Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть применено при сооружении и эксплуатации земляных амбаров, сопутствующих буровым работам. Способ включает подготовку котлована в грунте и гидроизоляцию его полости. При этом используют производственно-технологические отходы бурения в виде смеси отработанного технологического раствора с выбуренной породой-шламом. Отходы первоначально перемешивают с песком до получения однородной массы, в соотношении: песок 50-80%, отработанный буровой раствор со шламом 20-50%, затем доводят перемешивание твердой фазы с песком до состояния мятой глины и полученную смесь оставляют вылеживаться в течение 10-15 часов. Затем вывозят полученную вылежавшуюся смесь на подготовленный из песка котлован-амбар газово-факельной установки (амбар ГФУ). Производят футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ этой смесью высотой, по меньшей мере 0,5 м, а затем гидроизоляцию полости амбара ГФУ и формирование его прочностной структуры путем проведения технологически предусмотренных газогидродинамических исследований скважины, которые сопровождают горением газового факела, с помощью которого производят термический обжиг в пламени факела сооруженных днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ. Технический результат заключается в снижении себестоимости и повышении надежности экологической защищенности окружающей среды. 3 з.п. ф-лы.

 

Заявляемое изобретение «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» относится к охране окружающей среды при строительстве нефтяных и газовых скважин при обустройстве месторождений углеводородного сырья и может найти применение, в частности, при сооружении и эксплуатации земляных амбаров, сопутствующих буровым работам.

Известен способ ликвидации земляного амбара-накопителя отходов бурения, по которому снимают плодородный слой почвы, накапливают отходы в земляном амбаре, территорию буровой площадки покрывают слоем гравия, в котловане возводят противофильтрационный глинистый экран, осветленную жидкую фазу отходов равномерно распыляют над буровой площадкой до возврата плодородного слоя почвы, отверждают загущенную фазу отходов и на верхний твердый слой наносят непроницаемый экран, перед засыпкой загущенной фазы грунтом на экран наносят дренажное покрытие (см. Патент на изобретение РФ №2123574, кл. Е21В 21/06, С09К 7/02, 1998).

Недостатком способа является низкая экологическая защищенность окружающей среды.

Данный недостаток обусловлен трудностью обеспечения герметичности котлована, в результате чего возникает реальная опасность попадания загрязняющих веществ в окружающую среду (в гидросферу).

Известен также способ образования защитного экрана (см. патент РФ №2255178, МПК Е02В 3/16, опубл. 27.06.2005), заключающийся в приготовлении гидроизоляционной смеси, содержащей отходы полиэтилена, укладке ее на основание хранилища и термической обработке, когда приготовленную смесь из отходов полиэтилена - 70-99% и пропилена - 1-30%, после укладки на основание хранилища подвергают термической обработке при температуре плавления смеси или поверхностного слоя хранилища.

Недостатком известного способа является высокая себестоимость и низкая надежность защитного экрана, вызывающая низкую экологическую защищенность окружающей среды.

Данный недостаток обусловлен тем, что компоненты гидроизоляционной смеси являются дорогими составляющими, кроме того, доставка их к месту производства требует больших транспортных расходов, а полученный защитный экран ненадежен при складировании бурового шлама, поскольку полиэтилен со временем стареет и дает трещины, что не исключает внедрение в его структуру корней растений, кроме того, защитный экран, выполненный из компонентов, составляющих гидроизоляционную смесь, при низких температурах способен давать трещины, поэтому он неприемлем в районах Крайнего Севера.

Известен также принятый за прототип способ сооружения и эксплуатации комплекса земляных амбаров-накопителей отходов бурения и пластового флюида, включающий отрывку котлованов в минеральном грунте, гидроизоляцию полости котлованов глиной с учетом результатов инженерно-геологических изысканий и последующее их заполнение, причем до начала эксплуатации амбара-накопителя пластового флюида в период максимального испарения влаги из амбара-накопителя отходов бурения частично откачивают буровую сточную воду, обрабатывают ее коагулянтом и флокулянтом с одновременным введением высокодисперсного порошкообразного материала, выпускают образовавшуюся жидкость в емкость с открытым верхом, установленную на дне находящегося в режиме ожидания эксплуатации порожнего амбара-накопителя пластового флюида до заполнения его на глубину 0,10-0,30 м, прекращают выпуск жидкости, отстаивают ее с гравитационным отделением образующегося осадка, формирующим дополнительный кольматационный слой глинистого противофильтрационного экрана, выдерживают земляной амбар-накопитель пластового флюида до испарения из него жидкости, повторяют цикл не ранее 48 ч после загущения дополнительного кольматационного слоя, прекращают выпуск обработанных сточных вод за 15-20 суток до бурения интервалов, в которых геолого-техническим нарядом прогнозируются нефтегазоводопроявления, а также до начала освоения скважины (см. патент РФ №2138612, МПК (6) Е21В 21/06, опубл. 27.09.1999).

Недостатком известного способа является высокая себестоимость и низкая надежность, вызывающая недостаточную экологическую защищенность окружающей среды.

Данный недостаток обусловлен тем, что гидроизоляция полости котлована амбара глиной не дает надежности экологической защищенности окружающей среды, поскольку противофильтрационный экран из глины не обеспечивает защиту подземных вод от загрязнения жидкими отходами бурения, накапливаемыми в котловане, отрытом в проницаемом песчаном грунте, который не исключает внедрение в свою структуру и глиняную полость котлована корней растений, нарушающих противофильтрационный экран, кроме того, известный способ требует больших финансовых затрат и времени на инженерно-геологические изыскания и обработку буровых сточных вод, коагулянтом и флокулянтом с одновременным введением высокодисперсного порошкообразного материала, что требует дополнительного оборудования, затрат и дополнительных рабочих ресурсов.

Техническим результатом заявляемого изобретения «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» является снижение себестоимости и повышение надежности экологической защищенности окружающей среды.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном способе сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений, основанном на утилизации производственно-технологических отходов бурения, включающем подготовку котлована в грунте и гидроизоляцию его полости, согласно изобретению используют производственно-технологические отходы бурения в виде смеси отработанного технологического раствора с выбуренной породой-шламом, которые первоначально перемешивают с песком до получения однородной массы, в соотношении: песок 50-80%, отработанный буровой раствор со шламом 25-55%, затем доводят перемешивание твердой фазы с песком до состояния мятой глины и полученную смесь оставляют вылеживаться в течение 10-15 часов, после чего вывозят полученную вылежавшуюся смесь на подготовленный из песка котлован-амбар газово-факельной установки (амбар ГФУ), в котором производят футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ этой смесью высотой, по меньшей мере, 0,5 м, далее производят гидроизоляцию полости амбара ГФУ и формирование его прочностной структуры путем проведения технологически предусмотренных газогидродинамических исследований скважины, которые сопровождают горением газового факела, с помощью которого производят термический обжиг в пламени факела сооруженных днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ, причем однородность массы - смеси песка с отработанным буровым раствором со шламом определяют визуально, а перемешивание производственно-технологических отходов бурения, в виде, смеси глинистого раствора с выбуренной породой, с песком до получения однородной массы производят экскаватором в шламовом амбаре, кроме того, футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ полученной смесью производят сначала с помощью бульдозера, а затем - экскаватора.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от аналогов и прототипа использование производственно-технологических отходов от бурения скважин, а именно утилизацию выбуренной породы-шлама с отработанным технологическим раствором, образующимися в результате производства буровых работ, и дальнейшее смешение их с песком позволяет быстро получить дешевый материал для футеровки днища и внутренних откосов поверхности сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений и одновременно очистить от производственно-технологических отходов бурения скважин окружающую среду, что улучшает экологическую обстановку на территориях промысловых регионов. Совокупность признаков в виде термического обжига смеси, полученной из очень дешевых составляющих компонентов: песка и утилизируемых производственно-технологических отходов бурения, обеспечивает при реализации заявляемого способа сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений получение дешевого инертного строительного материала, сбалансированного по составу из отходов, загрязняющих окружающую среду, которые идут непосредственно на повышение надежности экологической защищенности окружающей среды, поскольку термический обжиг этой смеси, полученный без использования специального оборудования, а исключительно с использованием энергии газового факела при газогидродинамических исследованиях, что технологически обусловлено технологией испытания скважины, обеспечивает быстрое, дешевое, безотходное производство строительной продукции в виде прочного влагонепроницаемого керамического инертного композиционного материала, который создает прочный противофильтрационный экран из керамики, не размываемой осадками, обеспечивающий защиту подземных вод от загрязнения, жидкими отходами бурения, накапливаемыми в амбаре ГФУ. Созданный предложенным способом противофильтрационный экран исключает внедрение в свою структуру корней растений, не подвержен температурным перепадам, поэтому обеспечивает защиту подземных вод от загрязнения жидкими отходами бурения, накапливаемыми в амбаре ГФУ, отрытом в проницаемом песчаном грунте, т.е. повышает экологическую защищенность, кроме того, создание такого экрана не требует дополнительных финансовых затрат и времени. Следует также учесть, что предлагаемый способ позволяет не только снизить себестоимость и, одновременно, устранить загрязнение окружающей среды, но и превращать в дальнейшем утилизируемые отходы выбуренной породы-шлама с отработанным технологическим раствором, образующимися в результате производства буровых работ, в инертный композиционный материал, связывающий в своей структуре загрязняющие вещества, исключающий их миграцию в окружающую природную среду. Использование в качестве источника физико-химических процессов термического обжига отходов, в качестве которого применяют термическую энергию газового факела при газогидродинамических исследованиях, технологически обусловленных технологией испытания скважины, в значительной степени снижает себестоимость заявляемого способа, в отличие от объектов аналогов и прототипа.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного способа сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений. По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений. Результаты поиска показали, что заявленный способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» соответствует критерию "изобретательский уровень".

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений условий в том виде, как заявляемый способ охарактеризован в формуле изобретения, т.е. подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке примеров. Средства, воплощающие заявленный способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений, при его осуществлении способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно снижение себестоимости и повышение надежности экологической защищенности окружающей среды, следовательно, заявленное изобретение «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» соответствует условию "промышленная применимость", которое дополнительно подтверждает совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений», которая может быть многократно использована в технологически нетрудоемком производстве сооружения амбаров при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений с получением технического результата, заключающегося в снижении себестоимости и повышении надежности экологической защищенности окружающей среды.

Сущность заявляемого изобретения «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» поясняется примерами конкретного выполнения.

ПРИМЕР 1. Способ сооружения амбара при обустройстве газоконденсатных месторождений, основанный на утилизации производственно-технологических отходов бурения в виде смеси глинистого раствора с выбуренной породой (песок, аргиллиты, алевролиты, глины и т.д.), которые при попадании в шламовый амбар под воздействием сил тяжести перераспределяли по вертикали, поэтому и на самом верху оказывалась жидкая фаза, которую в период положительных температур удаляли. Подготовку смеси отработанного технологического раствора с выбуренной породой-шламом осуществляли следующим образом. Вначале экскаватором в шламовом амбаре перемешивали со среднезернистым песком отработанный буровой раствор со шламом до получения однородной массы. Компоненты использовали в следующем соотношении: песок среднезернистый 75%, отработанный буровой раствор со шламом 25%. Перемешивание твердой фазы с песком доводили до состояния мятой глины и полученную смесь оставляли вылеживаться в течение 12 часов, после этого полученную вылежавшуюся смесь вывозили на предварительно подготовленный из песка котлован-амбар газово-факельной установки (амбар ГФУ), в котором высота внутренних откосов была равна 1,0 м. Далее сначала с помощью бульдозера, а затем с помощью экскаватора производили футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ полученной вылежавшейся смесью. А после этого гидроизолировали полость амбара ГФУ и формировали его прочностную структуру. Для этого проводили технологически предусмотренные газогидродинамические исследования скважины, которые сопровождали горением газового факела. С помощью горения газового факела в его пламени производили термический обжиг сооруженных днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ, высота которых была равна 1,0 м.

ПРИМЕР 2. Способ сооружения амбара при обустройстве газоконденсатных месторождений, основанный на утилизации производственно-технологических отходов бурения в виде смеси глинистого раствора с выбуренной породой (песок, аргиллиты, алевролиты, глины и т.д.), которые при попадании в шламовый амбар под воздействием сил тяжести перераспределяли по вертикали, поэтому и на самом верху оказывалась жидкая фаза, которую в период положительных температур удаляли. Подготовку смеси отработанного технологического раствора с выбуренной породой-шламом осуществляли следующим образом. Вначале экскаватором в шламовом амбаре перемешивали со среднезернистым песком отработанный буровой раствор со шламом до получения однородной массы. Компоненты использовали в следующем соотношении: песок 70%, отработанный буровой раствор со шламом 30%. Перемешивание твердой фазы с песком доводили до состояния мятой глины и полученную смесь оставляли вылеживаться в течение 14 часов, после этого полученную вылежавшуюся смесь вывозили на предварительно подготовленный из песка котлован-амбар газово-факельной установки (амбар ГФУ), в котором высота внутренних откосов была равна 1,2 м. Далее сначала с помощью бульдозера, а затем с помощью экскаватора производили футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ полученной вылежавшейся смесью. А после этого гидроизолировали полость амбара ГФУ и формировали его прочностную структуру. Для этого проводили технологически предусмотренные газогидродинамические исследования скважины, которые сопровождали горением газового факела. С помощью горения газового факела в его пламени производили термический обжиг сооруженных днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ, высота которых была равна 1,2 м.

Использование предложенного изобретения «Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений» позволяет снизить себестоимость сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений, а также повысить надежность экологической защищенности окружающей среды путем сооружения откосов и днища амбара из материала, сбалансированного по составу из отходов, загрязняющих окружающую среду, содержащий дешевые компоненты, которые удобно применять при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений.

1. Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений, основанный на утилизации производственно-технологических отходов бурения, включающий подготовку котлована в грунте и гидроизоляцию его полости, отличающийся тем, что используют производственно-технологические отходы бурения в виде смеси отработанного технологического раствора с выбуренной породой-шламом, которые первоначально перемешивают с песком до получения однородной массы, в соотношении: песок 50-80%, отработанный буровой раствор со шламом 20-50%, затем доводят перемешивание твердой фазы с песком до состояния мятой глины и полученную смесь оставляют вылеживаться в течение 10-15 ч, после чего вывозят полученную вылежавшуюся смесь на подготовленный из песка котлован-амбар газово-факельной установки (амбар ГФУ), в котором производят футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ этой смесью высотой по меньшей мере 0,5 м, далее производят гидроизоляцию полости амбара ГФУ и формирование его прочностной структуры путем проведения технологически предусмотренных газогидродинамических исследований скважины, которые сопровождают горением газового факела, с помощью которого производят термический обжиг в пламени факела сооруженных днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ.

2. Способ сооружения амбара при обустройстве газоконденсатных месторождений по п.1, отличающийся тем, что однородность массы - смеси песка с отработанным буровым раствором со шламом определяют визуально.

3. Способ сооружения амбара при обустройстве газоконденсатных месторождений по п.1, отличающийся тем, что перемешивание производственно-технологических отходов бурения в виде смеси глинистого раствора с выбуренной породой с песком до получения однородной массы производят экскаватором в шламовом амбаре.

4. Способ сооружения амбара при обустройстве газоконденсатных месторождений по п.1, отличающийся тем, что футеровку днища и внутренних откосов поверхности амбара ГФУ полученной смесью производят сначала с помощью бульдозера, а затем - экскаватора.