RU2291180C2 - Method of construction and elimination of the earth storages-collectors - Google Patents

Method of construction and elimination of the earth storages-collectors Download PDF

Info

Publication number
RU2291180C2
RU2291180C2 RU2002134791/03A RU2002134791A RU2291180C2 RU 2291180 C2 RU2291180 C2 RU 2291180C2 RU 2002134791/03 A RU2002134791/03 A RU 2002134791/03A RU 2002134791 A RU2002134791 A RU 2002134791A RU 2291180 C2 RU2291180 C2 RU 2291180C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
water
wastes
boring
construction
Prior art date
Application number
RU2002134791/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002134791A (en
Inventor
Геннадий Николаевич Позднышев (RU)
Геннадий Николаевич Позднышев
В чеслав Николаевич Манырин (RU)
Вячеслав Николаевич Манырин
Равиль Фатыхович Гайсин (RU)
Равиль Фатыхович Гайсин
Александр Иванович Калугин (RU)
Александр Иванович Калугин
Тать на Геннадьевна Сивакова (RU)
Татьяна Геннадьевна Сивакова
Original Assignee
Геннадий Николаевич Позднышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геннадий Николаевич Позднышев filed Critical Геннадий Николаевич Позднышев
Priority to RU2002134791/03A priority Critical patent/RU2291180C2/en
Publication of RU2002134791A publication Critical patent/RU2002134791A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291180C2 publication Critical patent/RU2291180C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: oil-producing industry; gas-production industry; methods of construction and elimination of the earth storages-collectors of the boring wastes.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of the environmental protection, in particular, to the methods of construction and elimination of the earth storages-collectors of the boring wastes at completion of the oil-and-gas boreholes construction. The technical result of the invention is erection of the effective water-insulating screen, reduction of the time of evaporation of the water from the liquid phase of the boring wastes, decrease of the material inputs for realization of the method. The method of construction and elimination of the earth storages-collectors of the boring wastes provides for the digging of the ditch in the mineral soil, screening the ditch bottom and walls for the water insulation, filling-up of the earth storages-collector with the boring wastes, lamination of the boring wastes by settling into the thickened and liquid phases, the liquid phase pumping out, evaporation of the water from it, covering over the thickened stage with the mineral soil, conduct formation of the water-insulating screen by hydrophobization of the soil of the ditch bottom and walls by the soil impregnation in depth of 5-15 cm with the 0.1-1.0 % density microemulsion spontaneously formed at addition in the water of the reactant РДН-1 -concentrate of the asphaltic-resinaceous and paraffinic components of petroleum in the volatile hydrocarbon solvent with the subsequent compaction and aging. After the pumping out the liquid phase is sputtered over the flattened section of the land allocated for construction of the borehole, on which they preliminary put the mineral soil of 25-30 cm thick taken from the walled ditch. After the water evaporation it is used for hydrophobization of the soil together with the dried up boring wastes by sputtering of the above indicated microemulsion at its consumption of 5-10 l per m2 of the ground surface. Then the indicated soil is removed and fully is used for covering of the thickened phase of the boring wastes in the earth storages-collectors of the boring wastes.
EFFECT: the invention ensures erection of the effective water-insulating screen, reduction of the time of evaporation of the water from the liquid phase of the boring wastes, decrease of the material inputs for realization of the method.
2 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей природной среды, в частности к способам сооружения земляных амбаров-накопителей отходов бурения и их ликвидации при завершении строительства нефтегазовых скважин.The invention relates to the field of environmental protection, in particular to methods for the construction of earthen barns-accumulators of drilling waste and their elimination at the completion of the construction of oil and gas wells.

Известны способы сооружения земляных амбаров-накопителей отходов бурения и их ликвидации после окончания строительства скважин, включающие отрывку котлована в минеральном грунте, использование извлеченного грунта для обвалования котлована, гидроизоляцию полости котлована слоем глины, заполнение котлована отходами бурения, расслоение отходов бурения на загущенную и жидкую фазы, удаление воды из жидкой фазы путем ее испарения, засыпку загущенных отходов бурения минеральным грунтом (Стетюха Е., Лютенко В. - Охрана и рекультивация земли буровыми предприятиями Украины. Жур. Нефтяник, 1997, №9, с.15-16). Недостаток, гидроизоляционные свойства глинистого экрана не обеспечивают необходимую защиту грунтовых вод от токсичных химических веществ, используемых для приготовления буровых растворов и вымываемых из захороненных отходов бурения талыми и ливневыми водами. Кроме того, испарение воды из амбара-накопителя происходит крайне медленно (2-3 года), что не отвечает требованиям природоохранного законодательства, согласно которому техническая рекультивация участка земли, отведенного под строительство скважины, должна быть завершена не позднее одного года после окончания строительства скважины.Known methods for the construction of earthen storage bins for drilling waste and their elimination after completion of well construction, including excavating a pit in mineral soil, using excavated soil for ditching a pit, waterproofing a pit cavity with a clay layer, filling a pit with drilling waste, stratifying drilling waste into thickened and liquid phases , removal of water from the liquid phase by evaporation, backfilling of thickened drilling waste with mineral soil (Stetyukha E., Lutenko V. - Protection and land reclamation CBFP enterprises of Ukraine. jour. Oilman 1997, №9, s.15-16). The disadvantage of the waterproofing properties of the clay screen does not provide the necessary protection of groundwater from toxic chemicals used to prepare drilling fluids and washed out of buried drilling waste by melt and storm water. In addition, the evaporation of water from the storage barn is extremely slow (2-3 years), which does not meet the requirements of environmental legislation, according to which the technical rehabilitation of the land allocated for the construction of the well must be completed no later than one year after the completion of the well.

Известен способ ликвидации буровых отходов, включающий обработку жидкой фазы флокулянтом-полиакриламидом (ПАА) и коагулянтом - сернокислым алюминием с последующим осаждением в амбарах взвешенных частиц, вывозом и закачкой осветленной жидкой фазы в специальные депонирующие скважины или в поглощающие горизонты и засыпкой минеральным грунтом амбара с загущенными отходами бурения (Временный регламент по охране окружающей среды при строительстве скважин. - ОАО «ПермНИПИнефть», Пермь, 1992). Недостаток - высокие затраты на очистку и утилизацию осветленных буровых растворов. Кроме того, данным регламентом при сооружении амбаров-накопителей отходов бурения в качестве водоизолирующего экрана предусмотрено нанесение по дну и периметру котлована слоя глинистой пасты, что не обеспечивает надлежащую защиту подземных вод от их загрязнения токсичными веществам, содержащимися в буровых отходах.A known method of eliminating drilling waste, including treating the liquid phase with a flocculant-polyacrylamide (PAA) and coagulant with aluminum sulfate, followed by sedimentation of suspended particles in the barns, transporting and pumping the clarified liquid phase into special deposition wells or into absorbing horizons and backfilling the barn with ground mineral soil drilling waste (Temporary environmental protection regulations for well construction. - PermNIPIneft, Perm, 1992). The disadvantage is the high cost of cleaning and disposing of clarified drilling fluids. In addition, this regulation during the construction of drilling waste storage barns as a water insulating screen provides for the application of a layer of clay paste on the bottom and perimeter of the foundation pit, which does not provide adequate protection of groundwater from pollution by toxic substances contained in drilling waste.

Известен способ сооружения и эксплуатации комплекса земляных амбаров-накопителей отходов бурения и пластового флюида, включающий отрывку котлованов в минеральном грунте, гидроизоляцию их на альтернативной основе металлическими листами, или синтетической пленкой, или железобетонными плитами, или деревянными щитами с битумным покрытием, или композициями на основе глины, извести, цемента и последующее их заполнение (Инструкция по охране окружающей природной среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше. РД 39-133-94, М., НПО «Буровая техника», 1994 г.). Недостаток - использование для гидроизоляции котлованов дорогостоящих строительных материалов и метизов, которые впоследствии будут захоронены в котлованах вместе с загущенными или обезвреженными буровыми отходами.A known method of construction and operation of a complex of earthen barns-accumulators of drilling waste and reservoir fluid, including a fragment of pits in mineral soil, waterproofing them on an alternative basis with metal sheets, or synthetic film, or reinforced concrete slabs, or wooden shields with bitumen coating, or compositions based clay, lime, cement and their subsequent filling (Instructions for the protection of the environment during the construction of oil and gas wells on land. RD 39-133-94, M., NPO Burovaya equipment ”, 1994). The disadvantage is the use of expensive construction materials and hardware for waterproofing pits, which will subsequently be buried in pits along with thickened or neutralized drilling waste.

Известен способ ликвидации земляного амбара-накопителя с предварительным обезвреживанием содержащихся в нем отходов бурения путем их смешения с портландцементом (Шишов В.А., Шеметов В.Ю. Об отверждении буровых растворов и шлама портландцементом. Труды ВНИИКРнефти, 1982, с 28-35), или консолидирующим материалом, представляющим собой отход цементной промышленности (RU 2162918, 2001.02.10). Недостаток - высокий удельный расход указанных пылевидных консолидирующих материалов. Кроме того, перемешивание в амбарах-накопителях отходов бурения с пылевидным консолидирующим материалом с помощью тяговых устройств и лопастного смесителя неэффективно, что не обеспечивает необходимой степени обезвреживанния буровых отходов.There is a method of eliminating an earthen barn with preliminary neutralization of the drilling waste contained therein by mixing them with Portland cement (Shishov V.A., Shemetov V.Yu. On curing drilling fluids and cuttings with Portland cement. Proceedings of VNIIKRneft, 1982, 28-35) , or a consolidating material representing waste from the cement industry (RU 2162918, 2001.02.10). The disadvantage is the high specific consumption of these dust-like consolidating materials. In addition, mixing in the storage barns of drilling waste with a dust-like consolidating material using traction devices and a paddle mixer is inefficient, which does not provide the necessary degree of neutralization of drilling waste.

Наиболее близким к заявляемому относится способ сооружения и эксплуатации земляных амбаров-накопителей отходов бурения, включающий отрывку котлованов в минеральном грунте, гидроизоляцию их полости слоем глины, отличающийся тем, что из амбара-накопителя отработанный буровой раствор откачивают в порожний амбар-накопитель с одновременной его обработкой коагулянтом, флокулянтом и добавлением консолидирующего материала. После заполнения порожнего амбара жидкой фазой на глубину 0,1-0,3 м откачку отработанного бурового раствора прекращают и амбар выдерживают до полного испарения воды и образования на дне порожнего амбара, в дополнение к водоизоляционному экрану из глины, противофильтрационного слоя из коагулированных частиц отходов бурения и цементной пыли. Откачку и испарение жидких отработанных буровых растворов в порожнем амбаре-накопителе повторяют несколько раз, прекращая ее за 15-20 суток до бурения интервалов, в которых прогнозируется нефтегазопроявление. Подготовленный таким образом амбар-накопитель используют для складирования пластовых флюидов (RU 2138612 С1, 1999.09.27). Недостаток такого способа - необходимость сооружения на территории земельного отвода земляных амбаров-накопителей для отработанных буровых растворов и пластовых флюидов, что ведет к увеличению затрат на сооружение, эксплуатацию и ликвидацию земляных амбаров после завершения строительства скважины. Кроме того, эффективность использования данного способа зависит от продолжительности периода, когда объем испарения воды из порожнего амбара превышает объем выпадения атмосферных осадков. Чаще всего таким способом образуют противофильтрационный слой только на дне амбара-накопителя пластовых флюидов, что не решает проблему обезвоживания жидких буровых отходов перед их засыпкой минеральным грунтом и не обеспечивает надлежащую защиту грунтовых вод от загрязнения, т.к. вероятность вымывания токсичных веществ из отходов бурения талыми или ливневыми водами через боковые стенки амбара-накопителя сохраняется.Closest to the claimed one relates to a method of constructing and operating earthen barns for storing drilling waste, including extracting pits in mineral soil, waterproofing their cavities with a clay layer, characterized in that the spent drilling fluid is pumped out of the storage barn into an empty storage barn with its simultaneous processing coagulant, flocculant and the addition of consolidating material. After filling the empty barn with the liquid phase to a depth of 0.1-0.3 m, the pumping of the spent drilling fluid is stopped and the barn is kept until water is completely evaporated and the empty barn is formed at the bottom, in addition to the waterproofing screen made of clay, an antifiltration layer from coagulated particles of drilling waste and cement dust. Pumping and evaporation of liquid spent drilling fluids in an empty storage barn is repeated several times, stopping it 15-20 days before drilling the intervals in which oil and gas occurrence is predicted. Thus prepared barn drive used for storing reservoir fluids (RU 2138612 C1, 1999.09.27). The disadvantage of this method is the need to build earthen storage barns for waste drilling fluids and formation fluids on the territory of the land allotment, which leads to an increase in the cost of construction, operation and elimination of earthen barns after completion of the well construction. In addition, the effectiveness of using this method depends on the length of the period when the volume of evaporation of water from an empty barn exceeds the amount of precipitation. Most often, in this way they form an antifiltration layer only at the bottom of the reservoir fluid storage barn, which does not solve the problem of dehydration of liquid drilling waste before filling it with mineral soil and does not provide adequate protection of groundwater from pollution, because the likelihood of leaching toxic substances from drilling waste by melt or storm water through the side walls of the storage barn remains.

Задачей предлагаемого изобретения является способ сооружения земляных амбаров-накопителей с возведением по их периметру эффективного водоизолирующего экрана и испарения за короткий промежуток времени воды из жидких буровых отходов, при ликвидации земляных амбаров после завершения строительства скважины, при одновременном снижении материальных затрат на реализацию предлагаемого способа.The objective of the invention is a method of constructing earthen storage barns with the construction along their perimeter of an effective waterproofing screen and evaporation of water from liquid drilling waste for a short period of time, during the eradication of earthen barns after completion of well construction, while reducing material costs for implementing the proposed method.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе сооружения земляного амбара-накопителя отходов бурения, включающим отрывку котлована, использование для обвалования котлована извлеченного минерального грунта, возведение по дну и стенкам котлована водоизолирующего экрана, заполнение амбара отходами бурения, их разделение при отстаивании на жидкую и загущенную фазы, испарение жидкой фазы, и засыпку загущенной фазы минеральным грунтом, в качестве водоизолирующего экрана используют слой гидрофобизованного грунта толщиной, достаточной для исключения капиллярного подъема водной фазы. Гидрофобизацию грунта осуществляют путем его пропитки микроэмульсией, самопроизвольно образующейся при растворении в воде реагента РДН-1 (ТУ 2458-001-21166006-97), представляющего собой концентрат асфальто-смолистых и парафиновых компонентов нефти в легколетучем углеводородном растворителе. Для приготовления микроэмульсии реагент РДН-1 добавляют в воду в пределах 0,1-1,0 мас.%. Для образования в котловане гидрофобизованного слоя грунта, исключающего капиллярный подъем водной фазы, производят обработку дна и боковой поверхности котлована микроэмульсией с таким расчетом, чтобы глубина впитывания микроэмульсии в слой грунта колебалась в пределах 5-15 см. После впитывания микроэмульсии обработанную поверхность грунта уплотняют, и после его выдерживания в течение 24 ч для испарения воды и углеводородного растворителя амбар-накопитель готов для заполнения его отходами бурения. При таком способе формирования гидрофобного слоя грунта толщиной 5-15 см при сооружении амбара-накопителя объемом 2000 м3 потребуется около 60 м3 воды и около 600 кг (3 бочки) реагента РДН-1. Ориентировочная стоимость 1 т реагента РДН-1 составляет около 10000 руб.The problem is solved in that in the proposed method for the construction of an earthen barn storage of drilling waste, including a fragment of the pit, the use of extracted mineral soil for ditching the pit, the construction of a water insulating screen along the bottom and walls of the pit, filling the barn with drilling waste, their separation during settling into liquid and thickened phase, evaporation of the liquid phase, and backfilling of the thickened phase with mineral soil, a layer of hydrophobized soil with a thickness is used as a water insulating screen, to eliminate the residual capillary rise of the aqueous phase. Hydrophobization of the soil is carried out by impregnating it with a microemulsion that spontaneously forms when dissolving in water the RDN-1 reagent (TU 2458-001-21166006-97), which is a concentrate of asphalt-resinous and paraffin oil components in a volatile hydrocarbon solvent. To prepare the microemulsion, the RDN-1 reagent is added to water in the range of 0.1-1.0 wt.%. To form a hydrophobized soil layer in the pit, excluding the capillary rise of the aqueous phase, the bottom and side surface of the pit are treated with a microemulsion in such a way that the depth of absorption of the microemulsion into the soil layer varies between 5-15 cm. After the microemulsion is absorbed, the treated soil surface is compacted, and after keeping it for 24 hours to evaporate water and a hydrocarbon solvent, the storage barn is ready to fill it with drilling waste. With this method of forming a hydrophobic soil layer with a thickness of 5-15 cm during the construction of a storage barn with a volume of 2000 m 3, about 60 m 3 of water and about 600 kg (3 barrels) of RDN-1 reagent will be required. The estimated cost of 1 ton of RDN-1 reagent is about 10,000 rubles.

После окончания строительства скважины из отстоявшихся в амбаре буровых отходов в наиболее подходящий для испарения воды период времени года производят откачку и распыление жидких буровых отходов над выравненным участком почвы, отведенном под строительство скважины, на который предварительно наносят слой минерального грунта толщиной 25-30 см, используя для этой цели грунт из обвалования амбара-накопителя. При этом жидкие буровые отходы, распыляемые над слоем минерального грунта на выравненном участке должны впитываться в слой грунта не более чем на 5-15 см. Испарение воды из жидких буровых отходов при таком способе нанесения их на слой минерального грунта происходит в течение 2-3 суток. После испарения воды слой грунта с подсохшими отходами бурения с целью их обезвреживания (предотвращения перехода из них вредных веществ в воду) производят их гидрофобизацию, для чего поверхность грунта обрабатывают 0,1-1,0 мас.% микроэмульсией реагента РДН-1 из расчета 5-10 л микроэмульсии на квадратный метр поверхности грунта. Затем после испарения воды и углеводородного растворителя подсохший гидрофобизированный грунт с помощью бульдозера удаляют с выровненного участка почвы и в полном объеме используют для засыпки амбара-накопителя с оставшимися в нем загущенными отходами бурения, при этом одновременно происходит и их перемешивание с засыпаемым в амбар гидрофобизованным минеральным грунтом. Засыпка амбара таким грунтом и его последующая утрамбовка полностью исключает вынос дождевыми и талыми водами из ликвидированного амбара токсичных веществ, что позволяет при нанесении на уплотненную поверхность грунта 25-30 см слоя плодородной почвы, провести полную рекультивацию данного участка.After the completion of the well construction, from the drilling waste settled in the barn during the most suitable period for water evaporation, the liquid drilling waste is pumped out and sprayed over an equalized area of the soil reserved for the construction of the well, on which a layer of mineral soil with a thickness of 25-30 cm is preliminarily applied using for this purpose, the soil from the debris of the storage barn. In this case, liquid drilling waste sprayed over a layer of mineral soil in a leveled area should be absorbed into the soil layer by no more than 5-15 cm. Evaporation of water from liquid drilling waste with this method of applying them to a layer of mineral soil occurs within 2-3 days . After water evaporation, the soil layer with dried drilling waste in order to render it harmless (to prevent the passage of harmful substances from it into water) is hydrophobized, for which purpose the soil surface is treated with 0.1-1.0 wt.% RDN-1 reagent microemulsion at the rate of 5 -10 l of microemulsion per square meter of soil surface. Then, after evaporation of the water and the hydrocarbon solvent, the dried-up hydrophobized soil is removed with a bulldozer from the leveled soil section and is fully used for filling the storage barn with the thickened drilling waste remaining in it, and at the same time they are mixed with hydrophobized mineral soil poured into the barn . Filling the barn with such soil and its subsequent tamping completely eliminates the removal of toxic substances by rain and melt water from the liquidated barn, which makes it possible to completely recultivate this area when a layer of fertile soil is applied to a compacted soil surface.

Пример 1. Определение высоты капиллярного подъема жидкости в грунте до и после его гидрофобизации.Example 1. Determination of the height of the capillary rise of the liquid in the soil before and after its hydrophobization.

Пробы испытуемого грунта доводили до воздушно-сухого состояния загружали в стеклянные колонки высотой 40 см, диаметром 13 мм, подвергали уплотнению путем легкого постукивания по стенке колонки до тех пор пока не достигали постоянного значения высоты слоя грунта, затем для каждого слоя грунта определяли высоту капиллярного подъема жидкости (воды) после выдерживания в вертикальном положении стеклянной колонки с грунтом в течение 24 ч, при этом нижний конец стеклянной колонки с грунтом все время был в контакте с водной фазой. В качестве грунта был взят образец тонкозернистого кремнистого песка, плотностью 2550 кг/м3, пористостью 2,5% и водопоглощением 5,0%. Разную степень гидрофобизации песка получали путем его насыщения микроэмульсией, содержащей 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1,0% и 5,0% (мас.) реагента РДН-1, после чего каждую из систем помещали в чашку Петри, где при периодическом перемешивании систему доводили до воздушно-сухого состояния. В контрольном опыте песок в стеклянную колонку загружали без гидроизоляционного экрана.Samples of the test soil were brought to an air-dry state, loaded into glass columns 40 cm high, 13 mm in diameter, compacted by lightly tapping the column wall until a constant soil layer height was reached, then the height of the capillary rise was determined for each soil layer liquid (water) after keeping the glass column with soil in an upright position for 24 hours, while the lower end of the glass column with soil was constantly in contact with the aqueous phase. A fine-grained siliceous sand with a density of 2550 kg / m 3 , porosity of 2.5% and water absorption of 5.0% was taken as soil. A different degree of hydrophobization of sand was obtained by saturating it with a microemulsion containing 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, and 5.0% (wt.) Of the RDN-1 reagent, after which each of the systems was placed in a Petri dish, where, with periodic stirring, the system was brought to an air-dry state. In the control experiment, sand was loaded into a glass column without a waterproofing screen.

В остальных опытах после загрузки в колонку слоя (10 см) песка без гидрофобизации загружали слой гидрофобизованного песка (5 см), затем снова слой песка без гидрофобизации до верха стеклянной колонки (40 см). Для сравнения со способом-прототипом в стеклянную колонку, после загрузки (10 см) слоя песка без гидрофобизации загружали слой (5 см) глины и далее до верха стеклянной колонки слой песка без гидрофобизации. На фиг.1 представлен график зависимости высоты капиллярного подъема пресной воды в грунте (песке) без гидроизолирующего экрана (опыт 1), с гидроизолирующим экраном, представленным 5 см слоем грунта различной степени гидрофобизации (опыты 2-6), и гидроизолирующим экраном, представленным 5 см слоем глины (опыт 7).In other experiments, after loading a layer (10 cm) of sand into the column without hydrophobization, a layer of hydrophobized sand (5 cm) was loaded, then again a layer of sand without hydrophobization to the top of the glass column (40 cm). For comparison with the prototype method, in a glass column, after loading (10 cm) a layer of sand without hydrophobization, a layer (5 cm) of clay was loaded and then to the top of the glass column a layer of sand without hydrophobization. Figure 1 shows a graph of the height of the capillary rise of fresh water in the soil (sand) without a waterproofing screen (experiment 1), with a waterproofing screen, represented by a 5 cm layer of soil of various degrees of hydrophobization (experiments 2-6), and a waterproofing screen, presented 5 see a layer of clay (experiment 7).

Как следует из фиг.1, слой гидрофобизованного грунта толщиной в 5 см, полученный при обработке грунта 0,05% микроэмульсией реагента РДН-1, снижает высоту капиллярного подъема воды с 35 см (высота капиллярного подъема воды в контрольном опыте 1) до 18 см (опыт 2), т.е. снижает фильтрационные свойства грунта почти в 2 раза. Аналогичный по толщине слой гидрофобизованного грунта, полученный при обработке 0,5% микроэмульсией реагента РДН-1 снижает высоту капиллярного подъема воды до 10 см (опыт 3). Повышение концентрации реагента РДН-1 в микроэмульсии до 1,0% позволяет получить гидрофобизованный грунт, снижающий высоту капиллярного подъема воды до 1-2 см (опыт 4), а при обработке грунта 5,0% микроэмульсией РДН-1 полученный гидрофобизированный слой грунта толщиной 5 см практически полностью исключает капиллярный подъем водной фазы. Использование в качестве гидроизоляционного экрана 5 см слоя глины (опыт 6) обеспечил снижение высоты капиллярного подъема воды с 35 см до 5-6 см, что соответствует выводам о недостаточной эффективности использования на практике таких гидроизоляционных экранов.As follows from figure 1, a layer of hydrophobized soil with a thickness of 5 cm, obtained by treating the soil with 0.05% REM-1 reagent microemulsion, reduces the height of the capillary rise of water from 35 cm (the height of the capillary rise of water in control experiment 1) to 18 cm (experiment 2), i.e. reduces the filtration properties of the soil by almost 2 times. A layer of hydrophobized soil, similar in thickness, obtained by processing with a 0.5% microemulsion of the RDN-1 reagent reduces the height of the capillary rise of water to 10 cm (experiment 3). Increasing the concentration of the RDN-1 reagent in the microemulsion to 1.0% allows to obtain a hydrophobized soil that reduces the height of the capillary rise of water to 1-2 cm (experiment 4), and when treating the soil with 5.0% microemulsion RDN-1, the obtained hydrophobized soil layer is thick 5 cm almost completely eliminates the capillary rise of the aqueous phase. The use of a clay layer of 5 cm as a waterproofing screen (experiment 6) ensured a decrease in the height of the capillary rise of water from 35 cm to 5-6 cm, which corresponds to the conclusions about the lack of effective use of such waterproofing screens in practice.

Таким образом, из фиг.1 следует, что для создания 5 см слоя гидрофобизованного грунта, исключающего капиллярный подъем водной фазы, содержание реагента РДН-1 в микроэмульсии должно быть не ниже 1,0 мас.%. Использование для данной цели микроэмульсии с большей концентрацией реагента РДН-1 не рационально, т.к. при обработке грунта микроэмульсией глубина ее проникновения в грунт может достигать 10-15 см и более, что способствует образованию гидрофобизованных слоев толщиной более 5 см, что существенно увеличит их гидроизоляционные свойства. Подтверждением тому служат результаты, приведенные на фиг.2, показывающие зависимость высоты капиллярного подъема воды в зависимости от толщины слоя грунта при различной степени его гидрофобизации, из которых следует, что при формировании гидрофобизованного слоя грунта толщиной 10-15 см, исключающего капиллярный подъем водной фазы, содержание реагента РДН-1 в микроэмульсии должно быть в пределах 0,1-1,0 мас.%.Thus, from figure 1 it follows that to create a 5 cm layer of hydrophobized soil, excluding the capillary rise of the aqueous phase, the content of the RDN-1 reagent in the microemulsion should be at least 1.0 wt.%. Using microemulsions with a higher concentration of RDN-1 reagent for this purpose is not rational, because when treating the soil with microemulsion, the depth of its penetration into the soil can reach 10-15 cm or more, which contributes to the formation of hydrophobized layers with a thickness of more than 5 cm, which will significantly increase their waterproofing properties. This is confirmed by the results shown in figure 2, showing the dependence of the height of the capillary rise of water depending on the thickness of the soil layer at various degrees of its hydrophobization, from which it follows that when forming a hydrophobized soil layer with a thickness of 10-15 cm, excluding the capillary rise of the aqueous phase , the content of the RDN-1 reagent in the microemulsion should be in the range of 0.1-1.0 wt.%.

Пример 2. Кинетика испарения жидких буровых отходов в исходном состоянии и при нанесении равномерным слоем на поверхность грунта.Example 2. Kinetics of evaporation of liquid drilling waste in the initial state and when applied evenly to the soil surface.

Для испытания предложенного способа были использованы жидкие буровые отходы с содержанием 15,6 мас.% сухого остатка. Определение кинетики испарения воды из жидких буровых отходов осуществляли на воздухе при температуре 20°С по изменению (снижению) массы (100 г) бурового отхода, помещенного в чашку Петри с площадью испарения 0,03 м2 (опыт 1) и той же массы жидкого бурового раствора по каплям нанесенного на 2 см слой грунта (песка), равномерно распределенного на поверхности стекла площадью 0,25 м2 (опыт 2).To test the proposed method, liquid drilling waste was used with a content of 15.6 wt.% Solids. The kinetics of water evaporation from liquid drilling waste was determined in air at a temperature of 20 ° C by changing (decreasing) the mass (100 g) of drilling waste placed in a Petri dish with an evaporation area of 0.03 m 2 (experiment 1) and the same mass of liquid drilling fluid is applied dropwise to a 2 cm layer of soil (sand) evenly distributed on a glass surface with an area of 0.25 m 2 (experiment 2).

Из взаимного расположения кривых, приведенных на фиг.3 следует, что испарение воды из жидких буровых растворов, нанесенных по каплям на 2 см слой грунта, практически полностью завершается за 2-3 суток, в то время как из жидких буровых растворов, находящихся в чашке Петри, за это время испарилось не более 3-5 мас.% воды. Последнее объясняется не только тем, что в опыте 2 площадь испарения жидких буровых растворов почти на порядок превышала площадь испарения жидких буровых отходов чем в опыте 1, но и тем, что в опыте 2 жидкие буровые отходы, впитываясь в грунт, распределялись тонким слоем на поверхности частиц твердой фазы, что дополнительно на несколько порядков увеличивала суммарную площадь испарения водной фазы.From the mutual arrangement of the curves shown in figure 3 it follows that the evaporation of water from liquid drilling fluids, applied dropwise to a 2 cm layer of soil, is almost completely completed in 2-3 days, while from liquid drilling fluids in the cup Petri, during this time no more than 3-5 wt.% Water evaporated. The latter is explained not only by the fact that in experiment 2 the area of evaporation of liquid drilling fluids was almost an order of magnitude greater than the area of evaporation of liquid drilling wastes than in experiment 1, but also because in experiment 2, liquid drilling wastes absorbed into the ground were distributed with a thin layer on the surface particles of the solid phase, which additionally increased by several orders of magnitude the total area of evaporation of the aqueous phase.

Таким образом, использование при сооружении земляных амбаров-накопителей буровых отходов предлагаемого способа позволяет повысить не только эффективность защиты грунтовых вод от вредных веществ содержащихся в отходах бурения, но с меньшими затратами и в более короткие сроки, после завершения строительства скважин, ликвидировать данные источники загрязнения окружающей природной среды.Thus, the use of the proposed method in the construction of earthen barns storing storage of drilling waste allows not only to increase the efficiency of groundwater protection from harmful substances contained in drilling waste, but at a lower cost and in a shorter time, after completion of well construction, to eliminate these sources of environmental pollution natural environment.

Claims (1)

Способ сооружения и ликвидации земляных амбаров-накопителей отходов бурения, включающий отрывку котлована в минеральном грунте, возведение по дну и стенкам котлована водоизолирующего экрана, заполнение амбара-накопителя отходами бурения, расслоение отходов бурения отстаиванием на загущенную и жидкую фазы, откачку жидкой фазы, испарение воды из нее, засыпку загущенной фазы минеральным грунтом, отличающийся тем, что производят обвалование котлована измельченным минеральным грунтом, осуществляют возведение водоизолирующего экрана гидрофобизацией грунта дна и стенок котлована путем его пропитки на глубину 5-15 см 0,1-1,0%-ной микроэмульсией, самопроизвольно образующейся при добавлении в воду реагента РДН-1 - концентрата асфальто-смолистых и парафиновых компонентов нефти в легколетучем углеводородном растворителе, с последующими уплотнением и выдержкой, после откачки жидкую фазу распыляют над выровненным участком земли, отведенным под строительство скважины, на который предварительно наносят 25-30 см минерального грунта из обвалования котлована, после испарения воды из нее производят гидрофобизацию грунта с подсохшими отходами бурения путем распыления указанной выше микроэмульсии при ее расходе 5-10 л на м2 поверхности грунта, затем указанный грунт удаляют и в полном объеме используют для засыпки в амбаре-накопителе загущенной фазы отходов бурения.A method of constructing and liquidating earthen storage bins for drilling waste, including excavating a pit in mineral soil, erecting a water insulating screen along the bottom and walls of a pit, filling a storage barn with drilling waste, stratifying drilling waste by settling into thickened and liquid phases, pumping out the liquid phase, and evaporating water from it, backfilling of the thickened phase with mineral soil, characterized in that the excavation is covered with crushed mineral soil, a water-insulating screen is erected by the guide by rephobization of the soil of the bottom and walls of the pit by impregnating it to a depth of 5-15 cm with a 0.1-1.0% microemulsion that spontaneously forms when RDN-1 reagent is added to the water - a concentrate of asphalt-resinous and paraffin oil components in a volatile hydrocarbon solvent , followed by compaction and holding, after pumping out, the liquid phase is sprayed over a leveled plot of land allotted for the construction of a well, on which 25-30 cm of mineral soil are previously applied from the excavation of the pit, after evaporation of water from produce soil hydrophobization with dried up waste drilling by spraying the above microemulsions upon its rate of 5-10 liters per m 2 of the ground surface, then said soil is removed and a full screen is used for filling in the barn-phase drive gelled drilling waste.
RU2002134791/03A 2002-12-24 2002-12-24 Method of construction and elimination of the earth storages-collectors RU2291180C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134791/03A RU2291180C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Method of construction and elimination of the earth storages-collectors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134791/03A RU2291180C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Method of construction and elimination of the earth storages-collectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002134791A RU2002134791A (en) 2004-06-27
RU2291180C2 true RU2291180C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=37761396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002134791/03A RU2291180C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Method of construction and elimination of the earth storages-collectors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291180C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473744C2 (en) * 2010-10-01 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" Method to hydraulically insulate liquid toxic waste ponds
RU2611167C1 (en) * 2015-12-15 2017-02-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный" (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Method of creation of highly toxic waste storage on deformable substrates
RU2723794C1 (en) * 2019-11-05 2020-06-17 Юрий Георгиевич Безродный Method for construction of oil and gas well on land

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФЕДОРИВ Л.В. и др. Рекультивация земляных амбаров в условиях Среднего Приобъя. Ж. "Нефтяное хозяйство". 1986, № 6, с.5, 6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473744C2 (en) * 2010-10-01 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" Method to hydraulically insulate liquid toxic waste ponds
RU2611167C1 (en) * 2015-12-15 2017-02-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный" (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Method of creation of highly toxic waste storage on deformable substrates
RU2723794C1 (en) * 2019-11-05 2020-06-17 Юрий Георгиевич Безродный Method for construction of oil and gas well on land

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6706108B2 (en) Method for making a road base material using treated oil and gas waste material
US3586624A (en) Waste disposal method and system
US4358221A (en) System for pollution control
AU2007311193B2 (en) Cuttings impoundment
RU2439098C2 (en) Method of drilling mud utilisation
RU2551560C2 (en) Road-building composite material
RU2291180C2 (en) Method of construction and elimination of the earth storages-collectors
RU2558834C1 (en) Method for constructing sludge storage pit for well cuttings at oil and gas deposits (versions)
Krizek et al. Slurries in geotechnical engineering
Jefferson et al. Improvement of collapsible loess in Eastern Europe
RU2431733C1 (en) Procedure for sump building at construction of oil-gas condensate deposits
CN108999580B (en) Shale gas water-based drilling cuttings leaching and desalting device and method
RU2138612C1 (en) Method for construction and operation of complex of ground stores for collection of drilling waste and brine fluid
RU2162918C1 (en) Method of eliminating drillings accumulation pit
RU2040633C1 (en) Method for liquidating earthy pit-accumulator provided for wastes from drilling
US4072016A (en) Method of reconstructing and reclamation of river channels
Mykhailovska et al. Technology placement of drilling waste storage with the use of soil cement screens
Mykhailovska et al. Drilling Waste Disposal Technology Using Soil Cement Screens
Brown et al. Feasibility study of general crust management as a technique for increasing capacity of dredged material containment areas
EP0362311A1 (en) Refuse dump for temporary or permanent disposal of hazardous waste and process for installing refuse dumps
Mykhailovska et al. Technological solution of oil and gas waste disposal
RU2201949C2 (en) Drilling reject burial method
Mykhailovska et al. Utilization of drilling waste when drilling wells in the fields of the western oil and gas region of Ukraine
RU2802741C1 (en) Method for processing drill cuttings to obtain reclamation soil for technical and biological reclamation
Mykhailovska et al. Development of a method of utilization of oil and gas industry waste at Pereshchepyno field (Ukraine)

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20070601

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091225