RU2690254C1

RU2690254C1 - Method for drilling mud conditioning

Info

Publication number: RU2690254C1
Application number: RU2018124415A
Authority: RU
Inventors: Людмила Николаевна Циппер; Марина Викторовна Циппер; Александр Аронович Циппер
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2019-05-31

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to mining and oil industry, to ecology and agriculture, in particular to methods of chemical-biological transformation of drill cuttings into technogenic soils and soils suitable for farming. Method for conditioning drilling fluids comprises mixing drilling mud with a stable suspension of humates obtained using hydroacoustic processing, introducing into the obtained mixture microflora, promoting decomposition of oil components, as well as seeds of ruderal herbaceous plants resistant to components contained in the obtained composition.EFFECT: reduced harmful effect on environment during operation of wells, production of drill cuttings suitable for tillage of soils.1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, к экологии и сельскому хозяйству, в частности к способам химико-биологической трансформации буровых шламов в техногенные почвогрунты, пригодные для земледелия. Техническим результатом изобретения является снижение вредного воздействия на окружающую среду в процессе эксплуатации скважин, получение пригодных для земледелия почв кондиционированием буровых шламов.The invention relates to the mining and petroleum industries, to ecology and agriculture, in particular to methods of chemical and biological transformation of drill cuttings into man-made soils suitable for agriculture. The technical result of the invention is to reduce the harmful effects on the environment during the operation of wells, obtaining suitable for agriculture soil conditioning drilling cuttings.

Цель изобретения достигается смешиванием бурового шлама с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, введением в полученную смесь нефтедеструкторов - микрофлоры, способствующей разложению нефтяных компонентов, а также семян травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам.The purpose of the invention is achieved by mixing drill cuttings with a stable suspension of humates, obtained using hydroacoustic processing, introducing microflora into the resulting mixture of oil destructors, which promotes the decomposition of oil components, as well as the seeds of herbaceous plants resistant to the components contained in the resulting composition.

Кондиционированные таким способом буровые шламы полезны для восстановления плодородия деградированных почв, для покрытия поверхностей песчанных откосов вдоль автомобильных и железных дорог, барханов и т.д.Airborne cuttings conditioned in this way are useful for restoring the fertility of degraded soils, for covering the surfaces of sandy slopes along roads and railways, dunes, etc.

Промышленные отходы, образующиеся при создании скважин, обычно накапливаются и хранятся непосредственно на территории буровой, в шламовых амбарах, содержат буровые сточные воды, отработанные буровые растворы и буровые шламы. В составе отходов бурения возможно присутствовие растворимых минеральных солей, нефти и нефтепродуктов и экологически небезвредных химических реагентов. В связи с этим, особую важность приобретают вопросы ликвидации шламовых амбаров, либо, что предпочтительнее, кондиционирование отходов бурения без складирования в амбарах. (Ягафарова Г.Г., Барахнина В.Б., «Утилизация экологически опасных буровых отходов». Нефтегазовое дело, с. 1-17, 2006).Industrial waste generated during the creation of wells, usually accumulated and stored directly on the territory of the drilling site, in sludge pits contain drilling wastewater, waste drilling muds and drill cuttings. The composition of drilling waste may include the presence of soluble mineral salts, petroleum and petroleum products, and environmentally friendly chemical reagents. In this regard, the issues of liquidation of sludge pits, or, preferably, the conditioning of drilling waste without storage in barns, are of particular importance. (Yagafarova GG, Barakhnina VB, “Disposal of environmentally hazardous drilling waste”. Oil and gas business, p. 1-17, 2006).

Известно множество различных решений поставленной задачи, обладающих, однако, рядом недостатков.There are many different solutions to the problem, which, however, have several disadvantages.

Известен, например, способ связывания бурового шлама с токсичной карбамидной смолой (Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. «Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности». М: НЕДРА, 1997, с. 323.), приводящей к высокая токсичности получаемой массы.Known, for example, is a method of binding drill cuttings with a toxic carbamide resin (Bulatov AI, Makarenko PP, Shemetov V.Yu. "Environmental Protection in the Oil and Gas Industry". M: NEDRA, 1997, p. 323.) resulting in high toxicity of the resulting mass.

Известен также весьма дорогостоящий, связанный с большим расходом цемента способ утилизации шламов их смешиванием со смолой, оксидами и с цементом (ЕПВ №0128966, 1983 г., опубл. «Изобретение в СССР и за рубежом», вып. 52, №8, 1984 г.).There is also a very expensive method of utilizing sludge associated with high resin consumption, mixing with resin, oxides and cement (EPO No. 028966, 1983, publ. “Invention in the USSR and Abroad”, issue 52, No. 8, 1984 g.).

Известен также способ утилизации бурового шлама в амбарах (RU, №2323293, 2008), включающий смешивание бурового шлама с предварительно вспененной и отвержденной карбамидной и/или формальдегидной смолой, кальцийсодержащими и органическими добавками, с последующим смешиванием всего объема полученной композиции с цементом и песком. Способ отличается повышенным расходом ценных добавок и полученным, в результате, почвогрунтом, малопригодным для земледелия или землеустройства.There is also known a method for utilization of drill cuttings in barns (RU, No. 2323293, 2008), which includes mixing drill cuttings with previously foamed and hardened urea and / or formaldehyde resin, calcium and organic additives, followed by mixing the entire volume of the composition with cement and sand. The method is characterized by an increased consumption of valuable additives and, as a result, obtained ground that is unsuitable for agriculture or land management.

Известен способ консервирования буровых шламов в амбарах, при реализации которого буровой шлам удаляется по периметру амбара на всю его глубину, а создаваемая при этом траншея заполняется смешанным со шламом песком, цементом и водой, где смесь и затвердевает. Той же смесью покрывают поверхностный слой бурового шлама в амбаре, после затвердевания которой, на поверхности амбара создают гумусный слой, состоящий, например, из песчанно-торфяной смеси с добавлением угольной крошки или извести. Способ отнюдь не отличается простотой реализации и дешевизной и направлен лишь на консервацию существующих амбаров бурового шлама (RU 2528035, 2013).A known method of preserving drill cuttings in barns, during the implementation of which the drill cuttings are removed along the barn perimeter to its full depth, and the trench created by this is filled with sand, cement and water mixed with the slurry, where the mixture hardens. The same mixture covers the surface layer of drill cuttings in the barn, after solidification of which, a humus layer is created on the surface of the barn, consisting, for example, of a sand-peat mixture with the addition of coal chips or lime. The method is not at all distinguished by ease of implementation and cheapness and is aimed only at the preservation of the existing barns of drill cuttings (RU 2528035, 2013).

Известен способ переработки буровых шламов, включающий смешивание его с песком, добавление соляной кислоты, перемешивание компонентов и сушку. В результате, при высоких энергозатратах на сушку, из отходов получают лишь инертный строительный материал, либо техногенный почвогрунт (RU 2524708, 2016).There is a method of processing drilling sludge, including mixing it with sand, adding hydrochloric acid, mixing the components and drying. As a result, at high energy consumption for drying, only inert building material or technogenic soil is obtained from waste (RU 2524708, 2016).

Известен способ утилизации отходов бурения скважин, включающий смешивание отработанного технологического раствора с суглинком и/или песком до получения однородной массы, которую наносят на внутреннюю поверхность амбара газофакельной установкой, где в дальнейшем сжигают отработанный газ, обеспечивающий термический обжиг и спекание однородной массы до получения готового инертного и прочного строительного материала в виде керамики. (RU 2425815, 2011).A known method of disposal of waste drilling wells, including mixing the spent technological solution with loam and / or sand to obtain a homogeneous mass, which is applied to the inner surface of the barn gas-tapping unit, where later burn the exhaust gas, providing thermal calcination and sintering the homogeneous mass to obtain the finished inert and durable building material in the form of ceramics. (RU 2425815, 2011).

Известен способ утилизации бурового шлама, включающий отверждение отработанных буровых растворов, реализуемое с помощью специальных составов или добавок, превращающих буровой шлам в инертную массу, в структуру которой связываются основные загрязнители (Булатов А.И. и др. Актуальные проблемы охраны окружающей среды при бурении скважин. Нефтяное хозяйство, 1988, №6, с. 5-8). Однако реализация упомянутых способов весьма проблематична из-за отсутствия специальной техники.A known method of disposal of drill cuttings, including the curing of waste drilling fluids, implemented using special compositions or additives that convert the drill cuttings into an inert mass, the structure of which binds the main pollutants (Bulatov AI and others. Actual problems of environmental protection during drilling Oil industry, 1988, No. 6, p. 5-8). However, the implementation of these methods is very problematic due to the lack of special equipment.

Известен способ переработки бурового шлама, при реализации которого буровой шлам очищают, отжимают, размещают в траншее, сооруженной в теле насыпи площадки скважин, после чего, применяют в качестве грунта при строительстве тела насыпи площадки скважин, для устройства противофильтрационных экранов (RU 2439098, 2012). Способ характризуется достаточно высоким расходом воды на очистку шлама и ограниченностью применения полученного результата.There is a method of processing drilling sludge, in the implementation of which the drill cuttings are cleaned, squeezed, placed in a trench built in the body of the embankment of the well site, after which they are used as soil in the construction of the well embankment body for screening the anti-seepage screens . The method is characterized by a relatively high consumption of water for cleaning the sludge and the limited application of the result.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление кондиционирования буровых шламов с получением продукта, пригодного в качестве техногенных и иных почвогрунтов, обладающих свойством авторемедиации.The present invention is to simplify and cheapen the conditioning of drill cuttings to obtain a product that is suitable as man-made and other soils, which have the property of automediation.

Поставленная задача решается последовательностью действий, включающих смешивание бурового шлама с устойчивой суспензией гуматов, полученной с применением гидроакустической обработки, введением в полученную смесь микрофлоры, способствующей деструкции нефтяных компонентов, а также семян травянистых растений, устойчивых к содержащимся в полученной композиции компонентам (либо семена подготавливают к введению в полученную композицию, если предполагается ее использование в дальнейшем). Суспензию гуматов получают при этом с использованием гидроакустического излучателя для суспендирования гуматов в водной среде в процессе акустического воздействия, при значении звукового давления, превышающем порог кавитации (Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Москва, Из-во «ЮРАЙТ», 2016, 223 С). Использование гуминовых препаратов способствует увеличению активности микробиоты, в том числе и аборигенной, что приводит к обезвреживанию вредных соединений в буровом шламе.The task is solved by a sequence of actions, including mixing drill cuttings with a stable suspension of humates, obtained using hydroacoustic treatment, introducing into the resulting mixture microflora, contributing to the destruction of oil components, as well as seeds of herbaceous plants that are resistant to the components contained in the resulting composition (or seeds are prepared introduction to the resulting composition, if it is intended to be used further). A suspension of humates is obtained using a hydroacoustic emitter for suspending humates in an aquatic environment during acoustic treatment, with a sound pressure value exceeding the cavitation threshold (Akopian VB, Ershov YA. The principles of ultrasound interaction with biological objects. Moscow, From - in “Yurayte”, 2016, 223 C). The use of humic preparations contributes to an increase in the activity of the microbiota, including the native, which leads to the neutralization of harmful compounds in the drill cuttings.

Сущность изобретения иллюстрируется примером, не имеющим, однако, ограничительного характера. Пример:The invention is illustrated by an example, not having, however, a restrictive nature. Example:

Буровой шлам, содержащий 62% минеральных вещест (грунт, выбуренная порода,), 21% воды, 6% нефтепродуктов, прочие компоненты (растворимые соли, и пр.) - остальное, смешивают с устойчивой суспензией гуматов, полученной обработкой водной среды, содержащей гуматы «Гумакс» (Торговая марка. ООО «Пармасорб», РФ), в соотношение 1:15, (гуматы - вода) в процессе акустического воздействия, создаваемого гидроакустическим излучателем, при значении звукового давления, превышающем порог кавитации, в смесь вводят биопрепарат -нефтедеструктор «Ленойл» (Торговая марка), в количестве 0,2 кг, и интенсивно перемешивают, используя гидроакустический излучатель. В полученную композицию вводят смесь семян наиболее устойчивых рудеральных травянистых растений, образующих фитоценозы, представленные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, хвощ, латук, бодяк, пырей), устойчивых и к компонентам бурового шлама (либо семена подготавливают к введению в полученную композицию, если предполагается ее использование в дальнейшем). Полученную композицию подвергают хим. анализу и, убедившись в соответствии ее свойст с требованиями разрешительных документов, наносят на поверхность земли с деградированным почвенным слоем. Удовлетворительные результаты хим. анализа, факт прорастания семян и нормального роста растений, считаются успешным завершением опыта, приведенного в примере.Drilling sludge containing 62% of mineral substances (soil, drill cuttings), 21% of water, 6% of oil products, other components (soluble salts, etc.) - the rest is mixed with a stable suspension of humates, obtained by treating an aqueous medium containing humates "Gumax" (Trademark. LLC Parmasorb, RF), at a ratio of 1:15, (humates - water) in the process of acoustic impact generated by a hydroacoustic emitter, when the sound pressure value exceeds the cavitation threshold, a biological product is introduced into the mixture - oil destructor Lenoil (Trade Mar ka), in an amount of 0.2 kg, and vigorously stirred using a sonar transmitter. A mixture of seeds of the most resistant ruderal herbaceous plants forming phytocenoses, represented by weeds of grasses and grasses (coltsfoot, horsetail, lettuce, bodyak, wheatgrass), resistant to drill cuttings components (or seeds prepared for introduction into the resulting composition, if you intend to use it in the future). The resulting composition is subjected to chemical. analysis and making sure that its properties comply with the requirements of permits, put on the surface of the earth with a degraded soil layer. Satisfactory results him. analysis, the fact of seed germination and normal plant growth, are considered successful completion of the experience given in the example.

Предлагаемый способ создает необходимое разнообразие, обеспечивающего возможность оптимального выбора средств для решения конкретных задач направленных на кондиционирование буровых растворов.The proposed method creates the necessary diversity, providing the possibility of the optimal choice of means for solving specific problems aimed at conditioning drilling fluids.

Claims

The method of conditioning drilling fluids, characterized in that the drill cuttings are mixed with a stable suspension of humates obtained using hydroacoustic treatment, is introduced into the resulting mixture of microflora, contributing to the decomposition of oil components, as well as seeds of ruderal herbaceous plants resistant to the components contained in the resulting composition.