Водопотребление и водоотведение

Требования к водоснабжению, канализации, заводнению нефтяных пластов. На нефтепромыслах вода используется для:

- заводнения нефтяных пластов;

- бурения скважин;

- производственных нужд (подготовки нефти и газа к транспортировке, подпитки оборотных систем водоснабжения технологических установок и компрессоров, охлаждения насосов и компрессоров, приготовления технологических растворов, промывки технологического оборудования и резервуаров, капитального и текущего ремонта нефтяных скважин, котельных, мойки ма­шин, оборудования и др.);

- хозяйственно-питьевых нужд;

- водоснабжения вахтовых поселков;

- пожаротушения;

- других нужд (полива территории, зеленых насаждений).

Для обоснования структуры и объемов потребления воды пользуются нор­мами водопотребления (табл. 5.8).

Таблица 5.8 - Нормы расхода воды на производственные нужды

Нормирование позволяет провести мероприятия по уменьшению расхода свежей воды за счет применения рациональных технологических процессов, оборота воды, повторного использования сточных вод (подача отработанной воды после охлаждения насосов, компрессоров и другого оборудования; очищенных и обезвреженных при необходимости сточных вод в систему заводне­ния нефтяных пластов и др.).

Используя данные табл. 5.8, не сложно рассчитать структуру водохозяйственного баланса (ВХБ) по различным технологическим узлам, процессам и водопотребителям. Анализ такой структуры позволяет достаточно эффективно вы­явить наиболее водоемкие технологии.

Требования к системам водоснабжения. Для рационального использования водных ресурсов при добыче нефти нормативными документами и прак­тикой ведения ВХБ выработан ряд требований, которые необходимо выпол­нять на стадии как проектирования, так и эксплуатации.

В зависимости от расходов и требований к качеству воды для крупных объек­тов нефтедобычи (ЦПС, УПН, ПС, ДНС, КС) с производственными и административно-бытовыми зданиями и сооружениями, системы заводнения и дру­гих объектов следует предусматривать до трех систем водоснабжения:

- производственную (в том числе для заводнения продуктивных горизонтов);

- противопожарную;

- хозяйственно-питьевую.

Для одиночных скважин, кустов скважин, ГЗУ, ДНС (не имеющих резервуаров типа РВС) и без административно-бытовых зданий и объектов, требующих подачи воды на нужды пожаротушения, производственное, противопо­жарное и хозяйственно-питьевое водоснабжение не предусматривается. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения отдельно стоящих зданий и сооруже­ний с потребным расходом воды до 2 м³/сут. используется привозная вода.

Особые требования к водопроводным сооружениям. Подача воды от централизованной системы до буровых эксплуатационных скважин осуществля­ется по временным водоводам, которые не включаются в проект обустройства месторождения.

При общей продолжительности бурения эксплуатационных скважин на месторождении более трех лет в качестве временных водоводов до буровых до­пускается использовать выкидные трубопроводы от нефтяных скважин до ГЗУ и не более 60 % общего объема, включая резервный фонд скважин).

Требования к канализации и расходные показатели сточных вод. На нефтепромысловых объектах канализацию необходимо предусматривать для пла­стовых, производственных, загрязненных, дождевых и бытовых сточных вод.

Не допускается сбрасывать в канализацию продукты зачистки и пропарки технологических аппаратов и резервуаров для нефти и нефтепродуктов, остатки реагентов, метанола, нефтепродуктов.

Количество загрязненных дождевых вод, сбрасываемых с площадок, находящихся внутри обвалования резервуарных парков, открытых площадок тех­нологического оборудования, площадок нефтяных скважин и других объек­тов, принимается из расчета 20% обеспеченности максимального суточного слоя осадка с учетом коэффициента стока.

Средняя концентрация загрязнений в дождевых водах, сбрасываемых с объектов, должна быть равной для взвешенных веществ 300 мг/л, для БПК -20-40 мг/л, для нефтепродуктов - 50-100 мг/л.

Количество загрязнений бытовых сточных вод на одного работающего принимается по данным табл. 5.9.

Таблица 5.9 - Количество загрязнений бытовых сточных вод на одного работающего

Требования к схемам сбора, очистки и утилизации сточных вод. Централизованные системы канализации с очистными сооружениями предусмат­риваются на крупных объектах нефтедобычи (ЦПС, УПН, УПС, резервуарных парках, ДНС с установками предварительного сброса пластовых вод, с резервуарными парками, производственными и административно-бытовыми здани­ями и на других аналогичных объектах).

На площадках отдельных эксплуатационных скважин, кустов скважин, ДНС (без административно-бытовых зданий, РВС и УПС), сепарационных и замерных установок и других аналогичных отдельно стоящих объектах сбор сточ­ных вод производится в канализационные емкости с последующим их выво­зом на соответствующие очистные сооружения других объектов нефтедобычи.

Бытовая канализация предусматривается на объектах нефтедобычи с постоянным пребыванием обслуживающего персонала и наличием бытовых по­мещений. На отдельно стоящих объектах нефтедобычи с объемом бытовых стоков до 3 м³/сут. допускается выгреб для сбора бытовых стоков с последующим вывозом на очистные сооружения.

Очищенные пластовые, производственные и дождевые сточные воды нефтяных месторождений интенсивно используются для заводнения нефтяных пластов. При невозможности использования пластовых вод для ППД их зака­чивают в поглощающие горизонты или направляют на испарение. Объедине­ние бытовых сточных вод с пластовыми, производственными и ливневыми сточ­ными водами для целей заводнения допускается только после полной биологической очистки и обеззараживания бытовых стоков при расходе быто­вых сточных вод не более 100 м³/сут.

Особые требования к канализационным сооружениям. Измерение расхода сточных вод следует производить:

- после очистных сооружений, перед сбросом очищенных сточных вод в водоемы и на поверхность земли;

- на насосных станциях, подающих очищенные пластовые и сточные воды к местам сброса (водоемы, поглощающие скважины), в систему заводнения нефтяных пластов;

- на кустовых насосных станциях системы заводнения.

Для приема сточных вод от площадок объектов проектируются приемные емкости (колодцы) объемом 4-5 м³/с гидрозатворами, размещаемые на расстоянии не менее 10 м от бетонных площадок.

Очистка пластовых вод предусматривается на блочных и блочно-комплектных автоматизированных установках и в резервуарах-отстойниках (типа РВС). В качестве сооружений для очистки сточных вод применяются напорные по­лые и полочные отстойники, напорные отстойники с коалесцирующей загруз­кой, резервуары-отстойники, резервуары-отстойники с гидрофобным жидко­стным фильтром (слоем нефти), напорные и безнапорные фильтры и флотаторы, гидроциклоны и другие сооружения, разработанные специализированными организациями.

Очистка пластовых сточных вод в резервуарах-отстойниках может производиться при динамическом (проточном) и статическом режимах отстаивания. При очистке пластовых вод в аппаратах с избыточным давлением предусмат­ривается их дегазация, исключающая выделение углеводородного и сероводо­родного газа в помещениях насосных станций.

Осадок, выпавший на очистных сооружениях, отводится в шламонакопитель или на гидроциклоны, а вода возвращается на очистные сооружения. Шламонакопители проектируются секциями, имеющими земляное обвалование или выполненными из железобетонных резервуаров. Высота оградитель­ных и распределительных валов земляных емкостей принимается равной 3-3,5 м, ширина валов по верху - не менее 1,5 м. В дне и боковых откосах шламонакопителя (земляных емкостей) сооружается противофильтрационный экран.

По мере накопления шлама в шламонакопителе проводятся следующие мероприятия по его утилизации и ликвидации:

- сжигание;

- вывоз в места, согласованные с органами надзора: санэпидстанцией, рыбоохраной;

- использование на нужды строительства;

- другие мероприятия.

На площадке очистных сооружений пластовых и сточных вод и на УПС пластовых вод предусматривается резервная емкость, рассчитанная на прием этих вод на время ликвидации аварии на трубопроводах, транспортирующих воды на КНС, или остановки одной из них.

Требования к схемам заводнения.Выбор схемы заводнения нефтяных пластов, размещение КНС и определение их максимальной производительности осуществляются с учетом требуемого давления, объемов закачки, расположения скважин, геологической характеристики продуктивных пластов, рельефа местности, климатических и других условий и обосновываются технико-эко­номическими расчетами.

В зависимости от принятой схемы заводнения проектируются следующие сооружения:

- блочные кустовые насосные станции (БКНС);

- блочные напорные гребенки;

- высоконапорные водоводы;

- водораспределительные пункты;

- обустройство устьев нагнетательных скважин.

В систему заводнения могут входить также сооружения водоснабжения (водозаборы, насосные станции I и II подъема, водоочистные сооружения, подво­дящие водоводы к кустовым насосным станциям), когда они используются толь­ко для данной системы.

Глубина укладки трубопроводов, транспортирующих пластовые воды, определяется исходя из плотности (минерализации) воды, почвенных и климати­ческих условий. При этом учитываются возможность уменьшения минерали­зации пластовой воды, водонасыщенность и набухание грунтов. Прокладка в одной траншее более трех высоконапорных водоводов не рекомендуется. Рас­стояние между трубопроводами в одной траншее должно быть не менее 0,5 м. Восстановление приемистости нагнетательных скважин (кислотная обработ­ка, гидроразрыв пласта и др.) должно исключать излив воды на поверхность земли.

Общую характеристику режимов водопотребления и водоотведения проектируемого объекта рекомендовано [61] составлять по форме, приведенной в приложении 15.

Пригодность воды для нужд объекта оценивается по комплексу химичес­ких и биохимических показателей, привязанных к конкретной технологии проектируемых производств.

Степень воздействия режима водопотребления объекта на водные запасы источников водоснабжения района рассматривают как разность между суточным расходом воды 90-95% обеспеченности источника (в зависимости от ка­тегории системы водоснабжения) и суточным водопотреблением объекта или как процентное отношение его суточного объема водопотребления к суточно­му расходу водного источника (источников) указанной обеспеченности.

На основе гидрологических данных и потребностей в воде промышленного или жилого объектов формируется ВХБ водного объекта, используемого для нужд водоснабжения, и ВХБ предприятия. Для оценки воздействия составляется ориентировочный ВХБ перспективных потребностей в воде при измене­нии режима водопользования, связанного со строительством объекта, с рас­четными водными ресурсами. По результатам составления баланса выявляется дефицит или резерв водных ресурсов при намечаемом уровне водопотребле­ния и водоотведения.

В водные объекты ЗВ поступают через выпуски сточных вод, в результате утечек из линий коммуникаций объекта, при смыве химических и минеральных веществ с прилегающей территории и т.п.

При оценке качества вод водных объектов выявляется их фоновое загрязне­ние и определяется количество ЗВ, которое будет поступать в водную среду в результате эксплуатации объекта.

Для оценки воздействия проектируемого объекта на качество вод рек и водоемов необходимо определить место сброса сточных вод, количество (расход) и показатели их состава, а также гидрологические параметры водного объекта - приемника сточных вод.

Уровень воздействия объекта на состояние поверхностных вод зависит от наличия и технических характеристик применяемых очистных сооружений. Характеристику очистных сооружений с указанием их наименования, пропускной способности, метода и эффективности очистки сточных вод рекомендует­ся приводить по форме приложения 14.

Оценка загрязнения рек и водоемов сточными водами объекта проводится на основе ориентировочного расчета разбавления сбрасываемых сточных вод водой водного объекта.

Наиболее неблагоприятным для качества поверхностных вод является маловодный меженный период, когда резко снижаются расходы, скорости движе­ния и уровни вод в водоемах, тем самым ухудшая условия разбавления сточ­ных вод. Поэтому расчет разбавления следует выполнять по гидрологическим характеристикам рек и водоемов для меженного периода.

Для ориентировочного расчета загрязнения поверхностных водных объек­тов от сброса сточных вод определяются среднемноголетний расход меженно­го периода водотока (95% обеспеченности), расход сточных вод и концентра­ция ЗВ в сточных водах. Примерная концентрация ЗВ в воде водного объекта пропорциональна отношению расхода сточных вод проектируемого объекта к среднемноголетнему расходу водотока в меженный период. При необходимости в указанную величину добавляется фоновое загрязнение водотока.

В отдельных случаях оценка загрязнения водных объектов сточными вода­ми может быть проведена на основе расчета их разбавления в водных объектах следующими методами:

- аналитическим методом решения уравнения турбулентной диффузии;

- методом номограмм и экспресс-методом Государственного гидрологического института (ГГИ);

- методом ВОДГЕО (Фролова-Родзиллера);

- методом Таллиннского политехнического института (ТПИ).

Практические рекомендации по применению указанных методов изложены в [44] и др.