Застосування ґрунтоцементу як протифільтраційного екрана амбарів-шламонакопичувачів для відходів буріння та експлуатації нафтогазових свердловин

Реферат: Застосування ґрунтоцементу як протифільтраційного екрана амбарів-шламонакопичувачів для відходів буріння та експлуатації нафтогазових свердловин. UA 74018 U (54) ЗАСТОСУВАННЯ ҐРУНТОЦЕМЕНТУ ЯК ПРОТИФІЛЬТРАЦІЙНОГО ЕКРАНА АМБАРІВШЛАМОНАКОПИЧУВАЧІВ ДЛЯ ВІДХОДІВ БУРІННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ НАФТОГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН UA 74018 U UA 74018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної галузі, а саме до спорудження шламових амбарів для захисту від забруднення ґрунтових вод та навколишнього середовища токсичними відходами буріння та експлуатації нафтогазових свердловин [5]. Одним із пріоритетних аспектів проведення бурових робіт є максимально можливе збереження природного стану навколишнього середовища. Відомо, що бурові майданчики належать до об'єктів підвищеної екологічної небезпеки. Тому вплив на компоненти довкілля під час спорудження свердловин можливий не тільки в результаті аварійних ситуацій, а й за нормальних умов проходження виробничого процесу. Це, в основному, пов'язано з утворенням значних об'ємів відходів, зокрема таких, як відпрацьована промивальна рідина, видалена порода й бурові стічні води, питання утилізації яких на сьогодні повністю не вирішене. При бурінні свердловин для приготування бурових розчинів використовуються хімічні реагенти й речовини 3 та 4 класу небезпеки. При експлуатації свердловин для інтенсифікації видобування вуглеводневої сировини використовуються концентровані розчини різних кислот. На різних етапах виробництва трапляються викиди нафти чи конденсату. Потрапляння бурових розчинів у водоймище, ґрунт, ґрунтові води у великих кількостях є екологічно небезпечним. Найбільш доступний шлях ліквідації відходів буріння та експлуатації свердловин є їх захоронення. Практикується захоронення відходів у спеціально відведених місцях, у глибоких підземних горизонтах, у земляних шламосховищах безпосередньо на території бурової. Захоронення в спеціально відведених місцях передбачає використання для цього спеціальних споруд, кинутих кар'єрів тощо. Таке захоронення потребує значних транспортних витрат, тому вважається економічно недоцільним. Для попередження попадання в ґрунт, поверхневі та підземні води токсичних відходів буріння та експлуатації нафтогазових свердловин, обов'язковим запобіжним заходом вважається будівництво в межах ділянки буріння герметичних шламових амбарів, у які збирають токсичні відходи - вибурену породу, відроблений буровий і тампонажний розчини, бурові води та деякі виробничі домішки [1]. Розміри амбарів визначаються проектом і повинні відповідати обсягам відходів буріння свердловини. Умови будівництва амбарівшламонакопичувачів та їх конструкція залежать від інженерно-геологічних умов площі, виділеної під будівництво свердловини та характеристик ґрунтів цієї площі. Після закінчення будівництва котловану під амбар-накопичувач проводяться роботи з облаштування його поверхні протифільтраційним екраном. Для гідроізоляції дна й стінок шламового амбара використовують відомі протифільтраційні екрани: ущільнені глини, бетонування, геомембрани (поліетиленові плівки), композиційні матеріали на основі синтетичної тканини (полотна), модифікованої з обох сторін полімернобітумним в'яжучим із високими термопластичними та гідроізоляційними властивостями, але вони є недовговічними, бо при постійному контакті з хімічними речовинами, що знаходяться в бурових відходах, вони руйнуються, що призводить до забруднення підземних вод та ґрунту [2, 3]. За найближчий аналог прийнятий протифільтраційний екран із бетону, але бетонування є трудомістким і дорогим способом гідроізоляції. Задачею корисної моделі є зменшення вартості спорудження шламових амбарів та підвищення ефективності захоронення токсичних відходів буріння та експлуатації нафтогазових свердловин шляхом запобігання забрудненню ґрунту та підземних вод шкідливими компонентами, що знаходяться у відходах. Ця задача вирішується шляхом виконання гідроізоляції шламових амбарів із ґрунтоцементу. Ґрунтоцемент - суміш глинистого ґрунту, цементу та води. Ґрунтоцемент є не простою механічною сумішшю, а системою, що складається з двох дуже складних за своїм складом і властивостям багатокомпонентних систем - цементу та ґрунту. Основним провідним фактором у корінному перетворенні властивостей ґрунту є цемент, який є полідисперсною й полімерною системою, яка може після додавання води утворювати кам'яновидне тіло [4, 6]. На кресленні зображено шламовий амбар, де 1 - ґрунт, 2 - протифільтраційний екран із ґрунтоцементу, 3 - буровий шлам, 4 - обваловка, РГВ - рівень ґрунтових вод. Розміри шламових амбарів, їх об'єм, профіль і глибина визначаються на стадії робочого проектування стосовно до конкретної ділянки будівництва скважин з урахуванням категорії ґрунту, глибини залягання ґрунтових вод та інших характеристик. Шламовий амбар повинен мати по периметру обваловку та дротову огорожу. Будівництво шламового амбара починається зі зняття родючого шару ґрунту та складування його в тимчасові відвали; потім риття земляного котловану та складування глинистого ґрунту для подальшого його використання при приготуванні ґрунтоцементу, зведення по периметру амбара обваловки, виконання гідроізоляції дна та стінок котловану із ґрунтоцементу. 1 UA 74018 U 5 10 15 20 Ґрунтоцемент готується на будівельному майданчику в горизонтальному бетонозмішувачі безперервної дії і за допомогою автобетононасоса укладається рівномірним шаром товщиною не менше 0,3 м. Заповнення амбара відходами буріння здійснюють після тужавіння ґрунтоцементу. Водонепроникність ґрунтоцементу при цьому становить не менше ніж W12. З часом міцність і водонепроникність ґрунтоцементу збільшуються. Це свідчить про ефективність використання ґрунтоцементних протифільтраційних екранів при влаштуванні шламосховищ для відходів буріння й експлуатації нафтогазових свердловин. Приготування ґрунтоцементу на будівельному майданчику, при використанні глинистого ґрунту з котловану, здешевлює на 50 % виготовлення протифільтраційного екрана - порівняно з бетонуванням дна і стінок котловану. Джерела інформації: 1. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин: учебник для вузов. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003.-1007 с. 2. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. 3. Патент України № 48471 від 15.11.2004. Бюл. № 11 "Спосіб виконання гідроізоляції амбарів-накопичувачів при будівництві свердловини на нафту і газ". 4. Токин A.M. Фундаменты из цементогрунта. - М.: Стройиздат, 1984.-184 с. 5. СанПиН 3183-84. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. 6. Безрук В.М. Укрепленные грунты / В.М. Безрук, И.Л. Гурячков, Т.М. Луканина, Р.А. Агапова. - М.: Транспорт, 1982.-340 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Застосування ґрунтоцементу як протифільтраційного екрана амбарів-шламонакопичувачів для відходів буріння та експлуатації нафтогазових свердловин. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2