Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин

Некрасова, Ирина Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин"

На правах рукописи

Некрасова Ирипа Леонидовна

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН (на примере Пермского Прикамья)

Специальность 25.00.36 «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 2003

Работа выполнена в Горном институте Уральского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук,

доцент Бачурин Борис Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Крысин Николай Иванович

кандидат геолого-минералогических наук Максимович Николай Георгиевич

Ведущее предприятие: Камский НИИ комплексных исследований

глубоких и сверхглубоких скважин (г.Пермь)

Защита состоится « 16 » октября 2003 года в 17 00 на заседании диссертационного совета Д 212.189.05 в Пермском государственном университете по адресу: 614990, г.Пермь, ул.Букирева, 15, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан « а сентября 2003 г.

Отзывы на автореферат, в 2 экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим отправлять по адресу: 614990, г.Пермь, ГСП, ул.Букирева, 15, ПТУ, ученому секретарю. Факс (3422) 33-39-83

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат географических наук

2.оо? -(\

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

[4 4©^

Актуальность работы. Освоение углеводородаого сырья неизбежно связано с техногенным воздействием на объекта природной среды, одним из видов которого является их загрязнение широким спектром поллютантов. В связи с этим, исследование эколого-геохимических особенностей техногенеза нефтедобывающего профиля является необходимым этапом комплексных геоэкологических исследований и ему должно уделяться особое внимание.

Как показывает анализ принятых технологий освоения ресурсов углеводородов и сопутствующих им техногенных нагрузок, геохимическая трансформация природных геосистем начинается уже на стадии, разбуривания месторождений. Одним из основных факторов этого является образование значительного количества жидких и твердых отходов строительства нефтяных скважин, которые содержат широкий спектр разнообразных по составу и свойствам поллютантов, в том числе "относящихся к категории экотоксикантов. Несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию состава буровых отходов, многие аспекты их воздействия на щщродные геосистемы остаются не выясненными, что затрудняет однозначную оценку их экологической опасности. Так, относительно слабо исследован^ факторы, приводящие к накоплению в буровых отходах органических соединений и тяжелых металлов, геохимическая устойчивость формирующихся в них органо-минеральных комплексов, характер их преобразования при поступлении в природные геосистемы, миграционная способность отдельных поллютантов.и ряд других. В связи с этим назрела необходимость проведения комплексного исследования состава отходов бурения, позволяющего уточнить их экологическую" опасность и разработать рекомендации по условиям хранения и методам нейтрализации, исключающим негативное воздействие на окружающую, природную среду.

Целью работы является эколого-геохимичеекая характеристика отходов строительства нефтяных скважин, позволяющая оцепить геохимическую подвижность и миграционную способность содержащихся в них поллютантов и их экологическую опасность для окружающей природной среды.

Основные задачи исследования.

1. Оценка особенностей процессов техногенеза, обусловленных строительством нефтяных скважин, и масштабов их техногенного воздействия на природные геосистемы. * " 1 ' '

2. Изучение условий 'формирования химического состава буровых отходов в процессе строительства нефтяных скважин,' включая вклад буровых химреагентов.

3. Исследование формирующихся органо-минеральных характеристик отходов бурения и оценка геохимической подвижности содержащихся в них экотоксикантов (органические соединения, тяжелые металлы).

4. Экспериментальное исследование эффективности существующих технологий обезвреживания твердых отходов бурения.

Метода исследования включали геоэкологическое пбг,щ?лование рбъек-тов буровых работ Пермского Прикамья; исслед

ме-рс

ЬДОмДОВДАШЬЗДМ»« со-

БИБЛИОТЕКА Г

С.Петербург *

ОЭ лклОтт I

временных аналитических методов (ИК- и атомно-абсорбционная спектроскопия, тонкослойная и газожидкостная хроматография, хромато-масс-спектро-скопия) состава технологических химреагентов и буровых отходов; экспериментальное моделирование поведения систем «химреагент - вода», «отходы -вода». При обработке материалов использовались методы математической статистики и компьютерные технологии графического представления полученных результатов.

Научная новизна.

Выявлен вклад природных и техногенных факторов в формирование состава буровых отходов и их загрязнение поллютантами. Установлено влияние применяемых при строительстве скважин химреагентов на экологические характеристики буровых отходов.

Впервые детально исследована органическая составляющая буровых отходов, что позволило наметить спектр соединений, подлежащих экологическому контролю.

Оценена геохимическая подвижность содержащихся в буровых шламах тяжелых металлов, их миграционная способность и мобильность в природных геосистемах.

Экспериментально доказана определяющая роль воды в транспорте пол-лютантов из буровых отходов в природные геосистемы. Показано, что ее необходимо рассматривать как активный реагент, взаимодействие которого с отходами приводит к перестройке структуры миграционного потока поллютантов, а в ряде случаев - к повышению их токсичности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Отходы строительства нефтяных скважин необходимо рассматривать как сложные поликомпонентаые органо-минеральные системы, состав которых формируется при взаимодействии природной (породы и флюиды вскрываемого разреза) и техногенной (технологические химреагенты) составляющих, что определяет широкий диапазон изменчивости их экологических характеристик.

2. Трансформация буровых отходов под воздействием внешних факторов приводит к изменению их первоначальной структуры, качественного и количественного состава содержащихся в них поллютантов, особенно органических соединений, и их миграционной способности.

3. При оценке экологической опасности буровых отходов и выборе эффективных технологий их обезвреживания необходимо исследование геохимической подвижности содержащихся в них полллютантов и моделирование характера их выщелачивания при многократном взаимодействии с водой, определяющих реальные возможные масштабы загрязнения природных геосистем.

Практическая значимость работы и результаты реализации:

1. Оценены масштабы фильтрации буровых стоков из шламовых амбаров в приповерхностную гидросферу и роль данных процессов в формирование ореолов загрязнения природных геосистем прилегающей территории.

2. Разработаны научно-методические подходы к организации системы контроля за объектами бурения, вошедшие в регламент проведения гидрорежимных исследований наблюдательных скважин.

3. Обоснована рациональная схема исследования буровых отходов, позволяющая судить о степени их экологической опасности.

4. Даны рекомендации по оценке эффективности способов обезвреживания буровых отходов с различным содержанием в их составе экотоксикантов органической и неорганической природы.

Рекомендации по совершенствованию систем мониторинга состояния подземных вод и почвогрунтов в процессе строительства нефтяных скважин вошли в ряд научных отчетов по результатам комплексного геоэкологического обследования территории Шатовского, Сибирского, Шершневского, Гагарин-ского, им .Архангельского месторождений.

Личный вклад автора в выполнение работы заключается в постановке цели и задач, разработке методики и выполнении всего комплекса химико-аналитических исследований по теме работы, обобщении и анализе полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на 7 Международных, Всероссийских, региональных конференциях, в том числе: Международной конференции «Экология "Северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002), Международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование (Эколгеология-2000)» (С-Петербург, 2000), 2-ой школы-семинара молодых ученых России «Проблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2001), научных сессиях Горного института (Пермь, 1999, 2000,2001,2002).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 статьях и 5 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 176 наименования. Общий объем работы составляет 199 страниц текста, содержит 24 рисунка, 50 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю к.г-м.н. Б.А. Бачурину и всем сотрудникак лаборатории геоэкологии горнодобывающих регионов Горного института УрО РАН за помощь при проведении исследований и оформлении диссертации.

ОСНОВНОЕ СОД ЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Анализ состояния проблемы охраны окружающей среды при строительстве нефтяных скважин

В первой главе диссертационной работы рассмотрены технология строительства скважин в свете техногенного воздействия на природные геосистемы; источники образования буровых отходов и их физико-химический состав; литературные данные по эколого-гигиенической характеристике отходов данного типа и способам их утилизации и обезвреживания. Проанализированы основные аспекты проблемы охраны окружающей среды при строительстве нефтяных скважин, освященные в работах Акимовой А.А., Булатова А.И., Безродно-

го Ю.Г., Деткова С.П., Косаревича И.В., Макаренко П.П., Солнцевой Н.П., Шеметова В.Ю., К^есгко, Л.Кгаэтзка и других отечественных и зарубежных исследователей.

Процессы строительства нефтяных скважин (бурение, крепление и освоение) играют существенную роль в негативном влиянии на окружающую среду. Отличительными особенностями воздействия процессов бурения являются высокая интенсивность и кратковременность формирования значительных техногенных нагрузок на объекты гидро-, лито- и биосферы, которые создают реальную угрозу экологического стресса в районах массового бурения. Масштабы возможного техногенного воздействия на природные геосистемы районов строительства скважин зависят от ландшафтных и климатических особенностей района ведения буровых работ, количества и уровня загрязнения отходов бурения, времени года и продолжительности строительства скважин, принятой технологии бурения, степени совершенства используемого бурового оборудования и других факторов.

Главным фактором техногенных нагрузок при сооружении нефтяных скважин является образование значительного количества жидких (буровые сточные воды - БСВ, отработанные буровые растворы - ОБР) и твердых (буровой шлам - БШ) отходов бурения, являющихся основными источниками загрязнения природной среды. Как показывают литературные сведения, данный тип отходов характеризуется довольно высоким уровнем содержания широкого спектра органических и неорганических экотоксикантов. Анализ структуры экологических платежей нефтяных компаний показал, что до 75-80% всех выплат приходится на отходы бурения, и лишь 1-2% - на компенсацию загрязнения атмосферного воздуха (Безродный, 2002).

В связи с необходимостью нейтрализации экологически вредного воздействия отходов сгроительства нефтяных скважин проанализированы разработанные к настоящему времени технологические решения по сбору и утилизации рассматриваемых отходов.

Анализ проблемы выявил необходимость проведения всесторонней эко-лого-геохимической характеристики буровых отходов и исследования эффективности способов нейтрализации их вредного воздействия на объекты природной среды.

Глава 2. Методические подходы к эколого-геохимическому исследованию отходов строительства нефтяных скважин

Глава 2 посвящена методическим аспектам исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, и характеристике использованных в работе методов качественного и количественного анализа органических и неорганических экотоксикантов.

При характеристике степени возможного негативного влияния буровых отходов на объекты природной среды определяющими являются уровень их засоления, содержание в них тяжелых металлов и органических поллютантов.

Определение макрокомпонентного солевого состава (содержание гидрокарбонат-, сульфат-, хлорид-ионов, ионов кальция и магния) жидких и твердых проб буровых отходов, природных вод и почвогрунтов проводилось в соответствии с ГОСТированными методиками и действующими нормативными документами.

Одним из факторов, характеризующих степень отрицательного влияния отходов бурения на объекты природной среды, является содержание в них тяжелых металлов (ТМ). В ходе эколого-геохимической оценки буровых отходов автором было проведено исследование содержания в них различных форм нахождения меди, никеля, свинца, цинка, марганца, кобальта, хрома и железа.

Анализ содержания ТМ в пробах жидких и твердых отходов бурения осуществлялся цтомно-абсорбционным методом на спектрофотометре С-П5-М1. Для определения валового содержания ТМ в твердых отходах разложение проб осуществлялось методом мокрой минерализации. При оценке экологической опасности отходов особое внимание уделялось исследованию подвижных форм ТМ, выщелачиваемых из отходов при воздействии на них водной среды, почвенной влаги, осадков и других факторов. С этой целью в буровых шламах анализировалось содержание кислоторастворимых форм металлов (обработка проб 5-н НЖ)3, разрушающей оксиды и другие соединения металлов и дающей информацию о доле потенциально миграционно-способных соединений), подвижных форм (экстракция ацетатно-аммонийным буферным раствором рН=4,8, имитирующим действие почвенных растворов), а также водорастворимых форм (переходящих в водную вытяжку при соотношении шлам : вода - 1 :

25). , \ .

В качестве основных показателей, характеризующих уровень органического загрязнения буровых отходов, исследовалось содержание наиболее миграционно-способных фракций органического вещества - битуминозных компонентов (ХБА) и нефтепродуктов (НП). Битумоид ХБА (хлороформенный бшумоид А) характеризует сумму органических веществ как углеводородного, так и неуглеводородного типа;, извлекаемых хлороформом непосредственно из горной породы или жидкой фазы при широком диапазоне рН среды, Для определения содержания битуминозных компонентов использовался экстракционный метод с гравиметрическим окончанием. Химико-аналитическое определение НП проводилось с использованием методов колоночной хроматографии с гравиметрическим и ИК-спекгрофотометрическим окончанием (ИКС-40).

Помимо количественного определения содержания органических поллю-тантов было проведено исследование качественного состава органических эко-токсикантов, содержащихся в отходах строительства скважин. В рамках разработанной схемы качественного анализа предусматривалось отделение органических компонентов от исследуемого субстрата с использованием полярных растворителей (типа хлороформа). .Полученный хлороформенный экстракт анализировался с применением комплекса современных аналитических приемов: инфракрасной спектроскопии, тонкослойной хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, газожидкостной хроматографии.

Анализ существующих технологий строительства нефтяных скважин показал, что источником органического загрязнения отходов являются не только концентрируемые в них природные органические соединения, но и технологические химреагенты, многие из которых с экологической точки зрения практически не изучены. Значительное внимание в работе уделено разработке эффективных методов оценки уровня экологичности применяемых материалов и химических реагентов. Обобщена имеющаяся в литературных источниках информация и проведена классификация химреагентов по их функциональному назначению, химическому составу и токсикологическим свойствам, в том числе по имеющимся санитарно-гигиеническим нормативам (предельно-допустимым концентрациям в водах хозяйственно-питьевого и рыбохозяйст-венного назначения). Проведенный анализ показал, что применяемые реагенты относятся ко 2-4 классам опасности, причем многие из них лимитируются по санитарно-токсикологическому показателю вредности, т.е. как представляющие непосредственную опасность для биосферы.

Глава 3. Эколого-геохимическое исследование • отходов строительства нефтяных скважин

Приведены результаты эколого-геохимического исследования воздействия буровых работ на природные геосистемы, выполненного на примере ряда месторождений Пермского Прикамья (Сибирского, Архангельского, Шерш-невского, Шатовского и др.). Обследование показало, что в районах строительства нефтяных скважин природные геосистемы подвергаются существенному воздействию геохимически агрессивных техногенных потоков сложного состава. Масштабы техногенного воздействия на различные элементы природной среды не равнозначны: если влияние на атмосферу, почвенный покров и поверхностные водотоки можно оценить как незначительное, зачастую носящее эпизодический характер, то воздействие на приповерхностную гидросферу практически повсеместно сопровождается существенным,загрязнением пресных подземных вод. Некачественная гидроизоляция шламовых амбаров в условиях слабой естественной защищенности подземных вод приводит к фильтрации стоков в приповерхностную гидросферу и формированию вокруг скважин ареалов хлоридного и органического загрязнения грунтовых вод, характеризующихся в большинстве случаев сверхнормативным содержанием данных компонентов. Кроме того, в ходе обследования выявлено значительное загрязнение подземных вод поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые можно считать индикаторами загрязнения подземной гидросферы буровыми сточными водами.

Максимальные масштабы загрязнения приповерхностной гидросферы отмечаются на стадии эксплуатационного бурения кустов скважин, что связано с более длительными сроками буровых работ и значительными объемами фильтрационных утечек буровых стоков. Так, геоэкологическое обследование территории Сибирского месторождения показало, что к моменту завершения буровых работ практически во всех наблюдательных скважинах в районах

шламовых амбаров содержание НП превышало ПДК в среднем в 3 раза; содержание хлоридов превышало нормативы для вод хозяйстаенно-питъевого назначения (350 мг/л) в половине из исследованных скважин, достигая в отдельных случаях 16 ПДК. Проведенные мониторинговые наблюдения показали, что разубоживание сформировавшихся очагов загрязнения до фоновых концентраций носит длительный и многоэтапный характер, при этом не-исюпочено возникновение вторичных очагов засоления за счет вымывания (растворения) хлоридов и органики инфильтрационными водами из загрязненных пород зоны аэрации.

Одним из направлений эколого-геохимической оценки буровых отходов явился мониторинг изменения химического состава проб промывочной жидкости, буровых сточных водах и шламов в процессе бурения, проведенный на примере скважины № 154 Талой площади (Ярино-Каменоложская зона нефте-накопления) и скважины № 370 Сибирского месторождения (район Верхнекамского месторождения калийных солей).

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы: - - отмечается прямая зависимость содержания поллютантов органической и неорганической природы в твердой (буровые шламы) и жидкой (ОБР и БСВ) фазах буровых отходов;

- наличие в разрезе пород галогенных формаций (ВКМКС) приводит к значительному хлоридному засолению буровых отходов при фоновом содержании органических соединений;

- повышенное содержание органических поллютантов в жидких и твердых отходах строительства скважин обнаруживается при разбуривании пород продуктивных горизонтов и зон нефтепроявлений (превышение нормативов по содержанию нефтепродуктов достигает 10-12 раз).

Исследование эколого-геохимического состава различных видов отходов бурения, жидкой и твердой фазы шламовых амбаров показало, что для условий Пермского Прикамья при вскрытии скважиной разреза зоны замедленного и затрудненного водообмена отходы бурения по большинству показателей превышают санитарно-гигиенические нормативы, принятые для поверхностных геосистем (табл. 1).

При эколого-геохимической оценке загрязненности буровых отходов особый интерес представляют органические поллютанты, многие из которых относятся к категории экотоксикантов. К сожалению, полный спектр органических соединений, содержащихся в буровых отходах, в настоящее время практически не изучен. По данным ИК-спектроскопии битумоидов буровых шламов, органическая составляющая данных отходов носит малоокисленный углеводородный характер. ИК-спектры свидетельствуют о высоком содержании в ХБА парафиновых углеводородов (интенсивные полосы поглощения 720, 1378, 1470 см"1) при небольшом присутствии кислородсодержащих соединений (п.п. 1145,1705,1740 см"1). Это подтверждается и данными ТСХ (табл. 2).

Таблица 1

Характеристика загрязненности буровых отходов Пермского Прикамья

Показатель Промывочная жидкость Буровые сточные воды Водная вытяжка из БШ Жидкая фаза шламовых амбаров

Минерализация, г/л 1,09-3,88 0,26-2,17 0,34-266,00 0,83-66,50

Хлориды (СГ), г/л 189,00-974,00 14,00-586,00 62,00-158714,0 154,00-37322,0

Сульфаты ($04г'\ мг/л 464,00-1811,00 88,00-1000,00 95,00-1849,00 74,00-491,00

Са^, мг/л 215,00-841,00 4,00-619,00 71,00-18032,00 82,00-1085,00

мг/л 9,00-144,00 2,00-40,00 16,00-5094,00 27,00-669,00

Битумоиды ХБА, мг/л 2,67-6,33 2,71-62,28 1,57-5,54 1,35-39,97

Нефтепродукты, мг/л 0,93-3,67 1,23-19,86 0,12-0,72 0,27-17,51

Анионные ПАВ, мг/л 0,06-0,21 0,04-0,29 0,03-0,04 0,34-1,02

Железо, мг/л 0,02-0,36 0,04-3,95 0,02-2,72 0,53-2,62

Медь, мг/л <0,01 <0,01 0,01-0,21 0,15-0,38

Свинец, мг/л 0,05-0,55 0,05-0,60 0,05-0,84 0,50-1,85

Никель, мг/л 0,02-0,11 0,02-0,11 0,02-0,86 0,04-0,50

Цинк, мг/л 0,05-1,90 0,05-0,90 0,05-0,22 0,08-2,00

Таблица 2

Фракционный состав битумоидов буровых отходов, мае. %

Объект Метано- Нафтено- Смолисто-

исследования нафтеновая ароматическая асфальтеновая

фракция фракция фракция

Буровой шлам 33,9-81,8 0-19,6 5,4-46,4

Водная вытяжка из шлама 31,4-53,0 0-6,8 47,0-68,6

Буровые сточные воды 67,9-76,7 0-2,8 20,5-32,1

ИК-спектры битумоидов буровых стоков обнаруживают более высокое содержание в своем составе различных кислородсодержащих соединений, дающих на спектрах интенсивные полосы поглощения в области 1710-1730 и 1075-1270 см"'. Отмечено, что в смолисто-асфальтеновой фракции превалируют средние смолы, в составе которых имеются многоциклические структуры с ароматическими кольцами (п.п. в области 1610 и 750 см'1).

К другой относительно слабо изученной группе поллютантов, содержащихся в буровых отходах, относится широкий спектр тяжелых металлов (ТМ). В ходе эколого-геохимической оценки содержания ТМ в отходах строительства нефтяных скважин было исследовано валовое содержание, содержание ки-слоторастворимых, доступных растениям и водорастворимых форм следующих металлов: Си, РЬ, 2п, Ре, Со, Сг и Мп (табл. 3).

Проведенные исследования показали, что наиболее высокие концентрации в буровых шламах характерны для железа и марганца; содержание хрома,

свинца и цинка находится практически на одном уровне; медь и кобальт присутствуют в наиболее низких концентрациях из всех исследованных металлов.

Таблица 3

Среднее содержание тяжелых металлов в буровых шламах (мг/кг)

Формы ТМ Си № Ъп РЬ Бе Со Сг Мп

Валовое содержание 13,60 23,10 27,50 41,60 4403,01 9,05 38,57 340,53

ПДК (ОДК*) валовое для почв 132* 80* 220* 32 1500

Кислоторастворимые формы 10,99 16,20 19,70 28,79 2032,41 6,25 28,49 173,18

Доступные растениям формы 6.55 8.06 10,84 8,69 921.14 3,88 15,91 135,09

ПДК подвижных форм для почв 3,00 4,00 23,00 6,00 5,00 6,00

Водорастворимые формы 0,39 1,12 0,45 1,37 3,77 1,34 0,90 1,34

Фон водорастворимых форм для почв 0,08 0,07 0,26 0,61 2,68 не опр. не опр. не опр.

Установлено, что для большинства исследованных шламов валовое содержание ТМ близко к фоновому, что обычно рассматривается как отсутствие угрозы сверхнормативного загрязнения ими природных геосистем. Совершенно иные выводы вытекают при анализе содержания в них подвижных форм ТМ, отражающих количество соединений, доступных растениям - практически во всех исследованных шламах их содержание превышает ПДК в почвах, что характеризует потенциальную возможность сверхнормативного загрязнения ими растительности. Кроме того, по всем исследованным элементам среднее содержание в шламах водорастворимых форм в 2-4 раза превышает их региональный фон в почвах района (табл. 3).

Проведенные исследования показали, что геохимическая подвижность и мобильность различных металлов существенно отличаются. Так, большая часть меди, никеля, кобальта и хрома находится в буровых шламах в наиболее геохимически подвижных и мобильных соединениях и способна выщелачиваться из них и вступать в биологический круговорот в природных геосистемах. В тоже время, железо и марганец из буровых шламов практически не выщелачиваются и, следовательно, являются наименее экологически опасными с точки зрения их геохимической подвижности. Полученные результаты показывают, что с экологической точки зрения наиболее важным является разработка нормативов на содержание в отходах подвижных и водорастворимых форм металлов, в то время как их валовое содержание не позволяет судить об экологической опасности отходов. Учитывая, что водная среда выступает основным транспортом поступления поллютантов в природные геосистемы, комплексное исследование и нормирование содержания в отходах водораство-

римых и подвижных форм экотоксикантов, в том числе и тяжелых металлов, позволит более объективно судить о возможных масштабах загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отходов.

В результате эколого-геохимических исследований буровых отходов установлено, что на их состав, кроме природных горно-геологических условий (вскрываемые скважиной породы и флюиды), оказывают влияние и используемые технологические химреагенты. Последние в ряде случаев могут играть определяющую роль в загрязнении отходов токсичными соединениями преимущественно органического характера, что связано с недостаточной изученностью некоторых реагентов с экологической точки зрения. Как показали результаты исследований, определенная часть этих соединений, обладающих поверх-ностно-акггавными свойствами, адсорбируется частицами шлама, что приводит к их накоплению в буровых отходах. Лабораторное моделирование поведения системы «буровой шлам - химреагент - вода» показало, что максимальные масштабы накопления характерны для неионогенных и анионоактивных реагентов (Т-80, МЛ-80, ОП-Ю) - адсорбируется до 4,5% этих реагентов, содержащихся и буровых растворах.

Установлено, что использование некоторых реагентов может привести к появлению в составе отходов ряда специфичных соединений, отсутствующих в природном гидрогеохимическом фоне, при этом они могут вызывать сверхнормативное содержание ряда санитарно-гигиенических показателей. В связи с этим, было проведено исследование водных растворов буровых реагентов, применяемых при строительстве скважин в Пермском Прикамье (сульфонол СФ-2У,' карбоксиметилцеллюлоза КМЦ-500, лигносульфонаты технические, МЛ-80, Т-80, дисольван 4411, ОП-Ю, полиакриламид ПАА-СУОШЬЬ 4000), на контролируемые санитарно-гигиенические показатели: содержание биту-моидов (ХБА), нефтепродуктов (НП), фенолов, анионоактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ (АПАВ и НПАВ) (табл. 4).

Таблица 4

Содержание контролируемых показателей (мг/л) в водных растворах буровых реагентов (концентрация 1 г/л)

Реагент ХБА НПвес НПикс Фенолы АПАВ НПАВ

Сульфонол СФ-2У 79,1 5,86 отс. 1,62 546,57 -

Реагент МЛ-80 54,24 0,78 отс. 0,24 294,37 176,38

Флотореагент Т-80 415,28 0,43 отс. отс. - 0,17

Дисольван 4411 699,97 0,70 отс. - - 890,35

Реагент ОП-Ю 983,23 4,63 1,99 0,48 - 1348.94

Лигносульфонаты 10,55 0,55 отс. , отс. 0,63 -

ПАА СГСЖПХ 4000 18,15 0,65 отс. - 0,31 отсут.

КМЦ-500 28,09 0,13 отс.. - 0,31

Результаты данных исследований подтвердили, что использование некоторых реагентов приводит к высокому органическому загрязнению буровых

отходов, представляющему потенциальную угрозу загрязнения гидросферы. Так, использование реагентов ОП-Ю и МЛ-80 может привести к сверхнормативному загрязнению гидросферы фенолами, нефтепродуктами и поверхностно-активными веществами.

Установлено, что используемые органические химреагенты в процессе бурения и хранения отходов могут подвергаться физико-химической трансформации и изменять свою первоначальную структуру. Для уточнения характера-возможных преобразований химреагентов проведено лабораторное моделирование поведения системы «реагент - вода».

Результаты данных исследований позволяют сделать следующие выводы:

- реагенты ОП-Ю и Т-80 характеризуются высокой стабильностью и устойчивостью при воздействии на них водной среды и не претерпевают значительных геохимических преобразований;

- длительное воздействие водной среды на лигносульфонаты и ПАА приводит к трансформации первоначальной структуры реагентов с увеличением содержания в их составе гетеросоединений;

- преобразование водных растворов дисольвана, сульфонола' и МЛ-80 направлено на окисление этих соединений и повышение содержания водорастворимых кислородсодержащих соединений.

Таким образом, преобразование водных растворов буровых реагентов протекает преимущественно в виде физико-химических и биохимических процессов деструктивного характера, приводящих к биодеградации исходных соединений и накоплению в составе водных растворов продуктов их окисления.

Глава 4. Лабораторное моделирование процессов сорбции и выщелачивания из буровых шламов минеральных и органических соединений

Принятая в настоящее время технология строительства нефтяных скважин предусматривает накопление образующихся твердых и жидких отходов в шламовых амбарах, где они складируются до завершения бурения и опробования скважин. В условиях доступности атмосферным осадкам и контакта с кислородом воздуха, а также присутствия использованных технологических химреагентов создаются благоприятные условия для протекания разнообразных геохимических и микробиологических процессов, приводящих к выщелачиванию из шламов минеральных и органических поллютантов и дополнительного «заражения» ими буровых стоков. Учитывая, что перенос загрязняющих веществ из объектов складирования отходов в природные геосистемы происходит преимущественно в виде водных растворов, исследование данных процессов позволяет уточнить возможные масштабы поступления поллютантов в окружающую среду.

Для выяснения кинетики и динамики процессов выщелачивания экоток-сикантов из буровых шламов и уточнения геохимической подвижности содержащихся в них экологически опасных соединений была проведена серия модельных экспериментов по изучению поведения системы: «буровой шлам - во-

да». В ходе данных экспериментов основное внимание уделялось исследованию поведения миградионно-способных фракций органического вещества (би-тумоиды, нефтепродукты) и подвижных форм ТМ.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при длительном контакте с водной средой процессы выщелачивания играют существенную роль в повышении геохимической подвижности содержащихся в отходах поллютантов. Данный процесс носит сложный многоэтапный характер и отражает последовательное разрушение сформировавшихся органо-минеральных комплексов, прочно связанных с минеральной матрицей отходов, что приводит к переводу поллютантов в миграционно-способные формы.

Анализ масштабов выщелачивания органических соединений показал, что доля переходящих в водную фазу битуминозных веществ составляет 618%, нефтепродуктов - до 16-22%. При многократном растворении шламов отмечается последовательное увеличение уровня органического загрязнения водных вытяжек, что подтверждает активную роль воды в разрушении органо-минеральных комплексов и высвобождении органических соединений из связанного с минеральной матрицей состояния.

По данным ИК-спектроскопии процесс выщелачивания из буровых шламов органических соединений сопровождается их окислением и накоплением в водных вытяжках продуктов данной реакции - спиртов, оксосоединений, кар-боновых кислот и их производных. Протекание процесса окисления подтверждается и данными тонкослойной хроматографии: воздействие на буровые шламы водной среды приводит к увеличению в составе битумоидов шламов содержания фракции смол и асфальтенов (в среднем в 1,4 раза). По данным хромато-масс-спектроскопии в составе аквабитумоидов водной вытяжки шлама зафиксировано уменьшение доли УВ (до 17,5%) за счет резкого снижения содержания ненасыщенных и нафтеновых структур. При этом доля гетеросое-динений возрастает с 63% до 81%, с наибольшим увеличением содержания кислородсодержащих соединений (с 31% до 75%). Следует отметить, что в составе водорастворенной органики, выщелачиваемой из шламов водой, зафиксировано появление целого спектра новых соединений, отсутствующих в исходной органике шламов и являющихся, по всей вероятности, продуктами сс биохимического преобразования. Это подтверждает активную роль воды в протекании процессов деструктивного и синтетического характера, происходящих в структуре органической составляющей шламов при воздействии на них водной среды.

Исследование поведения различных форм ТМ показало, что при многократном воздействии на шламы воды также фиксируется повышение миграционной способности этих поллютантов, что отражается в возрастании содержания их водорастворимых и подвижных форм. Результаты экспериментального моделирования показывают, что в отдельных случаях содержание данных форм ТМ увеличивается в 2-3 раза по сравнению с их содержанием в исходных шламах. Повышение содержания кислоторастворимых форм характеризуется более низкими значениями - на 13-43%. Данные по выщелачиванию ТМ из буровых шламов водной средой представлены на рисунке 1. Исследование пока-

зало, что доля водорастворимых соединений ТМ в составе отходов колеблется от нуля до 66%. При этом растворимость соединений исследованных металлов в воде значительно различается и уменьшается в следующем ряду: средняя растворимость соединений Си>№к7п>РЬ»Ре. Максимальной растворимостью обладают соединения меди: в среднем 35% от общего количества меди в исходных шламах переходит в их водные вытяжки. В то же время, соединения железа обладают крайне малой растворимостью в воде, и только 0,28% от валового содержания железа в шламах способно выщелачиваться из отходов в ходе многократного воздействия на них водной среды.

Проведенные исследования показали, что геохимическая подвижность и мобильность поллютантов являются основным фактором, который должен учитываться при расчете класса токсичности буровых отходов и оценке их экологической опасности. При оценке возможных масштабов поступления экотоксикантов в природные геосистемы необходимо учитывать, что па практике процесс выщелачивания отходов носит длительный многоэтапный характер, что значительно повышает миграционную способность поллютантов.

Одной из экологических проблем нефтяной промышленности является утилизация отходов строительства нефтяных скважин и нейтрализация их негативного воздействия на объекты природной среды. В настоящее время образующиеся буровые отходы нейтрализуются, как правило, путем захоронения в шламовых амбарах на территории буровых. Для исключения возможного выщелачивания поллютантов при проникновении в них воды в ряде случаев дополнительно осуществляются специальные мероприятия по физико-химической нейтрализации захороняемой массы отходов.

К числу наиболее часто используемых технологий обезвреживания шла-мов относятся:

- отмыв горячей технической водой системы оборотного водоснабжения буровой;

- термический метод, заключающийся в обезвреживании шламов при высоких температурах (400-600 °С);

- отверждение с помощью специальных составов.

С целыо оцепки экологической эффективности этих технологий была проведена сравнительная характеристика масштабов выщелачивания исходных и обезвреженных шламов и оценка растворимости экотоксикантов в водной среде (табл. 6).

Таблица 6

Средняя степень нейтрализации токсичных компонентов буровых шламов (в % от исходного содержания)

Метод обезвреживания Шламы Водная вытяжка из шламов

ХБА НП Минерализация Жесткость СГ ХБА ВРОВ НП

Отмыв шламов 14,1 18,5 89,0 81,7 98,6 81,9 69,3 55,6

Термический метод 94,9 97,0 18,7 19,6 20,6 26,2 66,0 57,8

Метод отверждения 27,2 19,6 - 30,7 24,5 61,0 52,5 31,8

Деминская площадь, скв.№21, гл. 2200-2350 м

Сибирское месторождение, скв.№316с, гл.2240-2274

мг/кг

Ре*200

2п РЬ

Сибирское месторождение, к.№20, шламовый амбар

Ре*50

Бе'ЗОО

| | - Содержание кислоторастворимых форм металлов в исходных шламах

Щ - Суммарное содержание

водорастворимых соединений металлов, вымываемых в водные вытяжки при последовательном четырехкратном растворении шламов в воде

Рис.1 Характер выщелачивания тяжелых металлов из буровых шламов

Результаты экспериментальных исследований показали, что отмыв буровых отходов горячей водой (Т=100°С) является весьма эффективным методом их очистки от водорастворимых соляных макрокомпонентов и загрязняющей органики, при этом степень нейтрализации по данным показателям достигает 56-99%. Вместе с тем, при этом способе обезвреживания возникает проблема утилизации образующихся сточных вод (при промывке 1 кг бурового шлама образуется 10 л сточных вод). Если гигиенические показатели промывочной жидкости, образующейся при промывке карбонатных шламов, позволяют проводить безопасный сброс этих стоков на рельеф местности, то при отмывке соляных и нефтесодержащих шламов образуются сильно загрязненные промывные воды, требующие проведения весьма трудоемкой очистки.

Термический метод обезвреживания шламов приводит к полному окислению содержащихся в них органических примесей с получением нетоксичных газообразных продуктов горения и твердых сухих веществ. По данным химико-аналитического исследования, содержание органических экотоксикантов в шламах после их обезвреживания данным методом снижается практически до нуля; содержание соляных макрокомпонентов уменьшается в среднем на 1826%. Это позволяет оценить данный метод как весьма эффективный для обезвреживания буровых шламов с повышенным содержанием органических эко-токсикангов, в гом числе и нефтепродуктов. Кроме того, шламы, образующиеся при разбуривании глинистых и карбонатных пород, можно использовать в качестве сырья при производстве керамзитовых изделий, что позволит связать соляные макрокомпоненты в структуре керамзита и исключить их поступление в окружающую среду. Обработка данным методом шламов соляных пород не приводит к существенной нейтрализации их вредного воздействия и может быть признана мало эффективной.

Наиболее широко применяемым методом обезвреживания твердых отходов бурения является их отверждение. Обезвреживающий эффект при этом достигается за счет превращения буровых шламов в инертную консолидированную массу, в структуре которой связываются основные поллютанты. Лабораторное моделирование обезвреживания буровых шламов методом отверждения было проведено при соотношении компонентов отверждаемой смсси, соответствующем рецептуре «цементогрунтовой смеси» в дорожном строительстве (62,3% бурового шлама, 20,8% портландцемента М-400, 16,8% воды). Результаты исследований показали, что при данном соотношении степень нейтрализации содержащихся в шламах органических и минеральных экотоксикантов колеблется от 19 до 61%, что позволяет использовать данные цементог-рунтовые смеси только при сооружении конструкций, которые не будут подвергаться длительному воздействию воды (например, внутренние элементы дорожного полотна). Для получения более консолидированной массы, усюй-чивой к агрессивному воздействию воды, дозировка портландцемента при отверждении шламов должна быть более высокой.

выводы

1. Масштабы техногенного воздействия процессов строительства нефтяных скважин на элементы природной среды далеко не равнозначны. Наиболее значительное негативное воздействие оказывается на гидросферу, что связано с утечками и фильтрацией загрязненных буровых стоков из шламовых амбаров.

2. Установлено, что при вскрытии скважинами зоны затрудненного и замедленного водообмена отходы бурения по большинству экологических показателей превышают санитарно-шгиенические нормативы, принятые для поверхностных геосистем. Жидкая фаза шламовых амбаров в большинстве случаев представлена щелочными растворами с высокой концентрацией хлоридов и сульфатов, ряда ТМ, битуминозных всщсств, нефтепродуктов, ПАВ.

3. Установлено, что большинство буровых реагентов имеет сложный гетерогенный состав, который в технологическом процессе может претерпевать значительную трансформацию. Преобразование буровых реагентов протекает преимущественно в виде физико-химических и биохимических процессов деструктивного характера, приводящих к биодеградации исходных соединений и накоплению продуктов их окисления. Экспериментально доказано, что использование некоторых, буровых реагентов приводит к значительному, повышению уровня органического загрязнения буровых отходов, отражающегося в сверхнормативных значениях некоторых контролируемых санитарно-гигиенических показателей (содержание нефтепродуктов, фенолов, АПАВ, НПАВ).

4. Обосновано, что при оценке экологической опасности буровых отходов должны учитываться индивидуальная подвижность и растворимость тяжелых металлов в водной среде, отражающие возможные масштабы эмиссии в окружающую среду данных токсичных компонентов отходов.

5. Установлено, что взаимодействие буровых шламов с водной средой приводит к выщелачиванию минеральных и органических соединений и перестройке структуры миграционного потока поллютантов. Экспериментально доказано, что при длительном контакте с водной средой процессы выщелачивания носят сложный многоэтапный характер и приводят к разрушению прочно связанных с минеральной матрицей органо-минеральных комплексов, переводя тем самым поллютанты в миграционно-способные формы.

. 6. Модельные эксперименты показали, что термический метод обезвреживания является наиболее эффективным для обезвреживания буровых шламов с.повышенным содержанием органических соединений (нефти). Для обезвреживания прочих видов буровых шламов более целесообразно использование метода отверждения. При этом, в случае использования отвержденных масс в дорожном строительстве и при планировке местности доля вводимого портландцемента должна составлять не менее 40%.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эколого-геохимическая характеристика реагентов, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин //Проблемы горного недроведения и системологии: Материалы научной сессии Горного института УрО РАН. Пермь, 1999. С. 55-57.

2. Геоэкологическое исследование поверхностно-активных веществ, применяемых при строительстве нефтяных и газовых скважин // Горное эхо, 1999, № 2 (5). Пермь: Горный институт УрО РАН. С. 55-56.

3. О характере воздействия буровых отходов на природные геосистемы // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ (Мельниковские чтения): Тезисы докл. Междунар. конф-ции. Пермь, 1999. С. 55-56.

4. О характере загрязнения природных геосистем в районах строительства нефтегазовых скважин // Экологическая геология и рациональное недропользование: Материалы. Международ, конф-ции. С.-Петербург, 2000. С. 80-81 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

5. О результатах мониторинга состава буровых отходов в процессе строительства скважины № 154 Талой площади // Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 1999 г. Пермь, 2000. С. 126-128.

6. О характере органического загрязнения природных геосистем при строительстве скважин на нефть и газ // Нефть и газ. Вестник ПГТУ. Вып.З. Пермь, 2000. С. 86-91 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

7. Геохимические аспекты техногенеза горнодобывающего профиля // Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век: Тез. докл. Международ. конф-ции. М.: ИПКОН РАН, 2000. С. 223-225 (в соавторстве с Бачуриным Б.А., Одинцовой Т.А.).

8. О содержании тяжелых металлов в отходах бурения // Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 г. Пермь, 2001. С. 257-260.

9. Экспериментальное моделирование процессов сорбции и выщелачивания из буровых шламов экотоксикантов // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Тез. докл. Междунар. конф-ции. Пермь, 2001. С. 17-18.

10. Эколого-геохимическая характеристика отходов горнодобывающих предприятий // Тезисы докладов 2-й школы-семинара молодых ученых России "Проблемы устойчивого развития региона". Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2001. С. 161-164 (в соавторстве с Бачуриным Б.А., Одинцовой Т.А.).

11. Эколого-геохимическая оценка содержания тяжелых металлов в буровых шламах // Горное эхо, 2002, № 1(7). Пермь: Горный институт УрО РАН. С. 16-17.

12. Геохимические аспекты оценки экологической опасности буровых отходов // Горное эхо, 2002, № 2 (8). Пермь: Горный институт УрО РАН. С. 1416.

13. Эколого-геохимическая характеристика отаодов строительства нефтяных скважин // Сергеевские чтения. Выпуск 4: Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемах геоэкологии, инженерной геологии и гид-ро1-еологии. М.: ГЕОС, 2002. С. 291-295 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

14. Научно-методические подходы к оценке экологической опасности отходов строительства нефтяных скважин // Экология северных территорий России: Материалы международной конференции. Архангельск: Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 2002. Т. 2, с. 327-331 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

15. Геохимические аспекты оценки экологической опасности буровых отходов // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых. Сборник докладов. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. С. 185-188.

16. О характере взаимодействия буровых шламов с водной средой // Сергеевские чтения. Выпуск 5: Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. М.: ГЕОС, 2003. С. 245-250 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

17. Геохимические аспекты обезвреживания буровых шламов // Экологические проблемы промышленных регионов: Материалы научно-технической конф-ции. Екатеринбург, 2003. С. 401-403 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

18. О характере органического загрязнения гидросферы под воздействием горнодобывающих предприятий // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XX Всероссийской молодежной конференции. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2003. С. 214-216 (в соавторстве с Бачуриным Б.А., Одинцовой Т.А.).

19. Геохимические аспекты выщелачивания тяжелых металлов из отходов горнодобывающего производства // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы региональной научно-практической конференции. Пермь: Перм. ун-т, 2003. С. 316-319 (в соавторстве с Бачуриным Б.А.).

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Некрасова, Ирина Леонидовна

Введение

Глава 1. Анализ состояния проблемы охраны окружающей среды при строительстве нефтяных скважин.

1.1. Характер техногенного воздействия буровых работ на природные геосистемы.

1.2. Источники образования и физико-химический состав буровых отходов.

1.3. Эколого-гигиеническая характеристика отходов бурения.

1.3.1. Состав и свойства поллютантов, характерных для буровых отходов.

1.3.2. Уровень загрязнения отходов бурения экотоксикантами.

1.3.3. Характеристика технологических химреагентов, используемых при строительстве нефтяных скважин.

1.4. Способы обезвреживания и утилизации отходов строительства нефтяных скважин.

Глава 2. Методические подходы к эколого-геохимическому исследованию отходов строительства нефтяных скважин.

2.1. Исследование изменчивости состава отходов в процессе ведения буровых работ.

2.2. Характеристика технологических химреагентов.

2.3. Методика исследования тяжелых металлов в буровых отходах.

2.4. Методика исследования органической составляющей буровых отходов.

2.5. Методические аспекты изучения геохимической подвижности экотоксикантов.

Глава 3. Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин.

3.1. Особенности загрязнения природных геосистем в районах буровых работ Пермского Прикамья.

3.2. Изменчивость характера загрязнения отходов в процессе ведения буровых работ.

3.3. Геохимическая характеристика жидкой и твердой фаз шламовых амбаров.

3.4. Содержание тяжелых металлов в отходах строительства нефтяных скважин.

3.5. Эколого-геохимическая характеристика технологических реагентов

3.5.1. Исследование поверхностно-активных веществ

3.5.2. Влияние химреагентов на экологические показатели.

3.5.3. Характер преобразования химреагентов под воздействием водной среды.

Глава 4. Исследование геохимической подвижности экотоксикантов буровых шламов.

4.1. Оценка сорбции буровыми шламами ПАВ.

4.2. Исследование выщелачивания органических поллютантов из буровых шламов.

4.3. Исследование выщелачивания тяжелых металлов из буровых шламов

4.4. Оценка эффективности существующих технологий обезвреживания твердых отходов бурения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин"

Актуальность работы. Освоение углеводородного сырья неизбежно связано с техногенным воздействием на объекты природной среды, одним из видов которого является их загрязнение широким спектром поллютантов. В связи с этим, исследование эколого-геохимических особенностей техногенеза нефтедобывающего профиля является необходимым этапом комплексных геоэкологических исследований и ему должно уделяться особое внимание.

Как показывает анализ принятых технологий освоения ресурсов углеводородов и сопутствующих им техногенных нагрузок, геохимическая трансформация природных геосистем начинается уже на стадии разбуривания месторождений. Одним из основных факторов этого является образование значительного количества жидких и твердых отходов строительства нефтяных скважин, которые содержат широкий спектр разнообразных по составу и свойствам поллютантов, в том числе относящихся к категории экотоксикантов. Несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию состава буровых отходов, многие аспекты их воздействия на природные геосистемы остаются не выясненными, что затрудняет однозначную оценку их экологической опасности. Так относительно слабо исследованы факторы, приводящие к накоплению в буровых отходах органических соединений и тяжелых металлов, геохимическая устойчивость формирующихся в них органо-минеральных комплексов, характер их преобразования при поступлении в природные геосистемы, миграционная способность отдельных поллютантов и ряд других. В связи с этим назрела необходимость проведения комплексного исследования состава отходов бурения, позволяющего уточнить их экологическую опасность и разработать рекомендации по условиям хранения и методам нейтрализации, исключающим негативное воздействие на окружающую природную среду.

Целью работы является эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин, позволяющая оценить геохимическую подвижность и миграционную способность содержащихся в них поллютантов и их экологическую опасность для окружающей природной среды.

Основные задачи исследования.

1. Оценка особенностей процессов техногенеза, обусловленных строительством нефтяных скважин, и масштабов их техногенного воздействия на природные геосистемы.

2. Изучение условий формирования химического состава буровых отходов в процессе строительства нефтяных скважин, включая оценку вклада буровых химреагентов.

3. Исследование формирующихся органо-минеральных характеристик отходов бурения и оценка геохимической подвижности содержащихся в них экоток-сикантов (органические соединения, тяжелые металлы).

Методы исследования включали геоэкологическое обследование объектов буровых работ Пермского Прикамья; исследование с использованием современных аналитических методов (ИК- и атомно-абсорбционная спектроскопия, тонкослойная и газожидкостная хроматография, хромато-масс-спектроскопия) состава технологических химреагентов и буровых отходов; экспериментальное моделирование поведения систем «химреагент - вода», «отходы - вода». При обработке материалов использовались методы математической статистики и компьютерные технологии графического представления полученных результатов.

Научная новизна.

Экспериментально доказана определяющая роль воды в транспорте поллютантов из буровых отходов в природные геосистемы. Показано, что ее необходимо рассматривать как активный реагент, взаимодействие которого с отходами приводит к перестройке структуры миграционного потока поллютантов, а в ряде случаев - к повышению их токсичности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Отходы строительства нефтяных скважин необходимо рассматривать как сложные поликомпонентные органо-минеральные системы, состав которых формируется при взаимодействии природной (породы и флюиды вскрываемого разреза) и техногенной (технологические химреагенты) составляющих, что определяет широкий диапазон изменчивости их экологических характеристик.

Практическая значимость работы и результаты реализации:

Рекомендации по совершенствованию систем мониторинга состояния подземных вод и почво-грунтов в процессе строительства нефтяных скважин вошли в ряд научных отчетов по результатам комплексного геоэкологического обследования территории Шатовского, Сибирского, Шершневского, Гагаринского, им.Архангельского месторождений.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, разработке методики их проведения, выполнении всего комплекса химико-аналитических работ, обобщении и интерпретации полученных материалов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на 7 Международных, Всероссийских, региональных конференциях, в том числе: Международной конференции «Экология Северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002), Международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование (Эколгеология-2000)» (С-Петербург, 2000), 2-ой школы-семинара молодых ученых России «Проблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2001), научных сессиях Горного института (Пермь, 1999, 2000, 2001, 2002). Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 статьях и 5 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 176 наименования. Общий объем работы составляет 186 страниц текста, содержит 24 рисунка, 50 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Некрасова, Ирина Леонидовна

Результаты исследования (табл. 4.1) показали, что буровые шламы обладают довольно высокими сорбционными свойствами по отношению к неионогенно-му поверхностно-активному реагенту ОП-Ю и адсорбируют в среднем 4,54% содержащегося в буровом растворе реагента.

Буровой реагент МЛ-80.

Учитывая, что МЛ-80 представляет собой многофункциональный анионоак-тивный реагент, оценку масштабов его адсорбции на поверхности частиц бурового шлама оценивали по такому показателю, как содержание в водном растворе анионных поверхностно-активных веществ (стандартное вещество — додецил-сульфат натрия) [36].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование состава и эколого-геохимических свойств отходов строительства нефтяных скважин, выполненное на примере нефтяных месторождений Пермского Прикамья, показало, что они представляют собой сложные поликомпонентные органо-минеральные системы, состав которых формируется при взаимодействии природной (породы и флюиды вскрываемого разреза) и техногенной (технологические химреагенты) составляющих.

В ходе проведенных исследований получены следующие результаты.

1. Установлено, что при вскрытии скважиной зоны затрудненного и замедленного водообмена отходы бурения по большинству показателей превышают санитарно-гигиенические нормативы, принятые для поверхностных геосистем. При этом проведенный мониторинг состава отходов в процессе проходки скважин показал, что в большинстве случаев наблюдается прямая взаимосвязь содержания поллютантов органической и неорганической природы в пробах жидких и твердых буровых отходов.

2. Установлено, что состав жидкой фазы шламовых амбаров, являющихся основным источником загрязнения природных геосистем, в большинстве случаев представлен щелочными растворами с высокой концентрацией хлоридов и сульфатов, ряда ТМ, битумоидов, нефтепродуктов, ПАВ. В отдельных случаях данные источники загрязнения сохраняются и на постбуровом этапе, оказывая негативное воздействие на природные геосистемы спустя 3-4 года после окончания строительства скважин.

3. Установлено, что большинство буровых реагентов имеет сложный гетерогенный состав, который в технологическом процессе может претерпевать значительную трансформации. Преобразование буровых реагентов протекает преимущественно в виде биохимических процессов деструктивного характера, приводящих к биодеградации углеводородных соединений и накоплению продуктов их окисления. Экспериментально доказано, что использование некоторых буровых реагентов приводит к значительному повышению уровня органического загрязнения буровых отходов, отражающегося в сверхнормативных значениях некоторых контролируемых санитарно-гигиенических показателей (содержание нефтепродуктов, фенолов, АПАВ, НПАВ).

4. Экспериментально обосновано, что при оценке экологической опасности буровых отходов должны учитываться индивидуальная подвижность и растворимость тяжелых металлов в водной среде, отражающих возможные масштабы эмиссии в окружающую среду данных токсичных компонентов отходов.

5. Установлено, что взаимодействие буровых шламов с водной средой приводит к выщелачиванию минеральных и органических соединений и перестройке структуры миграционного потока поллютантов. Особая роль в этих процессах принадлежит воде, которую необходимо рассматривать не только как растворяющую и транспортирующую поллютанты среду, а как активный реагент, взаимодействие которого с отходами приводит к повышению их миграционной способности, а иногда и к повышению их токсичности. Показано, что при длительном контакте с водной средой процессы выщелачивания носят сложный многоэтапный характер и приводят к разрушению прочно связанных с минеральной матрицей органо-минеральных комплексов, переводя тем самым поллютанты в миграционно-способные формы.

6. Модельные эксперименты показали, что термический метод обезвреживания является наиболее эффективным для обезвреживания буровых шламов с повышенным содержанием органических соединений (нефти). Для обезвреживания прочих виды буровых шламов более целесообразно использования метода отверждения. При этом, в случае использования отвержденных масс в дорожном строительстве и при планировке местности доля вводимого портландцемента должна составлять не менее 40%. и предельно-допустимые нормативы по содержанию в отходах подвижных и водорастворимых форм металлов. Это позволит более объективно судить о возможных масштабах загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отходов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Некрасова, Ирина Леонидовна, Пермь

1. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение. Л.: Химия, 1988. 200 с.

2. Адсорбция ПАВ в процессах добычи нефти / И.И. Кравченко, Г.А. Бабалян М.: Недра, 1971. 160 с.

3. Анализ экологического риска, обусловленного сбросом бурового шлама в морскую среду/ В.В.Аникиев, А.К. Амбросимов, Г.В. Мойсейченко и др. // Анализ и управление экологическим риском в морской среде. М.: ВИНИТИ, 1997. С. 113-130.

4. Бадовский Н.А. Предупреждение загрязнения окружающей среды при строительстве скважин // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1994, № 4. С. 24-28.

5. Бадовский Н.А. Система сбора и хранения отходов при бурении // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1994, № 6. С. 33-39.

6. Бадовский Н.А. Утилизация отработанного бурового раствора // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1994, № 5. С. 28-33.

7. Балаева О.Н. Влияние строительства скважин на окружающую среду // На-уч.-техн. инф. сб. экон. и упр. нефтегазовой промышленности. М.: ВНИИО-ЭНГ. 1992, № 4. С.11-14.

8. Барс Е.А., Коган С.С. Методическое руководство по исследованию органических веществ подземных вод нефтегазоносных областей. М.: Недра, 1973. 131 с.

9. Бачурин Б.А. Научно-методические подходы к выявлению и идентификации источников органического загрязнения природных геосистем // Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 году. Пермь, 2001. С. 234-239.

10. Безродный Ю.Г., Акимова А.А., Чалченко В.П. Результаты исследований и практической нейтрализации отходов бурения с одновременной утилизацией отходов АО «Себряковцемент» // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1998, № 5. С. 26-31.

11. Безродный Ю.Г. К расчету объемов отходов бурения на стадии проектирования строительства скважин // Оценка воздействия на окружающую среду предприятий нефтегазового комплекса. Сборник докладов. М., 2002. С.58-59.

12. Безродный Ю.Г. Оптимизация экологически безопасных методов сбора, утилизации и захоронения отходов строительства скважин // Нефтяное хозяйство. 1999, № 1.С. 56-57.

13. Беллами JI. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. 590 с.

14. Белоконь Т.В., Белокрылова JI.M. Способ фракционирования битумоидов пород с помощью тонкослойной хроматографии // Лаб. и технол. исслед. и обогащ. минер, сырья. Экспресс-информация. М.: ВИЭМС, 1985, вып. 12. С. 1-6.

15. Беспамятное Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. JL: Химия, 1985. 528 с.

16. Биодеструкция нефти и полимеров в отходах буровых растворов/ Г.Г. Яга-фарова, М.Р. Мавлютов, А.И. Спивак и др. // Нефтяное хозяйство. 1996, № 4. С. 67-68.

17. Биодеструкция нефти и синтетических жирных кислот в отработанных буровых растворах / Г.Г. Ягафарова, М.Р. Мавлютов, В.Б. Барахнина и др. // Нефтяное хозяйство. 1998, № 12. С. 46-47.

18. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1999. 424 с.

19. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 1997. 483 с.

20. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Справочник инженера-эколога нефтегазодобывающей промышленности по методам анализа загрязнителей окружающей среды. 4.1. Вода. М.: Недра, 1999. 732 с.

21. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Справочник инженера-эколога нефтедобывающей промышленности по методам анализа загрязнителей окружающей среды. 4.2. Почва. М.: Недра-Бизнесцентр, 1999. 634 с.

22. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат,1984. 200 с.

23. Временная инструкция по определению нефтепродуктов в почве. Институт экспериментальной метеорологии. Обнинск. 1980 г.

24. Временные методические рекомендации по контролю загрязнения почв / Под ред. С.Г.Малахова. М.: Гидрометеоиздат, 1983. Часть 1. 126 с.

25. Геологический словарь. М.: Недра, 1978. Т. 1. 485 с.

26. ГОСТ 17.1.4.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к методам определения нефтепродуктов в природных и сточных водах. Введ. с 01.01.83. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 3 с.

27. ГОСТ 26424-85. Почвы. Метод определения ионов карбоната и бикарбоната в водной вытяжке. Введ. с 01.01.86 до 01.01.96. — М.: Изд-во стандартов,1985.-4 с.

28. ГОСТ 26426-85. Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке. Введ. с 01.01.86 до 01.01.96. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 7 с.

29. ГОСТ 26428-85. Почвы. Методы определения кальция и магния в водной вытяжке. Введ. с 01.01.86 до 01.01.96. - М.: Изд-во стандартов, 1985. — 8 с.

30. ГОСТ 26449.1-85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод. — Введ. С 01.01.87. — М.: Изд-во стандартов, 1985. 71 с.

31. ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов. Взамен ГОСТ 26929-86; Введ. 01.01.96. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 15 с.

32. ГОСТ 8433-81. Вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-Ю. Технические условия. Взамен ГОСТ 8433-57; Введ. с 01.01.82 до 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 12 с.

33. ГОСТ Р 51211-98. Вода питьевая. Методы определения содержания поверхностно-активных веществ. Введ. с 01.07.99. — М.: Изд-во стандартов, 1999. — 13 с.

34. Грещишин В.И., Руди В., Марковский Б.И. Очистка буровых сточных вод на буровой // Нефтяник. 1981, № 5. С. 15-16.

35. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. М.: Наука, 1997. 592 с.

36. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах: Справочник. Л.: Химия, 1979. 160 с.

37. Гужов С.С. Как ищут и добывают нефть и газ. М.: Недра, 1973. 144 с.

38. Детков С.П. Охрана природы нефтегазовых районов. М.: Недра, 1994. 335 с.

39. Долгих И.Л., Бачурин Б.А. Геохимические аспекты обезвреживания буровых шламов // Экологические проблемы промышленных регионов: Материалы научно-технической конф-ции. Екатеринбург, 2003. С. 401-403.

40. Долгих И.Л., Бачурин Б.А. О характере органического загрязнения природных геосистем при строительстве скважин на нефть и газ // Нефть и газ. Вестник ПГТУ. Вып.З. Пермь, 2000. С. 86-91.

41. Долгих И.Л. Геохимические аспекты оценки экологической опасности буровых отходов // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых. Сборник докладов. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. С. 185-188.

42. Долгих И.Л. Геоэкологическое исследование поверхностно-активных веществ, применяемых при строительстве нефтяных и газовых скважин // Горное Эхо, 1999, № 2 (5). Пермь: Горный институт УрО РАН. С. 55-56.

43. Долгих И.Л. О результатах мониторинга состава буровых отходов в процессе строительства скважины № 154 Талой площади // Материалы научной сессии

44. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 1999 г. Пермь, 2000. С. 126-128.

45. Долгих И.Л. О содержании тяжелых металлов в отходах бурения // Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 г. Пермь, 2001. С. 257-260.

46. Долгих И.Л. О характере воздействия буровых отходов на природные геосистемы // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ (Мель-никовские чтения): Тезисы докл. Междунар. конф-ции. Пермь, 1999. С.55-56.

47. Долгих И.Л. Эколого-геохимическая характеристика реагентов, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин // Проблемы горного недроведения и системологии: Материалы научной сессии Горного института УрО РАН. Пермь, 1999. С. 55-57.

48. Долгих И.Л. Экспериментальное моделирование процессов сорбции и выщелачивания из буровых шламов экотоксикантов // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Тез. докл. Междунар. конф-ции. Пермь, 2001. С. 17-18.

49. Другов Ю.С. Экологическая аналитическая химия. М.: ООО «Анатолия», 2000. 432 е., ил.

50. Жуховицкий С.Ю. Промывочные жидкости в бурении. М.:Недра, 1976. 200 с.

51. Защита окружающей среды при бурении скважин растворами на углеводородной основе/ Г.Б. Хаиров, Т.А. Хасанов, Ж.С. Жангазиев и др.// Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1997, № 7. С. 18-20.

52. Зырин Н.Г. Подвижность микроэлементов в почвах и доступность их растениям // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. М.: Наука, 1974. С. 178-184.

53. Иванкин В.П., Худяков Г.И. О геоэкологических условиях захоронений промстоков в недрах Земли // Тр. НИИ геол. Сарат.гос.ун-та. Саратов, 1999. Вып. 1.С. 201-206.

54. Иванов Д.Н. Спектральный анализ почв. М.: Колос, 1974. 349 с.

55. Идентификация техногенных загрязнений природной среды / В.К.Шиманский, А.И. Шапиро, Н.Т. Кунаева и др. // Сб. докл. Всероссийской конференции «Поиски нефти, нефтяная индустрия и охрана окружающей среды» СПб.: ВНИГРИ, 1995. С. 42-45.

56. ИК-спектры аренов / Большаков Г.Ф. Новосибирск: Наука, 1989. 230с.

57. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. Новосибирск: Наука, 1991. 151 с.

58. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше. РД 39-022-90. М., 1990.

59. Исследование по обезвреживанию бурового шлама и его влияние на жизнедеятельность гидробионтов / Т.И. Гусейнов, А.А. Мовсумов, Н.Г. Эфендиев и др. // Азерб. нефтяное хозяйство. 1978, № 7. С. 38-41.

60. Исследования влияния утилизируемых буровых сточных вод на почвы, рост и развитие сельскохозяйственных культур / Ю.Г.Безродный, Р.Х.Моллаев, А.З.Байбаков и др. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1994, № 9-10. С. 23-27.

61. Кибардин С.А., Макаров К.А. Тонкослойная хроматография в органической химии. М.: Химия, 1978. 128 с.

62. Количественная хроматография на бумаге и в тонком слое. Под ред. Э.Д. Шелларда. М.: Мир, 1971.

63. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС. ПНД Ф 14.1:2.5-95. М., 1995.

64. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и сточных вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием. ПНД Ф 14.1:2.116-97. М., 1997.

65. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний хлоридов в пробах природных и очищенных сточных вод арген-тометрическим методом. ПНД Ф 14.1:2.96-97. М., 1997.

66. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений суммарных содержаний летучих фенолов в пробах природных и очищенных сточных вод экстракционно-фотометрическим методом после отгонки с паром. ПНД Ф 14.1:2.105-97. М., 1997.

67. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. Под ред. Исаева Л.К. СПб.: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998. 896 с.

68. Косаревич И.В., Шеметов В.Ю., Гончаренко А.П. Экология бурения. Под ред. В.И. Рябченко. Мн.: Навука i тэхшка, 1994. 119 с.

69. Крысин Н.И. Проблемы и перспективы создания экологически надежной крепи направлений, кондукторов и технических колонн // Геология, разработка, бурение и эксплуатация нефтяных месторождений Пермского Прикамья. Пермь, 1999. С. 30-41.

70. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с.

71. Люминесцентно-спектральные методы анализа нефтей, конденсатов и органического вещества пород / Т.А. Ботнева, Т.Н. Поспелова, Э.М. Грайзер и др. М., 1990. 55 с.

72. Мазлова Е.А., Ефимова Н.В., Аракчеева Н.П. Технология переработки шламов очистки буровых сточных вод // Горные науки на рубеже XXI века: Материалы международной конф-ции. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 482485.

73. Макарова Е.Д., Кудрявцева В.А. Адекватность методов исследования природы анализируемых объектов как основная проблема экологической аналитики // Научное приборостроение, 1996. Т. 6. №1-2. С. 67-73.

74. Максимович Н.Г., Блинов С.М. Основы методики изучения техногенных изменений среды в районах складирования отходов // Экологическая безопасность зон градопромышленных агломераций Западного Урала. Тез. докл. Пермь, 1993. С. 46-48.

75. Метод обезвреживания отработанных буровых растворов / В.А.Шишов, М.В.Петросьян и др. // Нефтяное хозяйство. 1984, №4. С. 62-65.

76. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов Fe, Cd, Pb, Zn и Сг в пробах природных и сточных вод методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. ПНД Ф 14.1:2.22-95. М., 1995.

77. Методика выполнения измерения содержания ионов аммония фотометрическим методом с реактивом Несслера. РД 118.02.3-90. Харьков: ЦСИ Госкомприроды РСФСР, 1991.

78. Методика определения синтетических поверхностно-активных веществ в городских сточных водах и водах водоемов выше и ниже выпуска очищенных сточных вод. «Фотометрическое определение с метиленовым синим». РД 204.2.09.2-91. М., 1992.

79. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли водорастворимых форм металлов (Си, Pb, Zn, Ni, Cd, Co, Cr, Mn) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.286-91. М., 1991.

80. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (Си, Pb, Zn, Ni, Cd) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.191-89. М., 1990.

81. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (Си, Pb, Zn, Ni, Cd, Co, Cr, Mn) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.289-90. М., 1990.

82. Методические указания по выполнению измерений величины жесткости природных вод титриметрическим методом с трилоном Б. РД 52.24.47-87. М., 1987.

83. Методические указания по выполнению измерений массовой концентрации гидрокарбонат-ионов в пробах природных вод методом обратного титрования. РД 52.24.61-88. Ростов-на Дону: Гидрогеохимический институт, 1988.

84. Методические указания по определению массовой концентрации фенолов в природных поверхностных водах фотометрическим методом (отгонка фенолов с паром). РД 52.24.34-86. Ростов-на-Дону, 1986.

85. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992.

86. Методическое руководство по люминесцентно-битуминологическим и спектральным методам исследования органического вещества пород и нефтей. Авт.: Т.А.Ботнева, А.А.Ильина, Я.А.Терской и др. М.: Недра, 1979. 204 с.

87. Михеев B.JI. Технологические свойства буровых растворов. М.: Недра, 1979. 239 с.

88. ЮЗ.Мовсумов А.А., Гусейнов Т.И., Эфендиев Н.Г. Исследование токсичности химических реагентов, применяемых при бурении, и пути их нейтрализации // Дисперсные системы в бурении. Киев, 1977. С. 117-119.

89. Мониторинг мест захоронения нейтрализованных отходов бурения / А.А. Акимова, Ю.Г. Безродный, В.П. Чалченко и др. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1998, № 8-9. С. 34-38.

90. Назаров В.И. Предупреждение и ликвидация загрязнения почв отходами бурения // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1997, № 7. С. 20-22.

91. Наканиси К. ИК-спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965.216 с.

92. Неволин Ф.В. Химия и технология синтетических моющих средств. М.: Пищевая промышленность, 1971. 424 с.

93. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. В двух книгах. Книга 1. М.: Химия, 1974. 624 с.

94. Нефтегазовый комплекс России. Борьба с загрязнением окружающей среды в процессах нефте- и газодобычи/ О.П. Лыков, И.А. Голубева, Р.А. Сенько и др. // Известия Академии Промышленной Экологии. 1998, № 1. С. 3-11.

95. Опыт безамбарного экологически чистого бурения скважин в Западной Сибири / Р.Х. Ибрагимов, С.А. Леско, Б.А. Никитин и др. // Нефтяное хозяйство. 1992, №2. С. 35-36.

96. Очистка буровых сточных вод с целью их утилизации при ликвидации шламовых амбаров / Л.Г. Шиблева, Г.В. Крылов, В.Н. Демидович и др. // Нефть и газ. 1998, №6. С. 46-53.

97. Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1986. 244 с.

98. Пат. 2112977 РФ. Способ определения токсичности химических веществ в водной среде / Чубик П.С., Нечаева Л.Н., Брылин В.И. №96111278/13; Заявлено 04.06.96; Опубл. 10.06.98. - 12 с.

99. Паус К.Ф. Буровые растворы. Изд-е 2-е. М.: Недра, 1973.

100. Перельман А.И. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1989. 528 с.

101. Плещеева О.В., Селезнев И.А. Шламовые амбары как источники загрязнения на производственных площадках нефтяных промыслов // Загрязнение окружающей среды: Пробл. токсикол. и эпидемол.: Тез. Докл. Междунар. конф. Пермь, 1993. С. 102-103.

102. Поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А.Абрамзон, Г.М.Гаевой. JL: Химия, 1979.

103. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Гигиенические нормативы. Минздрав России, 1998.

104. Приказ МПР РФ от 15.06.2001 №511 "Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды"// Природно-ресурсные ведомости. 2001, №45.

105. Прикладная инфракрасная спектроскопия. Под ред. Д.Кендалла, М.: Мир, 1970.

106. Пушкарев В.В., Трофимов Д.И. Физико-химические особенности очистки сточных вод от ПАВ. М.: Химия, 1975. 143 с.

107. Ринькис Г.Я. Методы ускоренного колориметрического определения микроэлементов в биологических объектах. Рига, 1963. 124 с.

108. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979. 215 с.

109. Самнер Г. Математика для географов. М.: Прогресс, 1981. 295 с.

110. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1988. 360 с.

111. Снижение загрязняющих свойств отработанных буровых растворов / В.А. Шишов, В.Ю. Шеметов, М.В. Петросьян и др. // Нефтяное хозяйство. 1985, № 2. С. 49-52.

112. Солнцева Н.П. Влияние техногенных потоков на морфологию лесных почв в районах нефтедобычи // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.: Наука, 1982. С. 29-69.

113. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: МГУ, 1998. 376 с.

114. Справочник инженера по бурению. Под редакцией В.И. Мишевича, Н.А. Сидорова. Т. 1. М.: Недра, 1973. 520 с.

115. Стрилецкий И.В. Технологические особенности загрязнения и очистки буровых сточных вод //Бурение. 1981, № 4. С. 24-26.

116. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия / В.М. Гольберг, В.П.Зверев, А.И.Арбузов и др. М.: Наука, 2001. 125 с.

117. Технология керамики и огнеупоров / Под ред. П.П. Будникова. М.: Госстрой-издат, 1962. 362 с.

118. Унифицированные методы исследования качества вод. 4.1. Методы химического анализа вод. М., 1977.

119. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Протектор, 1995. 624 с.

120. Хавезов И., Царев Д. Атомно-абсорбционный анализ. Л.: Химия, 1983. 413 с.

121. Хаиров Г.Б. Пути совершенствования техники очистки буровых растворов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1996, №3. С. 26-28.

122. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Н.Г. Зырина и Л.К. Садовниковой. М.: Изд-во Моск.ун-та, 1985. 208 с.

123. Шаммазов A.M., Агмазов Ф.А., Исмаков Р.А. Экологические проблемы при разработке и транспортировке углеводородов // Сб. Горные науки на рубеже XXI века: Материалы Международной конференции. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 477-481.

124. Шеметов В.Ю., Ежов М.Ю. Предупреждение загрязнения почв отработанными буровыми растворами // Нефтяное хозяйство. 1989, № 1. С. 64-67.

125. Шеметов В.Ю., Левшин В.А., Бридько Ю.И. Использование буровых сточных вод в ирригации // Нефтяное хозяйство. 1990, № 5. С. 65-68.

126. Шеметов В.Ю. Проблемы охраны окружающей среды в нефтегазовой промышленности и пути их решения // Вестник МАНЭБ. 1997, № 7. С. 94-102.

127. Шеметов В.Ю. Экологическая устойчивость природной среды к техногенному воздействию процессов строительства скважин. Обзор, информ. Сер. «Защита от коррозии и охрана окружающей среды» М.: ВНИИОЭНГ, 1991. 54 с.

128. Шерстнев Н.М., Толоконский С.И., Гурвич Л.М. Многофункциональные поверхностно-активные реагенты // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1995, № 3. С. 39-43.

129. Шишов В.А., Шеметов В.Ю., Чивяга А.А. Обезвреживание нефтесодержа-щих шламов // Бурение. 1982, № 2. С. 35-37.

130. Шуйцев Ю.К. Деградация и восстановление растительных сообществ тайги в сфере влияния нефтедобычи // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.: Наука, 1982. С. 70-81.

131. Экология и безопасность (справочник). Том II. Экологическая безопасность / Под ред. Н.Г.Рыбальского. М.: ВНИИПИ, 1993.

132. Burke С.J., Veil J.A. Synthetic-based drilling fluids have many environmental pluses // Oil&Gas journal. Nov. 27, 1995. Vol. 93, No. 48. P. 59-64.

133. Case histories underline advances in reinjection of cuttings, fluid wastes // Drilling contractor. Nov. 1995. Vol. 51, No. 6. P. 36-37.

134. Dekkers C., Daane R. Metal contents in crudes much lower than expected // Oil & Gas Journal. Mar.l, 1999. Vol. 97, No. 9. P. 44-51.

135. Hunt M. Drilling site on a National Seashore required extra environmental precautions // Oil&Gas journal, Nov. 6, 1995. Vol. 93, No. 45. P. 36-37.

136. Steczko K., Krasinska A. Forecasting of drilling wastes negative impact on the natural environment //Nafta-Gaz, Nr. 10/1997. P. 39-45.

137. Szczepanski R., Edmonds В., Yerlett Т.К. Condensate kicks pose additional problems for deep well control // Oil&Gas journal. June 17, 1996. Vol. 94, No.25. P. 31-35.

138. Veil J.A., Burke C.J., Moses D.O. Synthetic-based muds can improve drilling efficiency without polluting // Oil&Gas journal. Mar. 4, 1996. Vol. 94, No. 10. P. 4954.

139. Wilkinson T.P. New solids control system reduced oil on cuttings // Oil&Gas journal. Apr. 8, 1996. Vol. 94, No. 15. P. 47-49.б) фондовая

140. Абдюкова Г.М. Эколого-гнгиеническая оценка химических реагентов, используемых в нефтегазодобывающей промышленности, как загрязнителей водных ресурсов: Дис. . канд. биол. наук: 14.00.07. Уфа, 1995.

141. Анализ вод. Определение концентрации неионогенных ПАВ в сточных водах экстракционно-фотометрическим методом. ППИ. 1992.

142. Безродный Ю.Г. Совершенствование процессов строительства скважин с целью предупреждения загрязнения и рационального использования земельных ресурсов: Дис. канд. техн. наук: 05.15.10. Краснодар, 1996.

143. Выяснение природы органического загрязнения подземных вод водозабора «Усолка»: Отчет о НИР по договору с Администрацией г.Березники. ГИ УрО РАН. Пермь, 1995.

144. Гайрабеков У.Т. Экологическая оценка буровых работ на территории Чеченской и Ингушской республик: Дис. . канд. биол. наук: 11.00.11. Грозный, 1998.I

145. Гатауллина Э.М. Биотехнологический способ очистки буровых отходов отнефти и полимерных реагентов: Дис. . канд. биол. наук. Уфимский гос.Iнефтяной тех. ун-т. Уфа, 1996.

146. Дополнение к проекту поискового бурения на Белопашнинской площади1.(Шершневское поднятие). ЗАО «УралЭксперт», Пермь, 1999.I

147. Белопашнинской площади с целью получения геоэкологической информациидля дальнейшего ее освоения. Отчет о НИР по договору № 1щс ЗАО «ЛУКойл-Пермь». Пермь, 2000.

148. Лушпеева О.А. Совершенствование технологии строительства скважин с применением экологически безопасных технологических жидкостей: Авто-реф. дис. . канд. техн. наук: 05.15.10. Сургут, 1999.

149. Проект поисков месторождений нефти на Талой площади. ЗАО «Уралэкс-перт», Пермь, 1999.

150. Середин В.В. Геоэкологические условия санации нефтезагрязненных территорий: Дис. докт. г-м. наук: 11.00.11. Пермь, 1999.

151. Технологическая карта утилизации бурового шлама Озерного месторождения нефти в Красновишерском районе Пермской области. Пермь: Пермавтодор, 2001.

152. Экологическая оценка современного состояния приповерхностной гидросферы и атмосферного воздуха на Шатовской площади. Отчет о НИР по договору № 476 с ЗАО «ЛУКойл-Пермь». Пермь, 1999.

Информация о работе

Некрасова, Ирина Леонидовна
кандидата технических наук
Пермь, 2003
ВАК 25.00.36

Диссертация

Эколого-геохимическая характеристика отходов строительства нефтяных скважин - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы