Охрана труда и окружающей среды, техника безопасности при разработке морских месторождений

1. Основными отходами в процессе бурения являются:

1) буровой шлам;

2) буровые сточные воды;

3) отработанные горюче-смазочные материалы (ГСМ).

Из районов, имеющих рыбохозяйственное значение, буровой шлам со ста­ционарных платформ вывозят на береговые шламоотвалы для захоронения. Однако затраты на это велики, и, кроме того, вывоз шлама не решает полно­стью проблему охраны окружающей среды, т.к. вода, содержащаяся в шламе, и атмосферные осадки растворяют вредные компоненты и, просачиваясь в почву, загрязняют ее.

Наиболее перспективные методы снижения токсичности и нейтрализации токсичных органических веществ в буровом шламе следующие:

1) окисление (при окислении образуются малотоксичные органические кислоты, которые далее разлагаются или образуют с Са₂+ и Mg₂+ соли);

2) гидрофобизация (гидрофобизаторы, покрывая частички шлама, препят­ствуют диффузии водорастворимых веществ в воду);

3) экстпракиия (многоступенчатый процесс извлечения органических ве­ществ из шлама с помощью растворителя);

4) термическая обработка.

Экстракцию применяют в настоящее время во многих зарубежных систе­мах очистки выбуренной породы от органических соединений.

Метод термообработки бурового шлама наиболее целесообразен и техни­чески доступен. Сущность его заключается в том, что органические вещества полностью сгорают при высокой температуре.

С повышением температуры до 600°С количество органических веществ через 30 минут снижается практически до нуля, независимо от их исходного содержания. Основная масса сгорает при t = 300-500° С. Полученный обож­женный буровой шлам незначительно влияет на гидрохимический состав мор­ской воды (наблюдается некоторое увеличение количества исков).

На морской платформе агрегат монтируют у блока очистки бурового рас­твора непосредственно под виброситом. Нейтрализованный шлам из агрегата непосредственно погружается на морское дно.

Буровые сточные воды содержат наравне с механическими примесями и некоторые органические вещества.

Наиболее распространенный метод очистки вод от грубодисперсных и кол­лоидных загрязнений - обработка их коагулянтом (соли Al, Fe или их смеси).

В целях повторного использования буровых сточных вод на платформе применяют их глубокую очистку с помощью электрокоагуляции.

Отработанные ГСМ в зарубежной практике при больших объемах регени-рируются на месте специальными установками. В отечественной практике от­работанные ГСМ, ввиду их малого объема, вывозятся на регенерацию на берег, что исключает их регенерацию на месте. Часть отработанных ГСМ можно ис­пользовать при обработке бурового раствора, как профилактическую добавку.

В процессе опробования из скважин добываются нефть и газ, пластовая вода. Первоначально всю продукцию скважин (нефть, пластовую воду) собира­ли в танкеры и вывозили на береговые очистные сооружения. В связи с техни­ческими трудностями удержания судна у буровой платформы при штормовой погоде, а также высокой стоимостью фрахта танкера от этой системы отказа­лись.

В настоящее время ППБУ "Каспморнефтегазпром", "Шельф-1" и "Шельф-2" оснащены комплектом оборудования фирмы "Бейкер" для опробования и ис­пытания разведочных скважин решается сбором и сжиганием продукции сква­жин, сбором и вывозом жидкой части продукции и сжиганием газа.

Установка "Летящее пламя" фирмы "Бейкер" (США) применима для пре­дотвращения загрязнения моря продуктами опробования и освоения разведоч­ных скважин, пробуренных с ПБУ и ППБУ, совершенно неприменима при ос­воении куста скважин, пробуренных с МСП, т.к. в этом случае бесцельно теря­ется большое количество нефти и конденсата. Поэтому в этом случае применя­ется другая схема по сбору и вывозу нефти (конденсата) и сжиганию газа, осо­бенно на глубоководных участках. Преимущество этой схемы состоит в том, что нефть (конденсат) полностью улавливается, собирается в подводный резер­вуар и вывозится танкерами.

В настоящее время загрязнение моря при освоении куста эксплуатацион­ных скважин, пробуренных с МСП и приэстакадных площадок, сведено к нулю, т.к. до начала освоения к ним прокладываются подводные и надводные продуктопроводы. При освоении скважин на море прокачку их водой или нефтью осуществляют по замкнутой циркуляционной системе в коллектор или техно­логическую емкость для повторного использования промывочной жидкости.

При демонтаже устьевого оборудования устье скважины должно быть обо­рудовано поддоном, который соединяют трубопроводом с емкостью сбора сточных вод.

При проведении технологических и геолого-технических мероприятий, связанных с применением различных химических и других реагентов, в сква­жину их должны закачивать по герметичной системе, а продукцию реакции, поступающую из скважины, должны направлять в коллектор.

Очищают НКТ от различных отложений на специально оборудованных ра­бочих площадках или на береговых базах. Продукты очистки собирают в кон­тейнеры и вывозят на береговые специальные шламоотвалы для захоронения.

Отходы продукции нефтяных и газовых скважин и их утилизация

Отходы:

1. пластовая высокоминерализованная вода;

2. песок.

Пластовую воду применяют для ППД, применяют различные виды изоля­ционных работ в скважине и пласте.

Песок, выносимый на поверхность, необходимо очищать от нефти и в дальнейшем использовать его как строительный материал.

Безотходная технология добычи попутного и природного газов преду­сматривает прежде всего полную герметизацию системы сбора и ликвидацию выбросов газа в атмосферу. Достигается это своевременным обустройством ме­сторождения сетью газосборных и транспортных трубопроводов и применени­ем при необходимости компрессорных установок для транспортирования газа или использования его в газлифте.

Анализ зарубежного и отечественного опыта в области подготовки нефти выявил, что в настоящее время основным методом разрушения нефтяной эмульсии, обеспечивающим малоотходный процесс подготовки нефти, является термохимический.

Охрана окружающей среды при текущем и капитальном ремонте скважин. Эти ремонты являются одними из основных источников загрязнения моря нефтью, нефтесодержащими водой и песком, а также химически обрабо­танными промывочными жидкостями.

Предотвращение загрязнения моря отходами ремонта скважин достигается:

· использованием закрытой системы циркуляции промывочной жидкости;

· сбором и вывозом или обезвреживанием на месте отходов ремонта с по­следующим сбросом их в море;

· применением различных приспособлений для очистки наружной поверх­ности труб и штанг от нефти и промывочной жидкости;

· сбросом и откачкой жидкости, стекающей с внутренней полости труб на мостки;

· применением устьевых малогабаритных противовыбросовых устройств.

2.Очистка поверхности водоема от нефти и нефтепродуктов осложняется рядом факторов:

· высокой вязкостью нефти (затрудняет отделение от воды);

· значительными площадями очистки;

· подвижностью нефтяных пятен под действием ветра и течений;

· гидрометеорологическими условиями и др.

Методы удаления нефти с водной поверхности:

1) термический (поджог нефти) - опасен для МСП и других сооружений;

2) механический - дорогой, остается пленка;

3) гидробиологический - бактериальное разложение нефти прекращается при t<10°С;

4) физико-химический способ - отрицательно действует на бентос (сово­купность организмов, обитающих на грунте и в грунте дна водоема).

3. Основные технические средства локализации нефтяного загрязнения - боновые заграждения (рис 1). Около 150 их видов выпускается отечественными и зарубежными фирмами.

Технические средства для механического сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности моря:

1) нефтесборные устройства;

2) специально оборудованные суда-нефтесборщики.

Рис. 1. Волно- и ветроустойчивое боновое заграждение.

1 – натяжной элемент; 2 – поплавок; 3 – наводная часть; 4 – фартук; 5 – вертикальные планки; 6 – задерживающая нефть часть бонов.

Для локализации или ликвидации больших разливов нефти на море при открытых фонтанах, разрывах подводных нефтепроводов, а также разрушениях нефтепромыслового хозяйства, вызванных стихийными бедствиями, служат экспедиционные суда, не имеющие ограничений по погодным условиям и рай­онам плавания. Они оснащены комплектом боновых заграждений и нефтесоби-рающими устройствами. Трюмы используются как приемные емкости. Имеют­ся специальные сепараторы для отделения собранной нефти от морской воды. На судне имеются гидрометеорологическая, гидрохимическая и биологическая лаборатории.

Нефтесборные устройства по способу передвижения и крепления делятся:

1) на самоходные;

2) стационарные;

3) буксируемые;

4) насосные (устанавливаются на различных плавсредствах).

Нефтесборные устройства по принципу сбора нефти и нефтепродуктов делятся:

1) на адсорбционные;

2) адгезионные;

3) пороговые;

4) центробежные;

5) всасывающие и др.

На рис 2 показана схема оборудования судна для сбора нефти с поверх­ности воды. В конструкции заложен принцип движения бесконечного плоского ремня для захвата нефти. При движении установки нефть увлекается под воду и поступает в нефтесборник, где она всплывает, затем ремнем захватывается и вверху выжимается из ремня валками.

В последние годы для борьбы с загрязнением моря нефтью значительное распространение получают методы, основанные на свойствах различных мате­риалов поглощать нефть из воды.

Рис. 2. Схема оборудования судна для сбора нефти с поверхности моря:

а – общая схема; 1- направление вращения ремня; 2 – приводной двигатель; 3 – скребок для снятия нефти с ремня; 4 – собранная нефть; 5 – отверстия для выпуска воды; 6 – отсеки для придания судну дополнительной плавучести; б – схема валков для выжимания нефти из абсорбирующего ремня.

Виды применяемых сорбентов:

1) плавающие сорбенты (р < 1000 кг/м3);

2) погружаемые сорбенты (р > 1000 кг/м3).

Плавающие сорбенты:

1) природные (торф, мох, сено);

2) искусственные (полиурентан, резина и др.).

Искусственные сорбенты могут использоваться повторно после регенерации. Сорбенты бывают:

1) матерчатые (полосообразные);

2) гранулированные (более эффективные).

Погружаемые сорбенты (не находят широкого применения, оседают на дно, малоэффективны):

1) цемент;

2) мел;

3) тальк;

4) глинозем;

5) специально обработанный олеофильный песок и др.

Удалять тонкопленочную нефть с поверхности моря можно следующими методами:

1) диспергирования (распыление диспергентов - ПАВ, порошков, суспен­зий, эмульсий с самолетов, вертолетов) - с помощью ПАВ возникает эмульсия типа "масло-вода", рассеивающаяся в толще воды;

2) сорбции (сорбенты: минеральные; синтетические полимерные; расти­тельного происхождения - опилки, торф и др.) - в последние годы магнитно-сорбционный способ - порошок магнетита;

3) локализации: утолщение пленочной нефти, гелеобразование, отверде­ние нефти.

Рекомендуемая литература:

Основная литература

1. Котик Е.П., Котик П.Т. Разработка, освоение и эксплуатация морских месторождений . 2 том, -Актобе-, 2010 – 564 стр.

2. Бабич В.А., Лисагор О.И., Галкин А.Г. Оборудование для бурения инженерно-геологических скважин на море и на шельфе. - Рига: ВНИИМоргео, 1996. - 127 с.

3. Вяхирев Р.И., Никитин Б.А., Мизоев Д.А. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений. - М.: Изд-во Академии горных наук, 1999. - 374 с.

4. Золотухин А.Б., Гудместад О.Т., Ермаков А.И. и др. Основы разработки шельфовых нефтегазовых месторождений и строительство морских сооружений в Арктике. Учебное пособие. - М: Изд-во «Нефть и газ» РГУНиГ, 2000. - 770 с.

5. Карабалин У.С, Ермеков М.М. Эксплуатация морских нефтегазовых месторождений. - Алматы: Эверо, 2004. - 434 с.

6. Эстрин Ю.Я. Техника и технология освоения нефтегазовых ресурсов континентального шельфа. - М.: ВНТИЦентр, 1989.