Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов

• Автор: Рахматуллин, Дамир Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ПРИ БУРЕНИИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
1.1. Источники, причины, характеристика и классификация загрязнений природной среды при бурении скважин
1.1.1. Источники и причины загрязнения природной среды при бурении скважин
1.1.2. Характеристика отходов бурения
1.1.3. Классификация отработанных буровых растворов и шлама
1.1.4. Состав отходов бурения
1.2. Основные методы утилизации и переработки буровых отходов
1.3. Комплексные методы обезвреживания буровых отходов
1.4. Основные выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика материалов использованных в работе
2.2. Состав питательных сред использованных в работе
2.3. Подготовка проб к анализу
2.4. Определение влажности исследуемых образцов
2.5. Приготовление водной вытяжки
2.6. Методика определения измерений содержания КМЦ,ОЭЦ, ПАА в водных вытяжках из проб твердых и жидких отходов
2.7. Биотестирование токсичности водных вытяжек утилизированных буровых отходов
2.8. Подбор реагента капсулирования для проведения утилизации отходов бурения
2.9. Подбор рецепта капсулированного материала
2.9.1 Подбор оптимального рецепта капсулированного
материала

2.9.2. Подбор рецепта капсулированного материала, обладающего повышенной прочностью
2.9.3. Подбор рецепта капсулированного материала, обладающего повышенной стойкостью к воздействию негативных факторов
окружающей среды
2.10. Изучение воздействия негативных факторов окружающей среды на капсулированный материал, обработанный ПВВ
О 1 Г 1 Оттаттт/'О т-)/~ч ГГ/Л» 'ТПТ1ТТТТГ1/ЛП'ГТ1 лпооттлп г/,лггл1тирЛ15Пттц/лр/л итп'т'омгтлттп
.ли.ь т чэт! т гг сгоняю лапршриоаппш и гааюриала щ у
2.10.2. Изучение воздействия кислой среды на капсулированного материал, обработанный ПВВ
2.11. Оценка эффективности капсулированного материала
2.12. Оценка прочности капсулированного материала
2.13. Определение эффективности биологической доочистки капсулированного материала
2.14. Математическое планирование эксперимента
2.15. Приготовление цементного теста для испытаний
2.16. Определение растекаемости цементного теста
2.17. Определение плотности цементного теста
2.18. Определение водоотделения в цементном тесте
2.19. Определение времени загустевания цементного теста
2.20. Определение сроков схватывания цементного теста
2.21. Определение предела прочности цементного камня при
изгибе и сжатии
2.22. Определение водоотдачи цементного раствора
2.23. Основные выводы по главе
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Поиск и подбор консорциума микроорганизмов-деструкторов
3.2. Определение класса опасности для окружающей природной среды
3.3. Оценка эффективности подобранного реагента капсулирования для проведения утилизации отходов бурения
3.4. Исследование рецепта капсулированного материала

3.5. Исследование рецепта капсулированного материала, обладающего повышенной прочностью
3.6. Исследование рецепта капсулированного материала, обладающего повышенной прочностью и стойкостью к воздействию негативных факторов окружающей среды
3.7. Формирование математической модели, позволяющей прогнозировать результаты процесса биодеградации Иа-КМЦ ассоциацией микроорганизмов-деструкторов
3.8. Обоснование использования капсулированного бурового
шлама в качестве добавки к портландцементам
3.9. Основные выводы по главе
ГЛАВА 4. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ШЛАМОВ
4.1. Геологические аспекты утилизации буровых шламов
4.2. Обоснование выбора скважины и интервала для утилизации бурового шлама
4.3. Геоэкологические аспекты утилизации буровых шламов разработанным методом
4.3.1. Оценка геоэкологической опасности исходного бурового шлама для окружающей природной среды
4.3.2. Оценка геоэкологической опасности утилизированного бурового шлама для окружающей природной среды
4.4. Анализ воздействия капсулированных шламов на окружающую среду
4.5. Обоснование принципиальной схемы утилизации буровых шламов методом реагентного капсулирования
4.6. Основные выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

контроля сроков схватывания путем использования замедлителей и достаточно высокую прочность тампонажного камня. Например, тампонажный камень, твердеющий при температуре 88 °С, имел прочность на сжатие через 24 ч, равную 4,9 МПа, а через 48 ч уже 6,3 МПа [56]. Испытания тампонажного материала с добавкой ОБР на нескольких скважинах прошли успешно.
В отечественной практике к таким работам относятся работы по использованию ОБР для крепления скважин. С этой целью разработаны специальные отверждающие глинистые растворы (ОГР), выполняющие функции тампонажного камня при креплении скважин [6]. Для этого предлагается в качестве отвердителя использовать алкил-резорцины с формалином. Такой материал пригоден для крепления скважин в интервале температур 2(Н50 °С. Однако реализация этого способа сдерживается высокой токсичностью применяемых веществ, трудностью регулирования сроков твердения буровых растворов и сложностью технологии обработки раствора на дневной поверхности. Необходимо также отметить, что, несмотря на простоту и очевидную доступность этого метода утилизации отходов, он широко распространения не получил из-за ограничений, связанных с геологическими условиями проводки скважин.
Заслуживающим внимания способом утилизации ОБР с точки зрения геоэкологии, является их использование в качестве основы удобряющих ком-постов и мелиорантов, предназначенных для внесения в почву при рекультивации шламовых амбаров и территории буровой, а также структурообразова-теля почвогрунтов. Пригодными для этих целей смогут быть лишь буровые растворы, не содержащие нефти и нефтепродуктов, хроматов и токсичных для почв минеральных солей. Наиболее целесообразно использовать такие компо-сты и мелиоранты для солонцовых, песчаных и супесчаных почв, т.е. почв, обедненных глинистыми структурообразующими компонентами [91,102]. Предпосылкой такой постановки вопроса является механизм мелиорации, заключающийся в связывании глинистым коллоидным комплексом разрозненных механических элементов указанных почв в единую морфологически и агрономически ценную структуру. Так, исследованиями в работе [91] показано, что глинистые ОБР, обрабатываемые в процессе бурения гуматными реаген-