Комплексное обезвреживание и утилизация отходов бурения

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
77

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2011. Вып. 2

УДК: 628.4.045

В.Г. Петров, Е.А. Харалдина, М.А. Шумилова 

КОМПЛЕКСНОЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ БУРЕНИЯ

Рассмотрен метод комплексного обезвреживания и утилизации отходов бурения, которые накапливаются в 
шламовых амбарах предприятий нефтеразведки и нефтедобычи. Предложен метод разложения водонефтяной 
эмульсии с введением коагулянта и окислителя. Выделенный осадок смешивается с сухим шламом и обжигается с получением материала для изготовления строительных изделий.

Ключевые слова: отходы бурения, водонефтяная эмульсия, шлам, обезвреживание и утилизация.

На современном этапе развития технологии нефтедобычи при эксплуатации нефтяных место
рождений образуются большие объемы отходов, преимущественное количество которых накапливается в шламовых амбарах. В процессе эксплуатации амбары заполняются буровыми и тампонажными 
растворами, буровыми сточными водами и шламом, пластовыми водами, продуктами испытания 
скважин, материалами для приготовления и химической обработки буровых и тампонажных растворов, ГСМ, хозяйственно-бытовыми сточными водами и твердыми бытовыми отходами, ливневыми 
сточными водами. Наиболее распространенный способ обезвреживания отходов бурения и нефтедобычи, а также ликвидации шламовых амбаров выглядит следующим образом. Амбары освобождают 
от жидкой фазы, которую направляют в систему сбора и подготовки нефти с последующим использованием ее в системе поддержания пластового давления. Оставшийся шлам засыпают минеральным 
грунтом. Описанный способ ликвидации шламовых амбаров имеет ряд серьезных недостатков, одним 
из которых является содержание в буровом шламе достаточно высоких концентраций нефтепродуктов, тяжелых металлов в подвижной форме, ПАВ и других токсичных веществ [1]. Поэтому необходимость ликвидации шламовых амбаров с последующим обезвреживанием и утилизацией бурового 
шлама является актуальной проблемой. В работе рассмотрен комплексный метод обезвреживания и 
утилизации жидких и пастообразных отходов бурения и нефтедобычи с получением материала для 
строительства.

Материалы и методика исследования

Образцы водонефтяной эмульсии и шлама из амбара для накопления отходов бурения были 

получены из ЗАО «Удмуртнефть-Бурение». Для разложения водонефтяных эмульсий использовались порошкообразные FeSO4

.7H2O и Ca(OCl)2. В эмульсию добавляли железный купорос и раство
ряли в ней. После этого добавляли хлорную известь и смесь выдерживали несколько часов при медленном перемешивании [2]. Полученный в результате процесса осадок отфильтровывался и смешивался с сухим шламом. После этого проводился обжиг полученного материала с образованием шлака, который может использоваться в качестве наполнителя для получения строительных материалов. Содержание нефтепродуктов в растворе, очищенном после выделения осадка, определяли по 
методике, описанной в работе [3]. Обжиг материала проводили в пламени газовой горелки.

Результаты и их обсуждение

По данным химического анализа амбарных шламов нефтепромыслов Западной Сибири, содер
жание нефтепродуктов в шламе колеблется в пределах от 2000 до 13870 мг/кг. Нефтяная часть шлама 
представлена в основном парафино-нафтеновыми углеводородами – 41,8% масс., из них 20% масс. –
твердые парафины. Асфальтены – 5,6% масс.; смолы – 19,2% масс., полициклические ароматические 
углеводороды – 20,1 % масс. В образцах смолисто-асфальтеновых веществ (САВ) парафиновых отложений, отобранных из амбаров, содержание парафино-церезиновых компонентов с температурами 
плавления 66-84 оС составляет 40-70% масс.; содержание органической части – 72-90% масс. Нефтяная часть отходов распределяется в шламовом амбаре следующим образом: 7-10% нефтеуглеводородов сорбируется на шламе, 5-10% находится в эмульгированном и растворенном состоянии, остальные углеводороды находятся на поверхности амбара в виде пленки. Неорганическую часть составляют в основном оксиды кремния и железа (песок, продукты коррозии), небольшие количества (менее 
1%) соединений алюминия, натрия, цинка и других металлов [1].