при несоблюдении режима спуска, могут происходить гидроразрывы пластов, что приведет к загрязнению пластов буровым или цементным раствором.
Впоследствии, из-за сообщения пластов, могут быть загрязнены, например водоносные пласты и даже поверхностные водоемы.
Основные опасности для окружающей среды при креплении скважины возникают в процессе цементирования обсадных колонн.
В этом случае источниками возможного загрязнения окружающей среды являются практически все применяемые машины и механизмы, так как для их работы используются Г. С. М.
Загрязнение окружающей среды возможно при затаривании цементного порошка в цементосмесительные машины или при перегрузках цементного порошка из цементовозов в СМН.
В процессе приготовления, обработки и закачивания цементного раствора также возможны рассыпания порошка и разлив раствора.
Загрязнение окружающей среды возможно при промывке цементировочного оборудования, производимом по окончанию цементирования.
При цементировании возможны гидроразрывы пластов в скважине с последующим засорением их цементным раствором или его фильтратом.
Мероприятия по охране природы и окружающей среды при креплении скважин
Для предотвращения загрязнения подпочвенных и межпластовых, пресных вод, используемых в районе ведения буровых работ в хозяйственных целях, интервал их залегания перекрывается обсадной колонной (кондуктором) с последующим цементированием.
Сам процесс крепления скважины является мероприятием по охране недр, так как обсадные колонны и тампонажный материал за ними разобщает горизонты друг от друга, препятствуя перетеканию флюидов.
Поэтому с точки зрения охраны недр к процессу крепления должны предъявляться требования особой надежности разобщения пластов,
Надежное крепление скважины предотвращает также образование грифонов.
В процессе цементирования обсадных колонн возможны утечки цементного раствора, продавочной или буферной жидкости, поэтому должны предъявляться строгие требования к герметичности агрегатов, устройств, трубопроводов и их соединений.
После окончания цементирования производится промывка емкостей и насосов цементировочных агрегатов, блока манифольда, осреднительной емкости и т.д. Вода после промывки не должна сбрасываться в водоемы, а должна направляться в амбарную систему буровой установки с последующей утилизацией по предусмотренным правилам.
Рисунок 1 – Схема конструкций скважины
Рисунок 2 – Схема профиля скважины
Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 629 ;
Охрана недр и окружающей среды при строительстве скважин
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.
Размер отводимых участков при проведении буровых работ зависит от назначения и глубины скважин, применяемого оборудования и привышечных сооружений. Так, например, для сооружения структурно-поисковых скважин с применением буровых установок с дизельным приводом на равнинном рельефе поверхности необходимы участки площадью 2500 м , а в горной местности — 3600 м . При использовании буровой установки БУ-50 Ар площадь земельных участков на равнинном и горном рельефе соответственно составляет НООО и 16000 м . Для размещения жилых поселков в зависимости от численности работавших отвод необходимых земель может дополнительно достигать 7400 м . Под котлованы для сброса нефти и буровых сточных вод, отработанных растворов объемом 240 м3 на равнинной местности необходимо 3500 м2, а 500 м3 — 4500 м2. Под металлические емкости для сбора нефтепродуктов объемом 200 м3 необходимы участки площадью 3500 м3.
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
Предусматриваемые в проектах технические средства, технологические процессы и материалы должны иметь инженерные обоснования , обеспечивающие предупреждение (исключение) 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;
— разработки новых рецептур буровых растворов , снижающих степень токсичности для объктов ОПС каждого компонента и системы в целом.
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;
— формирование путем соответствующей планировки технологических площадок , их гидроизоляцию и установку лотков для транспортировки стоков к узлу сбора;
— строительство накопительных амбаров, обеспечивающих раздельный сбор отходов бурения и продуктов испытания скважин по их видам;
— оборудование замкнутой системы водоснабжения с использованием металлических емкостей , а также контейнеров для сбора и вывоза шлама при безамбарном способе бурения;
— 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.
Дно и стенки сооружаемых земляных и насыпных котлованов должны гидроизолироваться . Гидроизоляция проницаемых грунтов может выполняться цементно-глинистой пастой или раствором толщиной не менее 10-15 см. В качестве одного из компонентов гидроизоляционного состава на основе цемента может использоваться отработанный глинистый буровой раствор. Для нанесения противофильтрационного покрытия рекомендуется применять цементировочный агрегат.
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.
Охрана окружающей среды и недр
Основные правила экологической безопасности ведения буровых работ на всех этапах строительства скважины регламентируются ВРД 39-1.13-057-2002.
Возможными источниками загрязнения окружающей среды при строительстве скважин являются:
1) буровые и тампонажные растворы и реагенты для их приготовления и обработки;
2) буровые сточные воды и буровой шлам;
3) пластовые минерализованные воды;
4) продукты испытания скважины;
5) продукты сгорания топлива при работе котельных и ДВС;
6) горюче-смазочные материалы;
7) хозяйственно-бытовые сточные воды и твердые отходы;
8) загрязненные ливневые сточные воды.
Влияние потенциальных загрязнителей на окружающую среду неодинаково и зависит от:
— типа буровой установки, способа монтажа и привода энергии;
— конструкции скважины и кустового основания;
— применяемого способа и технологии бурения;
— продолжительности строительства скважины;
— природно-климатических условий района;
— ситуационной и инженерно-геологической характеристики района;
— гидрогеологической характеристики поверхностных вод и состояния почв.
В данном курсовом проекте должны быть разработаны природоохранные мероприятия при бурении скважины, профилактические меры по предупреждению нарушений природной среды.
Во время буровых работ образующиеся сточные воды подлежат очистке и повторному их использованию. Очистка сточных вод для оборотного водоснабжения должна удовлетворять требованиям ОСТ 51-01-03-84.
Для сбора и хранения производственно-технологических отходов, следует запроектировать шламовый амбар. Расчет объемов отходов бурения и шламового амбара производится в соответствии с ВРД 39-1.13-057-2002.
Объем выбуренной горной породы Vгп, м 3 , при строительстве скважины определяем по формуле
где d — диаметр скважины, м;
Н— глубина скважины, м.
Объем шлама V шл, м 3 , определяем по формуле
где 1,2 – коэффициент, учитывающий разуплотнение горной породы.
Объем отработанного бурового раствора V отр, м 3 , определяется по формуле
где К1 — коэффициент потерь бурового раствора; К1 = 1,052;
Vц — объем циркуляционной системы буровой установки, м 3 .
Объем отработанного бурового раствора равен сумме значений объемов емкостей буровой установки и бурового раствора, циркулирующего в скважине.
Объем буровых сточных вод VБСВ , м 3 , определяется по формуле
Тогда объем шламового амбара V ша, м 3 , рассчитывается по формуле
Земляной амбар должен иметь достаточно высокую и надежную обваловку, которая бы не могла быть разрушена ливневыми водами. Дно и стенки амбара изолируются водонепроницаемой пленкой, чтобы хранящиеся в нем жидкости и химреагенты не могли проникнуть в грунтовые воды и естественные водоемы. Вокруг буровой установки должны быть сооружены сточные канавы для удаления сточных вод и пролитой промывочной жидкости в амбар. По окончании бурения необходимо предусмотреть работы по очистке и утилизации жидких отходов бурения:
Одним из важных природоохранных мероприятий при строительстве скважин является применение экологически безопасных буровых растворов, не оказывающих токсического и загрязняющего действия на объекты окружающей среды и человека. Поэтому в курсовом проекте рекомендуется использовать химические вещества 3, 4 класса опасности.
Выводы
В выводах приводится итоговая информация по разделам курсового проекта и в целом. В заключение выводов приводится основные направления совершенствования промывки скважин в проектном районе работ. К курсовой работе прилагается карта поинтервальной обработки скважин, выполняемая в виде таблицы на формате А3 (приложение В) для всех типов растворов.
Список Рекомендуемой литературы
1 Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности [Текст] : ПБ 08-624-03. Введ. 2003-07-01.– М.: Госгортехнадзор России, 2003. – 206 с.
2 Овчинников, В.П. Буровые и промывочные растворы [Текст]: Учебное пособие / В.П. Овчинников, Н.А. Аксенова.-Тюмень: Изд-во «Экспресс», 2011. — 309 с.
3 Овчинников, В.П. Промывочные жидкости для вскрытия терригенных коллекторов Уренгойской группы месторождений [Текст]: монография /В.П. Овчинников, В.В. Салтыков, О.В. Нагарев. — Тюмень:- Изд-во «Нефтегазовый университет», 2006.-218 с.
4 Салтыков, В.В. Биополимерсолевые промывочные жидкости [Текст]: монография /В.В. Салтыков, В.П. Овчинников, Н.А. Аксенова. – Тюмень: Изд-во «Нефтегазовый университет», 2007.- 233 с.
5 Рябоконь, С. А. Технологические жидкости для заканчивания и ремонта скважин [Текст] : монография / С. А. Рябоконь. — Краснодар : [б. и.], 2009. — 338 с.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Тюменский государственный нефтегазовый университет”
ИНститут Геологии и нефтегазодобычи
Кафедра “Бурение нефтяных и газовых скважин”
КурсовОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине “Буровые технологические жидкости”
Дата выдачи ________________ Срок предоставления ____________________________
Тема курсового проекта:
Регламент на промывку ______________________________________________
(профиль скважины: вертикальная, наклонно-направленная, горизонтальная и т.д.)
Скважины глубиной
(назначение скважины: добывающая, разведочная, нагнетательная и т.д.)
м) на ………………………. месторождении___
состав пояснительной записки
1. Исходные данные для выполнения курсового проекта
2. Выбор типа промывочной жидкости для осложненных интервалов бурения
2.1 Анализ используемых на данном месторождении буровых растворов
2.2 Требования к буровым растворам для осложненных интервалов
2.3 Обоснование выбора типа буровых растворов для осложненных интервалов
2.4 Обоснование параметров буровых растворов для осложненных интервалов
2.5 Обоснование рецептур бурового раствора для осложненных интервалов
3. Определение потребности в материалах и химических реагентах для приготовления и обработки промывочной жидкости по интервалам бурения и в целом по скважине.
4 Приготовление буровых растворов
4.1 Технология приготовления бурового раствора
4.2 Выбор оборудования для приготовления бурового раствора
5. Управление свойствами буровых растворов при бурении скважин
5.1 Контроль параметров буровых растворов
5.2 Технология и средства очистки буровых растворов
5.3 Управление функциональными свойствами буровых растворов
6 Охрана окружающей среды и недр
Приложение «Карта поинтервальной обработки промывочной жидкости при бурении скважины» (формат А-3)
Список использованных источников
Задание к выполнению принял _______________________________________
Приложение 2
             _____5 мм_________
В графах основной надписи (номера граф приложение 1 в скобках) указывают: В графе 1 – полное название учебного учреждения по месту выполнения работы. В графе 2 – название кафедры по месту выполнения работы. В графе 3 — наименование раздела дипломного проекта или темы курсового проекта (работы). В графе 4— название дисциплины по которой выполняется работа. В графе 5 – обозначение дипломного или курсового проекта (работы): 104 – шифр кафедры бурения нефтяных и газовых скважин, закрепленный за кафедрой в ТюмГНГУ; ТБР – индекс дисциплины; КП (курсовой проект; КР- (работа); 222 — три последние цифры зачетной книжки магистранта; 2011 — год выполнения КП (КР); ПЗ — шифр записки по ГОСТ 2.102. Нумерацию страниц КР начинают с титульного листа. На титульном листе номер страницы «1» не проставляется. В графе 5 – фамилии лиц подписывающих документ, подписи лиц, дата подписания документа и оценка. В графе 6 – год выполнения работы.
поинтервальной обработки промывочной жидкости при бурении скважины № ___ на ________________ месторождении
ОвчинниковВасилий Павлович АксеноваНаталья Александровна СемененкоТатьяна Михайловна |
4
5
