RU2201949C2 - Drilling reject burial method - Google Patents
Drilling reject burial method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201949C2 RU2201949C2 RU2001109121A RU2001109121A RU2201949C2 RU 2201949 C2 RU2201949 C2 RU 2201949C2 RU 2001109121 A RU2001109121 A RU 2001109121A RU 2001109121 A RU2001109121 A RU 2001109121A RU 2201949 C2 RU2201949 C2 RU 2201949C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- waste
- reject
- barn
- well
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к охране окружающей природной среды при строительстве нефтегазовых скважин на суше, в частности к способам захоронения отходов бурения. The invention relates to the protection of the environment during the construction of oil and gas wells on land, in particular to methods for the disposal of drilling waste.
Известен способ захоронения полужидкой массы и нетекучего осадка отходов бурения (ОБ) нефтегазовых скважин непосредственно в земляном амбаре, сооруженном на территории буровой площадки, после предварительного подсыхания их содержимого (Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. -М.: Недра, 1997. - С.310). Однако такое захоронение не предотвращает загрязнения окружающей природной среды, так как содержащиеся в отходах загрязнители вследствие подвижности и высокой проникающей способности мигрируют в грунтовые воды, ухудшая их качество и приводят к непригодности для питьевых нужд. Помимо этого, значительная продолжительность операции по захоронению ОБ, обусловленная ожиданием естественного испарения жидкой фазы отходов и частичного подсыхания содержимого амбара, а также запрет санитарных служб на захоронение отходов в жидком виде (Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов (Санитарные правила). Утв. Минздравом СССР 3183-84 (п. 6.12)) не удовлетворяют действующему природоохранительному и земельному законодательству. There is a method of burial of semi-liquid mass and non-fluid sediment of drilling waste (OB) of oil and gas wells directly in an earthen barn, built on the territory of the drilling site, after preliminary drying of their contents (Bulatov A.I., Makarenko P.P., Shemetov V.Yu. Protection environment in the oil and gas industry. -M .: Nedra, 1997. - S.310). However, such landfill does not prevent environmental pollution, since the contaminants contained in the waste migrate into groundwater due to mobility and high penetration, impairing their quality and making them unsuitable for drinking. In addition, the significant duration of the OB disposal operation, due to the expectation of the natural evaporation of the liquid phase of the waste and partial drying of the contents of the barn, as well as the prohibition of sanitary services for liquid disposal of waste (Procedure for the accumulation, transportation, neutralization and disposal of toxic industrial waste (Sanitary rules) Approved by the USSR Ministry of Health 3183-84 (Clause 6.12)) they do not satisfy the current environmental and land legislation.
Известен способ ликвидации отстойно-поглотительного котлована, включающий заполнение котлована отработанным буровым раствором, расслоение отработанного бурового раствора на загущенную и осветленную фазы, удаление осветленной фазы, отверждение загущенной фазы частично с образованием верхнего твердого слоя, нанесение на отвержденные отходы непроницаемого экрана и засыпку котлована минеральным грунтом ( авт. свид. СССР 1188185, кл. С 09 К 7/02, 1983). Недостатком данного способа является то, что отверждению подвергается лишь верхняя часть загущенной фазы отработанного бурового раствора, не исключающая фильтрацию загрязняющих компонентов из нижележащей в котловане неотвержденной части отходов в грунтовые воды и их загрязнение, а также необходимость нанесения на отвержденные отходы непроницаемого экрана для предотвращения отрицательного влияния атмосферных осадков на захороненные отходы и обеспечения необходимой прочности верхнего твердого слоя. A known method of eliminating a sludge-absorption pit, including filling the pit with spent drilling fluid, stratifying the spent drilling fluid into thickened and clarified phases, removing the clarified phase, partially solidifying the thickened phase, forming an upper solid layer, applying an impermeable screen to the cured waste and filling the foundation pit with mineral soil (ed. certificate of the USSR 1188185, class С 09 К 7/02, 1983). The disadvantage of this method is that only the upper part of the thickened phase of the spent drilling fluid is cured, which does not exclude the filtering of contaminants from the underlying uncured part of the waste into the groundwater and its pollution, as well as the need to apply an impermeable screen to the cured waste to prevent negative effects atmospheric precipitation for buried waste and ensuring the necessary strength of the upper solid layer.
Известен способ захоронения отходов бурения нефтегазовых скважин, включающий расслоение в земляном амбаре отходов бурения на загущенную и осветленную фазы, удаление осветленной жидкой фазы, введение в загущенную фазу отходов бурения консолидирующего материала и их перемешивание, обезвреживание загущенной фазы за счет превращения отходов бурения в инертную консолидированную массу и связывания в ее структуре загрязняющих веществ, исключающее миграцию их за пределы отвержденных отходов бурения, засыпку минеральным грунтом после набора отвержденными отходами механической прочности на сжатие, равной или превышающей 0,1 МПа, выдерживающими нагрузку, создаваемую сельскохозяйственной и транспортной техникой (Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В. Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. - М.: Недра, 1997. - С.317, 319). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что в известном способе захороняемые в отвержденном виде отходы бурения приобретают уже через 28 суток после их обработки механическую прочность на сжатие, значительно превышающую 1,0 МПа (там же, с.320-321), превращая тем самым захороняемые отходы в монолит, через который не могут прорастать корни сельскохозяйственных растений, вынуждая их расти горизонтально над монолитом. Так, в результате использования консолидирующего состава для отверждения отходов бурения (авт. свид. СССР 1549980, кл. С 09 К 7/00, 1987) прочность на сжатие захороняемых отходов достигает 3-6 МПа, а при другом составе ( авт. свид. СССР 1357419, кл. С 09 К 7/00, 1986) - 38 МПа. Это приводит к сильному замедлению или полному прекращению развития корневой системы растений на участке захороненных отходов бурения. A known method of burial of drilling waste oil and gas wells, including stratification in an earthen barn of drilling waste into a thickened and clarified phase, removing the clarified liquid phase, introducing consolidated material into the thickened phase of the drilling waste and mixing them, neutralizing the thickened phase by converting the drilling waste into an inert consolidated mass and binding in its structure of pollutants, excluding their migration outside the cured drilling waste, filling with mineral soil after accumulation and solidified waste of mechanical compressive strength equal to or exceeding 0.1 MPa, withstanding the load created by agricultural and transport equipment (Bulatov A.I., Makarenko P.P., Shemetov V. Yu. Environmental protection in the oil and gas industry. - M .: Nedra, 1997.- P.317, 319). The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the fact that in the known method, drilling waste disposed of in a cured form acquires, after 28 days after treatment, a mechanical compressive strength significantly exceeding 1.0 MPa (ibid., P. 320- 321), thereby turning the buried waste into a monolith through which the roots of agricultural plants cannot grow, forcing them to grow horizontally above the monolith. So, as a result of using a consolidating composition for curing drilling waste (ed. Certificate of the USSR 1549980, class C 09 K 7/00, 1987), the compressive strength of buried waste reaches 3-6 MPa, and with a different composition (ed. USSR 1357419, class C 09 K 7/00, 1986) - 38 MPa. This leads to a strong slowdown or complete cessation of the development of the root system of plants in the area of buried drilling waste.
Известен также способ захоронения отходов бурения в земляном амбаре, включающий аналитический расчет объема земляного амбара на стадии проектирования строительства скважины, предусматривающий увеличение объема амбара на 10% по отношению к планируемому объему складируемых в нем отходов, снятие плодородного слоя почвы и складирование ее во временные отвалы на период строительства скважины, отрывку земляного котлована, возведение по его периметру обвалования, гидроизоляцию дна и стенок котлована, складирование отходов бурения в образовавшемся амбаре, утилизацию, обезвреживание и последующее захоронение отходов в амбаре (Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше: РД 39-133-94. - М.: НПО "Буровая техника", 1994. - 118 с.). Недостатком данного способа является то, что увеличение объема земляного амбара на 10% по отношению к планируемому объему складируемых в нем отходов не учитывает цель бурения скважины - разведку или эксплуатацию, так как от них в значительной степени зависит объем образующихся отходов. Для разведочного бурения, характеризующегося, как правило, увеличением его фактической продолжительности в сравнении с проектными данными вследствие осложнений при бурении и возникновения аварийных ситуаций, увеличения водопотребления и водоотведения, наиболее частыми отрицательными последствиями являются переполнение земляного амбара отходами бурения и их перелив, приводящие к загрязнению прилегающей территории. Недостатком данного способа является также то, что расчет объема амбара и выбор его геометрических размеров (длины, ширины и глубины) не увязан с минимально допустимой глубиной верхнего слоя захороняемых отходов по отношению к толщине плодородного слоя почвы в районе строительства скважины. There is also a method of burial of drilling waste in an earthen barn, including analytical calculation of the volume of earthen barn at the stage of designing a well construction, providing for an increase in the volume of the barn by 10% relative to the planned volume of waste stored in it, removing the fertile soil layer and storing it in temporary dumps at the period of construction of the well, a fragment of the excavation pit, erection along its perimeter of the debris, waterproofing the bottom and walls of the pit, storage of drilling waste in images the existing barn, utilization, disposal and subsequent disposal of waste in the barn (Environmental Protection Instructions for the Construction of Oil and Gas Wells onshore: RD 39-133-94. - M .: NPO Burovaya Technika, 1994. - 118 p. .). The disadvantage of this method is that an increase in the volume of earthen barn by 10% relative to the planned volume of waste stored in it does not take into account the purpose of drilling the well - exploration or operation, since the volume of generated waste depends on them to a large extent. For exploratory drilling, which is characterized, as a rule, by an increase in its actual duration in comparison with design data due to complications during drilling and emergency situations, increased water consumption and water disposal, the most frequent negative consequences are overfilling of the earthen barn with drilling waste and overflow, leading to contamination of the adjacent territory. The disadvantage of this method is that the calculation of the volume of the barn and the choice of its geometric dimensions (length, width and depth) is not linked to the minimum permissible depth of the upper layer of landfill waste with respect to the thickness of the fertile soil layer in the area of well construction.
Из существующего уровня техники известен способ захоронения отходов бурения, включающий выбор геометрических размеров земляного амбара, снятие плодородного слоя почвы и складирование ее во временные отвалы на период строительства скважины, отрывку земляного котлована, возведение по его периметру обвалования, гидроизоляцию дна и стенок котлована, складирование отходов бурения в образовавшемся амбаре, расслоение в амбаре отходов бурения на загущенную и осветленную фазы, удаление из амбара осветленной жидкой фазы, введение в загущенную фазу отходов бурения консолидирующего материала и их перемешивание, обезвреживание загущенной фазы отходов путем отверждения, засыпку минеральным грунтом, возврат из временных отвалов и равномерное распределение плодородного слоя почвы на минеральный грунт (Патент РФ 2123574, Е 21/06, 20.12.1998, 6 с.). A method of drilling waste disposal is known from the prior art, including selecting the geometrical dimensions of the earthen barn, removing the fertile soil layer and storing it in temporary dumps for the period of the well construction, excavating the excavation pit, erecting a casing around its perimeter, waterproofing the bottom and walls of the excavation pit, storing waste drilling in the formed barn, stratification of the drilling waste into the thickened and clarified phases in the barn, removal of the clarified liquid phase from the barn, introduction to the thickened the phase of drilling waste consolidating material and mixing them, neutralizing the thickened phase of the waste by curing, backfilling with mineral soil, returning from temporary dumps and uniform distribution of the fertile soil layer to the mineral soil (RF Patent 2123574, Е 21/06, 12/20/1998, 6 pp. )
Как предложенный, так и известный способы захоронения отходов бурения включают выбор геометрических размеров земляного амбара, снятие плодородного слоя почвы и складирование ее во временные отвалы на период строительства скважины, отрывку земляного котлована, возведение по его периметру обвалования, гидроизоляцию дна и стенок котлована, складирование отходов бурения в образовавшемся амбаре, расслоение в амбаре отходов бурения на загущенную и осветленную фазы, удаление из амбара осветленной жидкой фазы, введение в загущенную фазу отходов бурения консолидирующего материала и их перемешивание, обезвреживание загущенной фазы отходов путем отверждения, засыпку минеральным грунтом, возврат из временных отвалов и равномерное распределение плодородного слоя почвы на минеральный грунт. Т.е. по своему назначению и по числу совпадающих признаков этот известный способ является наиболее близким к заявленному и выбран в качестве наиболее близкого аналога. Both the proposed and well-known methods of drilling waste disposal include selecting the geometrical dimensions of the earthen barn, removing the fertile soil layer and storing it in temporary dumps for the period of well construction, excavating the excavation pit, erecting a casing around its perimeter, waterproofing the bottom and walls of the excavation pit, and storing waste drilling in the formed barn, stratification of drilling waste into the thickened and clarified phases in the barn, removal of the clarified liquid phase from the barn, introduction of waste into the thickened phase rows drilling consolidating material and mixing, neutralization thickened waste phase by curing mineral backfill soil, temporary refund of dumps and uniform distribution of topsoil in mineral soil. Those. according to its purpose and the number of matching features, this known method is the closest to the declared one and is selected as the closest analogue.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения экологической безопасности захоронения отходов бурения нефтегазовой скважины в земляном амбаре путем сооружения амбара с объемом и геометрическими размерами (длина, ширина, глубина), обеспечивающими складирование отходов в процессе бурения без угрозы возможного переполнения амбара независимо от целей бурения (разведка или эксплуатация), создания отвержденной композиции с прочностными характеристиками, обеспечивающими, с одной стороны, предотвращение выноса загрязняющих веществ в подземные воды и провала сельскохозяйственной техники при работе на территории захороненных отходов бурения, а с другой стороны - создание удовлетворительных условий для роста корневой системы сельскохозяйственных растений. The present invention solves the problem of improving the environmental safety of the disposal of drilling waste oil and gas wells in an earthen barn by constructing a barn with a volume and geometric dimensions (length, width, depth) that provide storage of waste during drilling without the threat of a possible overflow of the barn regardless of the purpose of drilling (exploration or operation ), creating a cured composition with strength characteristics, providing, on the one hand, the prevention of the removal of pollutants groundwater and the failure of agricultural machinery at work on the territory of the dumped drilling waste, and on the other - creating satisfactory conditions for the growth of the root system of crops.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе захоронения отходов бурения, включающем выбор геометрических размеров земляного амбара, снятие плодородного слоя почвы и складирование ее во временные отвалы на период строительства скважины, отрывку земляного котлована, возведение по его периметру обвалования, гидроизоляцию дна и стенок котлована, складирование отходов бурения в образовавшемся амбаре, расслоение в амбаре отходов бурения на загущенную и осветленную фазы, удаление из амбара осветленной жидкой фазы, введение в загущенную фазу отходов бурения консолидирующего материала и их перемешивание, обезвреживание загущенной фазы отходов путем отверждения, засыпку минеральным грунтом, возврат из временных отвалов и равномерное распределение плодородного слоя почвы на минеральный грунт, на предпроектной стадии строительства скважины устанавливают по данным инженерно-геологических изысканий литологический разрез буровой площадки, на стадии проектирования строительства скважины осуществляют аналитический расчет объема земляного амбара, предусматривающий увеличение объема амбара по отношению к планируемому объему складируемых в нем отходов на 15-20% - для отходов эксплуатационного бурения и на 25-35% - для отходов разведочного бурения, а при выборе геометрических размеров учитывают минимально допустимое расстояние между дном амбара и наивысшим уровнем грунтовых вод, а также минимально допустимую глубину верхнего слоя планируемых к захоронению отвержденных отходов, перед обезвреживанием осуществляют в лабораторных условиях выбор консолидирующего материала и подбор его соотношения с массой отверждаемых отходов, обеспечивающих получение механической прочности отвержденной смеси на сжатие до 0,2 МПа, через 28 суток после введения в отходы консолидирующего материала, а засыпку минеральным грунтом отвержденных отходов производят на глубине их верхнего слоя, превышающей толщину плодородного слоя почвы в районе строительства скважины не менее чем на 1,0 м. To achieve the specified technical result in the proposed method for the disposal of drilling waste, including the selection of the geometric dimensions of the earthen barn, removing the fertile soil layer and storing it in temporary dumps for the period of construction of the well, a fragment of the excavation pit, erection along its perimeter of the ditch, waterproofing the bottom and walls of the pit, storage of drilling waste in the formed barn, stratification of drilling waste in the barn into thickened and clarified phases, removal of clarified liquid from the barn the basics, introducing into the thickened phase of drilling waste consolidating material and mixing them, neutralizing the thickened phase of waste by curing, backfilling with mineral soil, returning from temporary dumps and evenly distributing the fertile soil layer to the mineral soil, at the pre-project stage of well construction, set according to engineering and geological data exploration lithological section of the drilling site, at the stage of designing the construction of wells carry out analytical calculation of the volume of earth amb ara, providing for an increase in the volume of the barn in relation to the planned volume of waste stored in it by 15-20% for production drilling waste and 25-35% for exploratory drilling waste, and when choosing geometric dimensions, the minimum allowable distance between the bottom of the barn and the highest level of groundwater, as well as the minimum permissible depth of the upper layer of solidified waste planned for burial, before neutralization, in laboratory conditions, a consolidating material is selected and selected about the ratio with the mass of cured waste, providing mechanical strength of the cured mixture for compression up to 0.2 MPa, 28 days after introducing the consolidating material into the waste, and filling the cured waste with mineral soil is carried out at a depth of their upper layer exceeding the thickness of the fertile soil layer in area of well construction not less than 1.0 m.
Отличительными признаками предложенного способа являются следующие. Distinctive features of the proposed method are as follows.
1. Установление на предпроектной стадии строительства скважины по данным инженерно-геологических изысканий литологического разреза буровой площадки, включающего толщину плодородного слоя почвы - горизонта A1, характеристику пород, слагающих разрез, уровень залегания грунтовых вод, позволяющее спланировать экологически безопасное размещение захороняемых ОБ с учетом конкретных почвенных и гидрогеологических условий.1. Establishment of a lithological section of the drilling site, including the thickness of the fertile soil layer — horizon A 1 , characteristics of the rocks composing the section, and the level of groundwater occurrence, which allows planning environmentally friendly disposal of buried OBs taking into account specific soil and hydrogeological conditions.
2. Аналитический расчет объема земляного амбара-накопителя отходов бурения, предусматривающий увеличение объема амбара по отношению к планируемому объему складируемых в нем отходов на 15-20% - для отходов эксплуатационного бурения и на 25-35% - для отходов разведочного бурения. 2. An analytical calculation of the volume of the earthen storage barn of drilling waste, which provides for an increase in the volume of the barn in relation to the planned volume of waste stored in it by 15-20% for production drilling waste and 25-35% for exploratory drilling waste.
3. При выборе геометрических размеров учитывают минимально допустимое расстояние между дном амбара и наивысшим уровнем грунтовых вод, а также минимально допустимую глубину верхнего слоя планируемых к захоронению отвержденных отходов. 3. When choosing the geometric dimensions, the minimum permissible distance between the bottom of the barn and the highest groundwater level, as well as the minimum permissible depth of the upper layer of solidified waste to be disposed of, shall be taken into account.
4. Перед обезвреживанием осуществляют в лабораторных условиях выбор консолидирующего материала и подбор его соотношения с массой отверждаемых отходов, обеспечивающих получение механической прочности отвержденной смеси на сжатие до 0,2 МПа через 28 суток после введения консолидирующего материала, удовлетворительные рост и развитие корневой системы сельскохозяйственных растений и исключение проведения экспериментов по захоронению промышленных отходов на живой природе. 4. Before neutralization, in laboratory conditions, the choice of consolidating material and the selection of its ratio with the mass of curable waste, providing mechanical strength of the cured mixture for compression to 0.2 MPa 28 days after the introduction of the consolidating material, satisfactory growth and development of the root system of agricultural plants, and the exception of experiments on the disposal of industrial waste on wildlife.
5. Засыпку минеральным грунтом отвержденных отходов производят на глубине их верхнего слоя, превышающей толщину плодородного слоя почвы в районе строительства скважины не менее чем на 1,0 м. 5. Fill the cured waste with mineral soil at a depth of its upper layer exceeding the thickness of the fertile soil layer in the area of well construction by at least 1.0 m.
Вышеперечисленные отличительные признаки обусловливают получение отвержденной композиции с указанными выше прочностными характеристиками, обеспечивающими, с одной стороны, исключение залпового выноса загрязняющих веществ из захороненных отходов в грунтовые воды и предотвращение провала сельскохозяйственной техники при ее работе на территории ликвидированного амбара, а с другой стороны - создание условий для удовлетворительного роста и развития корневой системы сельскохозяйственных растений. The above distinguishing features lead to a cured composition with the above strength characteristics, providing, on the one hand, the elimination of volley removal of pollutants from buried waste into groundwater and the prevention of failure of agricultural machinery during its operation on the territory of the liquidated barn, and on the other hand, the creation of conditions for satisfactory growth and development of the root system of agricultural plants.
Для первых двух целей предпочтительны наибольшая механическая прочность отвержденных отходов на сжатие, так как при этом создаются все условия для безопасного передвижения сельскохозяйственной техники через ликвидированный земляной амбар с захороненными в нем отходами и исключения выноса дождевыми, талыми и грунтовыми водами загрязняющих веществ из захороненных отходов. Критерием консолидации отходов является их минимальная прочность на сжатие, равная или превышающая 0,1 МПа, т.е. такая механическая прочность почвогрунтов, которая обеспечивает минимально допустимое безопасное передвижение транспортной техники (Гольдштейн М.М. Механические свойства грунтов. - М.: Недра, 1975. - 300 с.). For the first two purposes, the greatest mechanical strength of the solidified waste in compression is preferable, since this creates all the conditions for the safe movement of agricultural machinery through the liquidated earthen barn with the waste buried in it and the elimination of the discharge of pollutants from rain, melt and ground waters. The criterion for the consolidation of waste is its minimum compressive strength equal to or greater than 0.1 MPa, i.e. such mechanical strength of the soil, which provides the minimum permissible safe movement of transport equipment (Goldstein M.M. Mechanical properties of soils. - M .: Nedra, 1975. - 300 p.).
В то же время для нормального роста и развития корневой системы сельскохозяйственных растений нежелательны чрезмерно уплотненные слои почвы и тем более захороненные на небольшой глубине монолиты. At the same time, for the normal growth and development of the root system of agricultural plants, overly compacted soil layers and especially monoliths buried at a shallow depth are undesirable.
Поэтому предлагаемый выше диапазон механической прочности захороняемых отходов на сжатие в совокупности с засыпкой минеральным грунтом отвержденных отходов на глубине их верхнего слоя, превышающей толщину плодородного слоя почвы - горизонта A1 в районе строительства скважины не менее чем на 1,0 м (еще одно отличие), создают условия для удовлетворительного роста и развития корневой системы сельскохозяйственных растений на территории ликвидированного амбара.Therefore, the above proposed range of mechanical strength of the buried waste for compression, combined with filling the cured waste with mineral soil at a depth of its upper layer exceeding the thickness of the fertile soil layer - horizon A 1 in the area of well construction by at least 1.0 m (another difference) , create conditions for satisfactory growth and development of the root system of agricultural plants on the territory of the liquidated barn.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, на которых на фиг.1 показан разрез земляного амбара-накопителя отходов бурения перед их отверждением; на фиг.2 - разрез земляного амбара-накопителя отходов бурения после их отверждения; на фиг.3 - разрез ликвидированного земляного амбара-накопителя отходов бурения. The proposed method is illustrated by drawings, in which figure 1 shows a section of an earthen barn-storage of drilling waste before curing; figure 2 is a section of an earthen barn-storage of drilling waste after curing; figure 3 is a section of a liquidated earthen barn-storage of drilling waste.
Способ осуществляют следующими действиями в порядке изложения:
- на предпроектной стадии строительства скважины устанавливают по данным инженерно-геологических изысканий литологический разрез буровой площадки, включающий толщину плодородного слоя почвы - горизонта A1, характеристику пород, слагающих разрез, уровень залегания грунтовых вод;
- на стадии проектирования строительства скважины осуществляют аналитический расчет объема земляного амбара, предусматривающий увеличение объема амбара по отношению к планируемому объему складируемых в нем отходов на 15-20% - для эксплуатационного бурения и на 25-35% - для отходов разведочного бурения;
- выбирают геометрические размеры земляного амбара (длину, ширину и глубину), учитывающие минимально допустимое расстояние между дном амбара и наивысшим уровнем грунтовых вод, а также минимально допустимую глубину верхнего слоя планируемых к захоронению отвержденных отходов;
- снимают плодородный слой почвы и складируют ее во временные отвалы на период строительства скважины;
- отрывают земляной котлован;
- возводят по периметру котлована обвалование;
- гидроизолируют дно и стенки котлована;
- складируют в образовавшемся амбаре отходы бурения нефтегазовой скважины;
- расслаивают в амбаре отходы бурения на загущенную и осветленную фазы;
- удаляют из амбара осветленную фазу отходов бурения;
- осуществляют в лабораторных условиях выбор консолидирующего материала и подбирают его соотношение с массой отверждаемых отходов, обеспечивающих получение механической прочности отвержденной смеси на сжатие, определяемой выражением 0,1≤σсж≤0,2 МПа через 28 суток после введения в отходы консолидирующего материала;
- проверяют выбранную рецептуру в лабораторных условиях;
- срезают обвалование земляного амбара;
- вводят в загущенную фазу отходов бурения консолидирующий материал в соответствии с подобранной рецептурой;
- перемешивают загущенную фазу отходов бурения с консолидирующим материалом;
- ожидают набора механической прочности отвержденной смеси на сжатие, определяемой выражением 0,1≤σсж≤0,2 МПа, через 28 суток после ввода в отходы бурения консолидирующего материала;
- засыпают минеральным грунтом отвержденные отходы бурения на глубине их верхнего слоя, превышающей толщину плодородного слоя почвы - горизонта А1 в районе строительства скважины не менее чем на 1,0 м;
- возвращают из временных отвалов и наносят плодородный слой почвы на минеральный грунт.The method is carried out by the following actions in order of presentation:
- at the pre-project stage of well construction, a lithological section of the drilling site is established according to engineering and geological surveys, including the thickness of the fertile soil layer - horizon A 1 , the characteristics of the rocks composing the section, the level of groundwater occurrence;
- at the design stage of well construction, an analytical calculation of the volume of the earthen barn is carried out, providing for an increase in the volume of the barn in relation to the planned volume of waste stored in it by 15-20% for production drilling and 25-35% for exploratory drilling waste;
- choose the geometric dimensions of the earthen barn (length, width and depth), taking into account the minimum permissible distance between the bottom of the barn and the highest groundwater level, as well as the minimum permissible depth of the upper layer of solidified waste planned for burial;
- remove the fertile soil layer and store it in temporary dumps for the period of construction of the well;
- tear off the excavation pit;
- erect a rounding around the perimeter of the pit;
- waterproof the bottom and walls of the pit;
- they store in the formed barn the waste from drilling an oil and gas well;
- stratify drilling waste in the barn into thickened and clarified phases;
- remove from the barn the clarified phase of the drilling waste;
- is carried out in vitro selection of the consolidating material selected and its ratio to the mass of waste curable providing reception mechanical strength of the cured mixture to compression given by
- check the selected formulation in the laboratory;
- cut off the boning of the earthen barn;
- the consolidating material is introduced into the thickened phase of the drilling waste in accordance with the selected formulation;
- mix the thickened phase of the drilling waste with a consolidating material;
- awaiting a set of mechanical strength of the cured mixture to compression given by
- fill the cured drilling waste with mineral soil at a depth of their upper layer exceeding the thickness of the fertile soil layer - horizon A 1 in the area of well construction by at least 1.0 m;
- return from temporary dumps and apply a fertile layer of soil to mineral soil.
В геологическом строении планируемой буровой площадки принимают участие современные (pdQIV), верхнечетвертичные (dQIII) и меловые (K1g-br) отложения.Modern (pdQ IV ), upper Quaternary (dQ III ) and Cretaceous (K 1 g-br) sediments take part in the geological structure of the planned drilling site.
Литологический разрез по результатам проведенных инженерно-геологических изысканий включает:
0-30 см - почвенно-растительный слой;
0,3-1,2 м - супесь ржаво-коричневая твердая, включения щебня;
1,2-7,1 м - суглинок буро-коричневый, щебнистый, твердый, прослои песка;
7,1-12,0 м - песок серый, пылеватый, маловлажный, пропитан гидроокислами железа, включения линз глины серой.The lithological section according to the results of engineering and geological surveys includes:
0-30 cm - soil-vegetable layer;
0.3-1.2 m - sandy-brown solid sandy loam, crushed stone inclusions;
1.2-7.1 m - loam brown-brown, gravel, solid, sand interlayers;
7.1-12.0 m - gray sand, silty, low moisture, impregnated with iron hydroxides, inclusion of gray clay lenses.
Грунтовые воды на момент проведения изысканий (март 2000 г.) не вскрыты до глубины 12,0 м. Groundwater at the time of the survey (March 2000) was not opened to a depth of 12.0 m.
Конструкция поисковой скважины, являющаяся основой для расчета объемов отходов бурения, представлена в таблице. The design of the exploratory well, which is the basis for calculating the volume of drilling waste, is presented in the table.
Объем всей скважины Vскв = 192 м3.The volume of the entire well V well = 192 m 3 .
Рассчитывают по известной методике (Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше: РД 39-133-94.- М.: НПО "Буровая техника", 1994. - С.108-109) объем планируемых отходов бурения. Calculated by a known method (Instructions for environmental protection during the construction of oil and gas wells on land: RD 39-133-94.- M .: NPO Burovaya Technika, 1994. - P.108-109) the amount of planned drilling waste .
1. Объем шлама V = Vскв•1,2, м3,
где 1,2 - коэффициент, учитывающий разуплотнение выбуренной породы.1. The volume of sludge V = V wells • 1.2, m 3 ,
where 1,2 is a coefficient taking into account decompression of the cuttings.
Vш = 192•1,2 = 230 м3.V W = 192 • 1.2 = 230 m 3 .
2. Объем отработанного бурового раствора
Voбp = 1,2• Vскв • K1+0,5• Vц м3,
где К1 - коэффициент, учитывающий потери бурового раствора, уходящего со шламом при очистке на вибросите (K1=1,052 в соответствии с РД 39-3-819-91).2. The volume of drilling mud
V about = 1,2 • V well • K 1 + 0,5 • V C m 3 ,
where K 1 - coefficient taking into account the loss of drilling fluid leaving with the sludge during cleaning on a vibrating screen (K 1 = 1,052 in accordance with RD 39-3-819-91).
Vц - объем циркуляционной системы буровой установки.V c - the volume of the circulation system of the drilling rig.
Vц=100 м3
Voбp = 1,2•192•1,052+0,5•100 = 292 м3.V C = 100 m 3
V about = 1,2 • 192 • 1,052 + 0,5 • 100 = 292 m 3 .
3. Объем буровых сточных вод (Vбсв) рассчитывается по формуле
Vбсв = 2•Voбp м3,
Vбсв = 2• 292 = 584 м3.3. The volume of drilling wastewater (V BSV ) is calculated by the formula
V bsv = 2 • V about m 3 ,
V bsv = 2 • 292 = 584 m 3 .
4. Объем шламового амбара (Vша) определяется по формуле (там же).4. The volume of sludge barn (V Ша ) is determined by the formula (ibid.).
На долю жидкой (осветленной) фазы отходов приходится 584 м3, а объем загущенной фазы отходов бурения с учетом его увеличения в результате добавления консолидирующего материала составит около 340 м3.The liquid (clarified) phase of the waste accounts for 584 m 3 , and the volume of the thickened phase of drilling waste, taking into account its increase as a result of adding consolidating material, will be about 340 m 3 .
Учитывая цель бурения - поиск углеводородного сырья, увеличивают объем земляного амбара по отношению к планируемому объему на 30%. Given the purpose of drilling - the search for hydrocarbons, increase the volume of earthen barn in relation to the planned volume by 30%.
Vшa=1,3•(Vш+Voбp+Vбсв), м3
Vшa=1,3•(230+340+584)=1500 м3.V шa = 1,3 • (V ш + V SAR + V BSV ), m 3
V шa = 1.3 • (230 + 340 + 584) = 1500 m 3 .
Исходя из состава пород, слагающих разрез, относящихся к категории проницаемых, толщины плодородного слоя почвы (30 см) и уровня залегания грунтовых вод (свыше 12 м) определяют отметки верхнего слоя отвержденных отходов и дна гидроизолированного амбара, которые должны составлять минус 1,3 м и минус 10,0 м соответственно. Однако исходя из практических соображений выбирают отметку дна амбара, равную минус 3,5 м. Это соответствует требованиям санитарных правил (Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах в накопителях, расположенных вне территории предприятия (организации), утв. Мингео СССР, Минводхоза СССР, Госкомгидромета СССР, Минздравом СССР 4015-85). Таким образом, для объема амбара 1500 м3 и при выбранной глубине 3,5 м его размеры в плане составят 23,8 м - длина и 18,0 м - ширина (без учета дополнительного объема, образованного обвалованием амбара).Based on the composition of the rocks that make up the section, belonging to the category of permeable, the thickness of the fertile soil layer (30 cm) and the level of groundwater (over 12 m), the marks of the upper layer of solidified waste and the bottom of the waterproofed barn are determined, which should be minus 1.3 m and minus 10.0 m, respectively. However, based on practical considerations, a barn bottom mark of minus 3.5 m is chosen. This complies with the requirements of the sanitary rules (Limit content of toxic compounds in industrial waste in accumulators located outside the territory of the enterprise (organization), approved by Mingeo of the USSR, Ministry of Water Economy of the USSR, Goskomgidromet USSR, USSR Ministry of Health 4015-85). Thus, for a barn volume of 1500 m 3 and with a selected depth of 3.5 m, its dimensions in terms of plan will be 23.8 m - length and 18.0 m - width (not taking into account the additional volume formed by barn bunding).
На территории буровой площадки снимают плодородный слой почвы толщиной 30 см и перемещают ее в отвалы для временного хранения на период строительства скважины (на чертежах не показаны). В минеральном грунте 1 отрывают земляной котлован, по периметру которого возводят обвалование 2 высотой 1,0 м, а дно и стенки гидроизолируют противофильтрационным экраном 3, предотвращающим загрязнение грунтовых вод с уровнем 4. В процессе бурения скважины в амбаре 5 складируют отходы бурения. После окончания строительства скважины физико-химическим способом расслаивают в амбаре 5 отходы бурения на загущенную 6 и осветленную (жидкую) 7 фазы. Насосом (на чертежах не показан) откачивают из амбара 5 осветленную фазу 7 отходов бурения. Отбирают из амбара 5 пробы загущенной фазы 6 отходов бурения, в лабораторных условиях выбирают из имеющихся в наличии консолидирующих материалов местный отход производства Себряковского цементного завода им. П.А. Юдина и отход, образующийся после очистки котлов котельных установок или отхода гипсового производства (Патент РФ 2162918, МПК7 E 02 D 31/02, В 09 В 1/00, С 09 К 7/02, 2001).On the territory of the drilling site, a fertile soil layer 30 cm thick is removed and moved to dumps for temporary storage for the period of well construction (not shown in the drawings). An excavation pit is opened in
Цементная пыль представляет собой высокодисперсный материал, улавливаемый электрофильтрами из отходящих газов вращающихся печей (ТУ 21-26-24-94. Пыль из вращающихся печей цементных заводов для сельского хозяйства). Химический состав цементной пыли включает, %: SiO2 - 14,0; Аl2О3 - 3,07; Fе2O3 - 2,86; CaO - 41,43; MgO - 1,86; SO3 - 6,95; Na2O - 2,12; К2О - 3,42, потери при прокаливании - 25,09. По степени воздействия на организм человека цементная пыль относится к нетоксичным материалам.Cement dust is a highly dispersed material captured by electrostatic precipitators from exhaust gases from rotary kilns (TU 21-26-24-94. Dust from rotary kilns of cement plants for agriculture). The chemical composition of cement dust includes,%: SiO 2 - 14.0; Al 2 O 3 - 3.07; Fe 2 O 3 - 2.86; CaO 41.43; MgO - 1.86; SO 3 - 6.95; Na 2 O - 2.12; K 2 O - 3.42; loss on ignition - 25.09. According to the degree of impact on the human body, cement dust refers to non-toxic materials.
Отход очистки котлов районных и городских котельных установок и отход гипсового производства представляет собой гидроокись кальция Са(ОН)2, назначением которой является ускорение сроков схватывания отверждаемых отходов.The waste of cleaning boilers of district and city boiler plants and the waste of gypsum production is calcium hydroxide Ca (OH) 2 , the purpose of which is to accelerate the setting time of solidified waste.
В результате проведения в лабораторных условиях экспериментов определено наиболее эффективное соотношение выбранных компонентов, маc.%:
Цементная пыль - 25
Гидроокись кальция, предварительно измельченная до порошкообразного состояния - 2,2
Загущенная фаза отходов бурения - Остальное
Подобранная рецептура обеспечивает получение через 28 суток после введения в отходы бурения консолидирующего материала механической прочности композиции на сжатие, определяемой выражением 0,1≤σсж≤0,2 МПа.As a result of laboratory experiments, the most effective ratio of the selected components was determined, wt.%:
Cement Dust - 25
Calcium hydroxide, pre-ground to a powder state - 2.2
Thickened Drilling Waste Phase - Else
Matched formulation provides 28 days after introduction into the drilling waste consolidating composition material mechanical strength in compression, compression channel defined by the
После окончания строительства скважины бульдозерами (на чертежах не показаны) срезают обвалование 2 амбара 5. Приготовленную в цементосмесительной машине 2 СМН-20 (на чертежах не показана) смесь консолидирующих материалов выгружают у края амбара 5 и бульдозером или ковшом экскаватора (на чертежах не показан) сбрасывают ее в амбар с загущенной фазой 6 отходов бурения. After the completion of the well’s construction, bulldozers (not shown in the drawings) cut off the embankment of 2
Механическое перемешивание отходов бурения с цементной пылью и гидроокисью кальция осуществляют лопастным механическим смесителем, перемещаемым по амбару при помощи тяговых тракторов (на чертежах не показаны) (там же). Mechanical mixing of drilling waste with cement dust and calcium hydroxide is carried out by a paddle mechanical mixer, moved along the barn using traction tractors (not shown in the drawings) (ibid.).
После тщательного перемешивания в амбаре 5 ингредиентов ожидают набора требуемой механической прочности отвержденной смеси на сжатие. При этом верхний слой отвержденных отходов должен быть на глубине h не менее 1,0 м от спланированной буровой площадки (с которой предварительно снят плодородный слой почвы) - поверхности минерального грунта 1. Бульдозерами (на чертежах не показаны) засыпают минеральным грунтом 9 отвержденные отходы 8. Возвращают из временных отвалов (на чертежах не показаны) плодородный слой почвы 11 толщиной m и наносят ее на минеральный грунт 9, перекрывающий захороненные на глубине h не менее 1,0 м отвержденные отходы бурения 8, и прилегающую часть буровой площадки. After thorough mixing in the barn, 5 ingredients are expected to gain the required mechanical compressive strength of the cured mixture. In this case, the top layer of cured waste must be at a depth of not less than 1.0 m from the planned drilling site (from which the fertile soil layer was previously removed) - the surface of the
Механическая прочность на сжатие захороненных отходов 8 и размещение их на глубине h по отношению к толщине m плодородного слоя почвы 11 обеспечивают удовлетворительный рост и развитие корневой системы сельскохозяйственных растений 10 (фиг.3) и безопасное передвижение автотракторной техники через ликвидированный земляной амбар 5. The mechanical compressive strength of the buried
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109121A RU2201949C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Drilling reject burial method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109121A RU2201949C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Drilling reject burial method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001109121A RU2001109121A (en) | 2003-03-10 |
| RU2201949C2 true RU2201949C2 (en) | 2003-04-10 |
Family
ID=20248080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109121A RU2201949C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Drilling reject burial method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201949C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528035C1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные технологии нефтеотдачи" (ООО "АТН") | Method of drilling cuttings utilisation |
| RU2558834C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Игорь Михайлович Волков | Method for constructing sludge storage pit for well cuttings at oil and gas deposits (versions) |
-
2001
- 2001-04-05 RU RU2001109121A patent/RU2201949C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЕДОРИВ Л.В. Рекультивация земляных амбаров в условиях Среднего Приобья. - Нефтяное хозяйство, 1986, № 6, с.5-6. СТЕНЮХА Е.И. и др. Охрана и рекультивация земли буровыми предприятиями Украины. - Нефтяник, 1977, № 9, с.15-16. БУЛАТОВ А.И. и др. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше. - М.: НПО "Буровая техника", 1990, с.21-32. МНАЦАКАНОВ А.В. и др. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважина нефть и газ на суше: РД 39-133-94. - М.: НПО "Буровая техника", 1994, с.108-109. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528035C1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные технологии нефтеотдачи" (ООО "АТН") | Method of drilling cuttings utilisation |
| RU2558834C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Игорь Михайлович Волков | Method for constructing sludge storage pit for well cuttings at oil and gas deposits (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Skarżyńska | Reuse of coal mining wastes in civil engineering—Part 2: Utilization of minestone | |
| RU2274749C1 (en) | Method for land reclamation in the case of land corruption by opened deposit development | |
| US4358221A (en) | System for pollution control | |
| Harder Jr et al. | Failure of Tapo Canyon tailings dam | |
| RU2522317C1 (en) | Soil-slime mix | |
| Zhou et al. | Management and mitigation of sinkholes on karst lands: an overview of practical applications | |
| Raj | Ground improvement techniques (HB) | |
| RU2274750C1 (en) | Method for land reclamation in the case of land corruption by opened deposit development | |
| RU2201949C2 (en) | Drilling reject burial method | |
| RU2654906C2 (en) | Method of reconstruction of barrow pits for building of cemetery | |
| CN108570979A (en) | A kind of construction method for building antiseepage composite foundation on dolomite stratigraph | |
| US4072016A (en) | Method of reconstructing and reclamation of river channels | |
| RU2216889C2 (en) | Method for recultivation of earth construction in the far north | |
| Wesely et al. | Durango disposal cell–UMTRA Case History | |
| Mykhailovska et al. | Development of a method of utilization of oil and gas industry waste at Pereshchepyno field (Ukraine) | |
| RU2291180C2 (en) | Method of construction and elimination of the earth storages-collectors | |
| CN110230312A (en) | Waterproof solidified earth method for processing foundation | |
| SEATON | ENGINEERING PROBLEMS ASSOCIATED WITH CLAY, WITH SPECIAL REFERENCE TO CLAY SLIPS. | |
| Moshi et al. | Dry stacking of high-grade flake graphite tailings: Tanzania | |
| RU2663430C1 (en) | Protective shield, formed during land retrofit, and method of formation the same | |
| Bassell | Earth Dams: a study | |
| Engels et al. | Tailings management facilities-intervention actions for risk reduction | |
| SU1756565A1 (en) | Method for dumping in mineral opencast mining | |
| Service et al. | Experiences with Fine Grained Dredged Material | |
| Salehi | Three primary parts of construction embankment dams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111031 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200406 |