Способ кондиционирования буровых шламов

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, к экологии и сельскому хозяйству, в частности к способам химико-биологической трансформации буровых шламов в техногенные почвогрунты и почвы, пригодные для земледелия. Технический результат - снижение вредного воздействия на окружающую среду в процессе эксплуатации скважин, получение пригодных для земледелия почв кондиционированием буровых шламов. Способ кондиционирования буровых растворов включает смешивание бурового шлама с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, введение в полученную смесь микрофлоры, способствующей разложению нефтяных компонентов, а также семян рудеральных травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам. 1 пр.

 

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, к экологии и сельскому хозяйству, в частности к способам химико-биологической трансформации буровых шламов в техногенные почвогрунты, пригодные для земледелия. Техническим результатом изобретения является снижение вредного воздействия на окружающую среду в процессе эксплуатации скважин, получение пригодных для земледелия почв кондиционированием буровых шламов.

Цель изобретения достигается смешиванием бурового шлама с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, введением в полученную смесь нефтедеструкторов - микрофлоры, способствующей разложению нефтяных компонентов, а также семян травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам.

Кондиционированные таким способом буровые шламы полезны для восстановления плодородия деградированных почв, для покрытия поверхностей песчанных откосов вдоль автомобильных и железных дорог, барханов и т.д.

Промышленные отходы, образующиеся при создании скважин, обычно накапливаются и хранятся непосредственно на территории буровой, в шламовых амбарах, содержат буровые сточные воды, отработанные буровые растворы и буровые шламы. В составе отходов бурения возможно присутствовие растворимых минеральных солей, нефти и нефтепродуктов и экологически небезвредных химических реагентов. В связи с этим, особую важность приобретают вопросы ликвидации шламовых амбаров, либо, что предпочтительнее, кондиционирование отходов бурения без складирования в амбарах. (Ягафарова Г.Г., Барахнина В.Б., «Утилизация экологически опасных буровых отходов». Нефтегазовое дело, с. 1-17, 2006).

Известно множество различных решений поставленной задачи, обладающих, однако, рядом недостатков.

Известен, например, способ связывания бурового шлама с токсичной карбамидной смолой (Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. «Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности». М: НЕДРА, 1997, с. 323.), приводящей к высокая токсичности получаемой массы.

Известен также весьма дорогостоящий, связанный с большим расходом цемента способ утилизации шламов их смешиванием со смолой, оксидами и с цементом (ЕПВ №0128966, 1983 г., опубл. «Изобретение в СССР и за рубежом», вып. 52, №8, 1984 г.).

Известен также способ утилизации бурового шлама в амбарах (RU, №2323293, 2008), включающий смешивание бурового шлама с предварительно вспененной и отвержденной карбамидной и/или формальдегидной смолой, кальцийсодержащими и органическими добавками, с последующим смешиванием всего объема полученной композиции с цементом и песком. Способ отличается повышенным расходом ценных добавок и полученным, в результате, почвогрунтом, малопригодным для земледелия или землеустройства.

Известен способ консервирования буровых шламов в амбарах, при реализации которого буровой шлам удаляется по периметру амбара на всю его глубину, а создаваемая при этом траншея заполняется смешанным со шламом песком, цементом и водой, где смесь и затвердевает. Той же смесью покрывают поверхностный слой бурового шлама в амбаре, после затвердевания которой, на поверхности амбара создают гумусный слой, состоящий, например, из песчанно-торфяной смеси с добавлением угольной крошки или извести. Способ отнюдь не отличается простотой реализации и дешевизной и направлен лишь на консервацию существующих амбаров бурового шлама (RU 2528035, 2013).

Известен способ переработки буровых шламов, включающий смешивание его с песком, добавление соляной кислоты, перемешивание компонентов и сушку. В результате, при высоких энергозатратах на сушку, из отходов получают лишь инертный строительный материал, либо техногенный почвогрунт (RU 2524708, 2016).

Известен способ утилизации отходов бурения скважин, включающий смешивание отработанного технологического раствора с суглинком и/или песком до получения однородной массы, которую наносят на внутреннюю поверхность амбара газофакельной установкой, где в дальнейшем сжигают отработанный газ, обеспечивающий термический обжиг и спекание однородной массы до получения готового инертного и прочного строительного материала в виде керамики. (RU 2425815, 2011).

Известен способ утилизации бурового шлама, включающий отверждение отработанных буровых растворов, реализуемое с помощью специальных составов или добавок, превращающих буровой шлам в инертную массу, в структуру которой связываются основные загрязнители (Булатов А.И. и др. Актуальные проблемы охраны окружающей среды при бурении скважин. Нефтяное хозяйство, 1988, №6, с. 5-8). Однако реализация упомянутых способов весьма проблематична из-за отсутствия специальной техники.

Известен способ переработки бурового шлама, при реализации которого буровой шлам очищают, отжимают, размещают в траншее, сооруженной в теле насыпи площадки скважин, после чего, применяют в качестве грунта при строительстве тела насыпи площадки скважин, для устройства противофильтрационных экранов (RU 2439098, 2012). Способ характризуется достаточно высоким расходом воды на очистку шлама и ограниченностью применения полученного результата.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление кондиционирования буровых шламов с получением продукта, пригодного в качестве техногенных и иных почвогрунтов, обладающих свойством авторемедиации.

Поставленная задача решается последовательностью действий, включающих смешивание бурового шлама с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, введением в полученную смесь микрофлоры, способствующей деструкции нефтяных компонентов, а также семян травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам (либо семена подготавливают к введению в полученную композицию, если предполагается ее использование в дальнейшем). Суспензию гуматов получают при этом с использованием гидроакустического излучателя для суспендирования гуматов в водной среде в процессе акустического воздействия, при значении звукового давления, превышающем порог кавитации (Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Москва, Из-во «ЮРАЙТ», 2016, 223 С). Использование гуминовых препаратов способствует увеличению активности микробиоты, в том числе и аборигенной, что приводит к обезвреживанию вредных соединений в буровом шламе.

Сущность изобретения иллюстрируется примером, не имеющим, однако, ограничительного характера. Пример:

Буровой шлам, содержащий 62% минеральных вещест (грунт, выбуренная порода,), 21% воды, 6% нефтепродуктов, прочие компоненты (растворимые соли, и пр.) - остальное, смешивают с устойчивой суспензией гуматов, полученной обработкой водной среды, содержащей гуматы «Гумакс» (Торговая марка. ООО «Пармасорб», РФ), в соотношение 1:15, (гуматы - вода) в процессе акустического воздействия, создаваемого гидроакустическим излучателем, при значении звукового давления, превышающем порог кавитации, в смесь вводят биопрепарат -нефтедеструктор «Ленойл» (Торговая марка), в количестве 0,2 кг, и интенсивно перемешивают, используя гидроакустический излучатель. В полученную композицию вводят смесь семян наиболее устойчивых рудеральных травянистых растений, образующих фитоценозы, представленные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, хвощ, латук, бодяк, пырей), устойчивых и к компонентам бурового шлама (либо семена подготавливают к введению в полученную композицию, если предполагается ее использование в дальнейшем). Полученную композицию подвергают хим. анализу и, убедившись в соответствии ее свойст с требованиями разрешительных документов, наносят на поверхность земли с деградированным почвенным слоем. Удовлетворительные результаты хим. анализа, факт прорастания семян и нормального роста растений, считаются успешным завершением опыта, приведенного в примере.

Предлагаемый способ создает необходимое разнообразие, обеспечивающего возможность оптимального выбора средств для решения конкретных задач направленных на кондиционирование буровых растворов.

Способ кондиционирования буровых растворов, характеризующийся тем, что буровой шлам смешивают с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, вводят в полученную смесь микрофлору, способствующую разложению нефтяных компонентов, а также семена рудеральных травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам.