Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов

Рахматуллин, Дамир Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов"

0П5004865

РАХМАТУЛЛИН ДАМИР ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО МЕТОДА УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ШЛАМОВ

Специальность 25.00.36 - «Геоэкология» (Нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Тюмень-2011

005004865

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете на кафедре «Прикладная экология»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ягафарова Гузель Габдулловна

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Попов Иван Павлович

доктор технических наук,

профессор Минигазимов Наиль Султанович

Ведущая организация ООО «ВолгоУралНИПИгаз», г. Оренбург

Защита состоится « 23 » декабря 2011 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000 г. Тюмень, ул. Володарского, 38, зал заседаний ученого совета имени А.Н. Косухина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72.

Автореферат разослан «21 » ноября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Подорожников С.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Согласно Федеральной целевой программе «Экология и природные ресурсы России (2002-^2010 гг.) должны быть осуществлены мероприятия по снижению уровня загрязнения окружающей природной среды с целью коренного улучшения ее состояния и работы по обеспечению устойчивого воспроизводства природных и сырьевых ресурсов в объемах, обеспечивающих среднесрочные и долгосрочные внутренние и экспортные потребности. Мероприятиями подпрограммы предусматривается снижение уровня загрязнения окружающей среды и оздоровление регионов и городов с неблагоприятной экологической обстановкой за счет технического перевооружения и внедрения экологически безопасных технологий на предприятиях различных отраслей промышленности.

Одними из основных источников загрязнения окружающей среды в Российской Федерации являются предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Загрязнение происходит на всех этапах: при строительстве и эксплуатации скважин; транспортировке и переработке углеводородного сырья. Нефтяная и газовая промышленность являются потенциально опасными по загрязнению окружающей среды и ее отдельных объектов. Все технологические процессы при соответствующих условиях могут нарушить естественную экологическую обстановку.

Наиболее негативное воздействие на геоэкологическую систему оказывают нефть, нефтепродукты, нефтяной и буровой шламы. Выбуренный шлам, ввиду сложного минерального состава, содержанию нефти, нефтепродуктов и токсичных полимерных добавок: КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы), ССБ (сульфитно-спиртовой барды), ПАА (полиакриламида) и других способен при контакте с природными комплексами, их влагой, атмосферными осадками, подземными и наземными водами оказывать неуправляемое негативное влияние на установившееся природное равновесие локальных био- и агроценозов с непредсказуемым поведением этих комплексов в последующем времени.

Только на территории Западной Сибири, где добывается более 50% нефти в России, ежегодно образуется более 100 тысяч тонн бурового шлама, представляющего серьезную опасность для окружающей природной среды.

Проблема сбора и очистки выбуренного шлама до экологически безопасного уровня является крайне актуальной в рамках вышеуказанной федеральной целевой программы с целью снижения уровня загрязнения окружающей среды и оздоровления регионов Российской Федерации, в которых производится добыча нефти и газа.

Актуальность проблемы, недостаточная ее изученность, теоретическая и практическая значимость обусловили выбор темы диссертационной работы, ее целевую направленность, структуру исследования и выбор методов решения поставленных задач.

Цель работы заключается в разработке комплексного способа утилизации отходов бурения с применением механических, физико-химических и биологических методов для достижения более высокой степени экологической безопасности буровых шламов.

Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи:

1. Разработать оптимальные рецептуры реагента капсулирования и капсулированного бурового шлама с использованием в качестве вспомогательных материалов и реагентов других видов отходов.

2. Обосновать биологический способ утилизации полимерных добавок, содержащихся в буровом шламе, консорциумом микроорганизмов-деструкторов.

3. Создать математическую модель, которая устанавливает зависимость степени биодеструкции полимерной добавки ассоциацией микроорганизмов-деструкторов от содержания в исходном шламе Иа-КМЦ, ЫаС1, рН и температуры проведения процесса.

4. Доказать возможность использования утилизированного бурового шлама в качестве добавки к портландцементу и разработать рекомендации по определению его содержания в цементной смеси.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана рецептура реагента капсулирования на основе оксида кальция и нефтешлама в качестве гидрофобизатора, позволяющая провести эффективное обезвреживание бурового шлама с получением гидрофобизированного продукта утилизации.

3. Разработанная математическая модель процесса биодеструкции полимерного реагента Na-КМЦ, входящего в состав буровых шламов, ассоциацией микроорганизмов-деструкторов Rhodococcus erythtropolis АС 1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D; Fusarium sp №56 устанавливает взаимосвязь степени биодеструкции с концентрациями Na-КМЦ и NaCl, температурой и pH среды.

4. Доказано, что добавка утилизированного бурового шлама к портландцементу в количестве 5-40 % масс увеличивает прочность при сжатии цементного камня в среднем на 15-^35%. При этом наблюдается снижение плотности, растекаемости, водоотделения, водоотдачи, сроков начала и конца схватывания цементного теста.

Практическая значимость. Разработанный комплексный способ утилизации буровых шламов, включающий реагентное капсулирование и биологичнескую обработку отходов бурения, позволяет в производственных условиях провести совместное обезвреживание бурового и нефтяного шламов, а также цементной пыли.

Доказано, что утилизированный буровой шлам может быть использован в качестве строительного материала при отсыпке дорог и соответствует требованиям ГОСТ Р52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей».

Разработанные рекомендации по использованию утилизированных буровых шламов в качестве добавки к портландцементу при цементировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин дают возможность на стадии эксплуатации нефтяных и газовых месторождений достичь более высокой степени геоэкологической безопасности. Обоснованный способ использования утилизированного бурового шлама в составе цементной смеси при цементировании обсадной колонны скважины № 601 Абдукаевской площади Белебеевского нефтяного месторождения в интервале 1157^-1171 м позволит снизить количество буровых отходов, возвращая их в «родственную геологическую среду».

Реализация и внедрение результатов диссертационной работы. Биоочистка нефтесодержащих буровых отходов прошла успешные опытно-промышленные испытания в период с 14.05.2008 по 14.11.2008 г. в условиях полигона на территории ОАО АНК «Башнефть», биологическая деструкция Ыа-карбоксиметилцеллюлозы в исходном буровом отходе составила 94%.

В период с 16.12.2009 по 29.12.2009 г. в условиях полигона ОАО АНК «Башнефть» было утилизировано 350 м3 бурового шлама методом реагентного капсулирования с получением компонента асфальтобетонных смесей. Полученный материал был использован при отсыпке 1500 м2 дорожного полотна.

В 2009 году разработаны «Рекомендации по утилизации буровых шламов» для ТОО «Таза-Мунай Актобе» и внедрены на полигоне ТОО «Пром-Эко-Сервис» месторождения Кенкияк Актюбинской области Республики Казахстан и успешно используются по настоящее время.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Рассматриваемая область исследования, связанная с проблемами утилизации буровых шламов и их дальнейшего использования с учетом особенностей геологической среды, соответствует паспорту специальности 25.00.36 -«Геоэкология (нефтегазовая отрасль)», а именно: п.п. 2.4 «Геоэкологическое обоснование конструирования, проектирования и безопасного размещения инженерных сооружений нефтегазовой отрасли, хранения и складирования токсичных и других отходов нефтегазовой отрасли», п.п. 2.6 «Технические и

организационные средства, технологии контроля, мониторинга и управления состоянием окружающей среды, а также утилизации, хранения и складирования отходов нефтегазовой отрасли» и п.п. 2.7 «Теория и методы оценки экологической безопасности существующих и создаваемых технологий, конструкций и сооружений, используемых в процессе природопользования нефтегазодобывающих регионов».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в материалах XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии», Уфа «Реактив», 2008г.; в материалах Ш-й научно технической конференции с международным участием «Основные проблемы освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения», посвященной 90 летию со дня рождения И.А.Шпильмана, Оренбург, ВолгоУралНИПИгаз, 2009 г.; в материалах 60 конференции студентов, молодых ученых и аспирантов Уфа, УГНТУ «Реактив», 2009 г.; в материалах межрегиональной научно-практической конференции «Экология. Образование. Промышленность», посвященной юбилею кафедры «Прикладная экология» ГОУ ВПО УГНТУ, 2009 г.; в материалах доклада УН-й Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии», Тула, 2011 г; в материалах Международного экологического форума «Проблемы и перспектива промышленной экологии в нефтяной отрасли», Уфа, 2011 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, на разработанный способ утилизации получен патент Российской Федерации № 2413835.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений, включает 27 таблиц, 17 рисунков. Библиографический список включает 129 наименований, в том числе 18 иностранных.

Личный вклад соискателя. Соискателем проведены исследования и планирование экспериментов по изучению состава реагента капсулирования, а также состава капсулированного бурового шлама. Автором диссертационной

работы проведена патентная проработка, разработана формула изобретения и подана заявка на получение патента. Соискателем разработаны способы биологической очистки буровых шламов и сформирована математическая модель процесса биодеструкции полимерной добавки Ка-КМЦ, предложена принципиальная схема утилизации отходов с учетом особенностей геологической среды в условиях полигона и кустовой площадки бурения нефтяных и газовых скважин.

На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований рецептур реагента капсулирования и капсулированного бурового шлама; математическая модель процесса биодеструкции полимерного реагента КМЦ в зависимости от его концентрации в модельном растворе, содержания ЫаС1, температуры и рН среды; результаты опытно-промышленных испытаний биологического способа утилизации буровых шламов с учетом геоэкологических особенностей нефтегазодобывающего региона, аналитическая зависимость степени биодеструкции полимерной добавки от времени; аналитические зависимости прочности цементного камня от содержания утилизированного бурового шлама в цементной смеси; обоснование месторождения и интервала скважины в качестве «полигона утилизации».

Методологические основы и достоверность исследований. В диссертации использованы классические положения теорий реагентного капсулирования, экологических рисков, коллоидной химии и дисперсных систем, современные методы оценки экологической опасности отходов. Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается удовлетворительной корреляцией теоретических данных с результатами корреляционно-регрессионного анализа данных планирования многофакторных экспериментов. Разработанное математическое обеспечение моделей апробировано по реальным данным проведенных опытно-промышленных испытаний в условиях полигона ОАО АНК «Башнефть» со значимой величиной коэффициентов множественной корреляции при доверительной вероятности выше 0,95.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ И ВЫВОДЫ

Во введении была обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе произведен аналитический обзор источников и причин загрязнения природной среды при бурении нефтяных и газовых скважин, влияния компонентов бурового шлама на геологическую и окружающую природную среду. Дана оценка негативного влияния буровых шламов на окружающую природную среду. Рассмотрены основные методы утилизации буровых шламов: механический, физико-химический и биологический.

Исследования, посвященные решению геоэкологических проблем утилизации буровых шламов, широко и подробно представлены в научных трудах Антропова A.A., Балабы В.И., Барахниной В.Б., Бочкарева Б.И., Ботвинкина В.Н., Булатова А.И., Логуновой Ю.В., Мавлютова М.Р., Макаренко П.П., Минигазимова Н.С., Новикова В.В., Рядинского В.Ю., Чалченко В.П., Шеметова В.Ю., Ягафаровой Г.Г., Ягафарова Р.Г.

Вместе с этим большинство отмеченных авторов недостаточно глубоко рассматривают возможность совместной утилизации бурового шлама и других промышленных отходов с целью улучшения геоэкологической обстановки в нефтегазодобывающих регионах.

В работе показано, что существующие методы утилизации в недостаточной мере позволяют провести обезвреживание буровых шламов с возвращением их в исходную геологическую среду.

Во второй главе обоснованы используемые материалы и применяемые методы исследований.

В проведенных исследованиях применяли буровой шлам Оренбургского газоконденсатного месторождения, так как литолого-стратиграфические характеристики месторождений Оренбургской области и Республики Башкортостан свидетельствуют о схожести состава буровых шламов. Количество отходов нефтегазодобывающих предприятий в вышеназванных регионах неуклонно растет,

что представляет серьезную геоэкологическую проблему. Также в экспериментах применялся нефтешлам, содержащий 15-К20 % масс нефти, так как именно такой состав отхода позволяет гидрофобизировать оксид кальция. С целью достижения определенных свойств капсулированного бурового шлама предложено использовать цементную пыль - крупнотоннажный отход производства и полимерную водную всесезонную добавку (ПВВ). Для определения кислотостойкости капсулированного материала использовались 1н азотная, 1н серная и 1н соляная кислоты. Для исследования свойств цементных составов были использованы цемент марки ПЦТ 1/50, капсулированный буровой шлам и водопроводная вода.

При проведении экспериментов применяли современные лабораторные методы исследований и сертифицированные приборы, прошедшие поверку. Разработка рецептуры реагента капсулирования проводилась с использованием метода планирования эксперимента.

Математическая модель процесса биодеструкции полимерной добавки Ыа-КМЦ разработана с применением метода построения уравнения регрессии.

Определение свойств цементного теста и камня проводилось в соответствии с действующими государственными стандартами на сертифицированных приборах, прошедших поверку.

Количественный анализ нефти и нефтепродуктов осуществлен на сертифицированном концентратомере нефти и нефтепродуктов марки ИКН-25. Классы опасности буровых шламов и утилизированных буровых шламов проводили в аккредитованной лаборатории ГУ УГАК Минприроды Республики Башкортостан.

Таким образом, во второй главе обоснованы моделируемые процессы, используемые материалы и применяемые методы исследований.

В третьей главе приведены основные результаты исследований и их обсуждение, дана оценка эффективности разработанного реагента капсулирования для проведения утилизации отходов бурения с учетом геоэкологических особенностей.

В результате проведенных экспериментов разработан реагент капсулирования на основе оксида кальция и нефтешлама с содержанием нефти не менее 15 % масс, в качестве гидрофобизатора. В работе показано, что при использовании в качестве гидрофобизатора нефти (нефтешлама) оптимальным в рецепте является следующее соотношение компонентов, % масс :

оксид кальция 70. ..80

нефтешлам 20... 30.

При таком соотношении компонентов образуется гидрофобный порошок светло-коричневого цвета.

В целях определения количества реагента капсулирования Х1 % масс от общего количества консолидированного материала при частоте вращения мешалки Хг в диапазоне 500-4000 об/мин спланирован эксперимент 22 для построения линейной математической модели с прочностью капсулированного материала У, (показания прибора Игла Вика, мм).

В результате корреляционно-регрессионного анализа данных спланированных многофакторных экспериментов получено уравнение

У=0,48-Ю,18*Х1+0,03*Х2 . Адекватность полученной модели оценивали согласно критерия Фишера:

Брасч < Ртаб, при этом расчетное значение критерия Фишера

Р= О ост/ 0вос=0,0224/0,0054=4,15. Табличное значение критерия Фишера, в соответствии со справочной литературой, при 5% уровне значимости и числе степеней свободы /=2 принято Ртаб=18,50. Так как 4,15 < 18,50, разработанная математическая модель адекватна и может быть использована для прогнозирования прочности капсулированного материала в зависимости от содержания реагента капсулирования.

Установлено, что оптимальным в рецепте капсулированного материала является следующее соотношение компонентов, % масс:

реагент капсулирования 20... 3 0

буровой шлам 70...80.

С целью повышения прочности капсулированного материала было предложено использовать в качестве вяжущей добавки цементную пыль -крупнотоннажный отход цементной промышленности.

Для дополнительной защиты капсулированного материала от воздействия негативных геоэкологических факторов окружающей природной среды был использован полимерный материал - полимер водный, всесезонный ПВВ (ТУ 2216002-75821482-2006).

Экспериментальным путем установлено, что оптимальным является следующее соотношение компонентов, масс %:

цементная пыль 15... 3 О

реагент капсулирования 20... 3 0

полимерный материал ПВВ 1... 2

отходы бурения остальное.

В ходе проведенных исследований изучены водо- и кислотостойкость капсулированного материала, так как данные показатели являются критериями оценки надежности изоляции токсичных компонентов. Для анализа воздействия кислот использовались капсулированные материалы, приготовленные с применением реагентов на основе нефтешлама и гексадекана сроком изготовления 4 месяца.

Кроме того, в работе исследованы капсулированные материалы, приготовленные с добавлением и без добавления ПВВ (ТУ 2216-002-758214822006). Все образцы обрабатывались 0,1 н соляной; 0,1 н серной и 0,1 н азотной кислотами.

Установлено, что наибольшей водостойкостью обладает образец капсулированного материала с использованием полимерной добавки ПВВ в количестве 1,5 % масс, при этом наблюдается потеря массы менее 1%. Таким образом, выделения токсичных компонентов практически не происходит, опасность для геоэкологии минимальна.

Наименьшей водостойкостью обладают материалы, полученные из реагентов на основе гексадекана (рис.1).

Рис. 1. Водостойкость

капсулированных материалов

исследовании показали, что

капсулированныи материал, обработанный ПВВ (ТУ 2216002-75821482-2006) после вымачивания в кислой среде в течение 7 суток размягчается незначительно,

при этом твердость материала

Результаты проведенных

снижается на 6,67%. Твердость капсулированного материала, приготовленного без использования полимерной добавки после вымачивания в кислой среде в течение 7 суток, снижается на 33,3 %.

Утилизированный буровой шлам предложено использовать в качестве добавки к портландцементу, используемому при бурении нефтяных и газовых скважин, с целью возвращения бурового шлама в «родную геологическую среду» и достижения более высокой степени геоэкологической безопасности. Буровой шлам, утилизированный согласно методу, описанному в патенте «Способ утилизации отходов бурения» № 2413835, измельчался, пропускался через сито с ячейкой 0,9 мм и добавлялся к цементу марки ПЦТ 1/50 в различных соотношениях. В качестве контроля использовался цемент марки ПЦТ 1/50 без дезинтеграторной обработки.

В целях определения необходимой доли утилизированного бурового шлама в качестве добавки к портландцементу Хь % масс, от вяжущего, при температуре Х2 в диапазоне 20...30 °С был спланирован эксперимент 22 для построения линейной математической модели с прочностью сжатия цементного камня У, МПа.

В результате исследований было получено уравнение регрессии

У=13,40-1,54*Х1+0,11*Х2 .

02010102020202020101020200010001020102010002020100020101005302020100010202020202020100

Адекватность модели устанавливается в соответствии с критерием Фишера:

Fp < FTa6.

Табличное значение критерия Фишера принимаем FTa6=9,6 при уровне значимости Р=0,95 и степенях свободы/1=3-1=2 и/2=7-3-1=3.

Расчетное значение критерия Фишера

Fp= Doct/ Dboc=0,Ol 77/0,0254=0,07.

Так как 0,07 < 9,60, разработанная математическая модель является адекватной для описания зависимости прочности при сжатии цементного камня от количества добавленного в цемент утилизированного бурового шлама.

С учетом разработанного уравнения регрессии и проведенных экспериментальных исследований установлено, что оптимальным является добавка 5% масс утилизированного бурового шлама к исходному цементу и последующая совместная дезинтеграторная обработка. При этом наблюдается повышение прочности цементного камня при сжатии в среднем на 30-К35%, снижаются плотность, растекаемость, водоотделение, водоотдача, сроки начала и конца схватывания цементного теста по сравнению с контрольным образцом (цемент марки ПЦТ 1/50 без дезинтеграторной обработки). В результате проведенных исследований установлено, что прочность на сжатие образцов, прошедших дезинтеграторную обработку, в среднем на 15-420 % выше, чем у аналогичных составов без дезинтеграторной обработки.

Анализ полученных аппроксимированных графических зависимостей говорит о линейном характере зависимости прочности цементного камня от содержания утилизированного бурового шлама (рис.2).

Исследования более 50 музейных культур, проводившиеся на кафедре «Прикладная экология» УГНТУ, установили, что наибольшую активность при биодеструкции токсичных компонентов (Na-КМЦ, КССБ, ОЭЦ и др.) буровых шламов проявляет консорциум следующих непатогенных микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д, Bacillus subtilis В KM 1742 Д и Fusarium species № 56, взятых в соотношении 1:1:1.

Рис.2. Зависимость прочности цементного камня от содержания утилизированного бурового шлама в цементной смеси

В качестве контроля при реализации биологического способа обезвреживания буровых шла-мов предложена монокультура микроорганизмов-деструкторов Я1юс1о-соссш егуЛгороИз АС-1339 Д. С целью повышения геоэкологической безопасности буровых шламов был разработан биологический способ их утилизации.

Результаты исследований позволили установить, что степень биодеструкции добавок в буровых растворах при использовании ассоциации микроорганизмов-

деструкторов в среднем на 20-30 % выше по сравнению с монокультурой Мюёососсш егуЙ1-гороПэ АС-1339 Д (рис. 3).

Рис. 3 Степень биодеструкции полимерных добавок монокультурой и ассоциацией микроорганизмов деструкторов

Я £

а С

* я

U «

= S

& а

= SS

16 14 12 10

8 6 4 2

1 у = -0,6476х+ 18,366

% чХ] R =( ,9959

\ Ь \

у = -0,5608х R2 = 0,9" 1 + 15,972 N Ч

5 10 15 20

Содержание утилизированного бурового шлама в цементной смеси, % масс.

^ Зависимость прочности цементного камня от содержания утилизированного бурового шлама (с применением дезинтегратора)

Щ Зависимость прочности цементного камня от содержания утилизированного бурового шлама (без дезинтегратора)

Степень биодеструкции монокультурой Rh. Ery thropolis АС-1339Д ■ Степень биодеструкции ассоциацией микроорганизмов деструкторов Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д, Bacillus subtilis В КМ 1742Д и Fusarium species № 56, в соотношении 1:1:1._

Практический опыт применения биопрепаратов свидетельствует о том, что часто возникает необходимость прогнозирования степени биодеструкции от различных факторов, с целью выбора оптимальных условий протекания процесса разложения токсичных компонентов буровых отходов.

Для прогнозирования результатов процесса биодеструкции Na-КМЦ ассоциацией микроорганизмов-деструкторов Rhodococcus erythtropolis АС 1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D; Fusarium sp №56 при изменении условий культивирования была разработана математическая модель.

В качестве первого фактора Xj, оказывающего влияние на рост и активность ассоциации микроорганизмов-деструкторов Rhodococcus erythtropolis АС 1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D; Fusarium sp № 56, рассматривали концентрацию Na-КМЦ (от 1,5 до 4,5 %). Вторым фактором Х2, влияющим на процесс, является концентрация NaCl (от 1,5 до 4,5 %). Третий фактор Х3, оказывающий влияние на процесс - значение pH среды (от 5 до 9 единиц). Четвертым фактором Х4, от которого зависит протекание процесса, является температура (от 20 до 40°С). В качестве выходного параметра Y рассматривалась биодеструкция Na-КМЦ, % масс.

Для математического описания процесса биодеструкции разработано уравнение регрессии:

у=52,99-11,48*xj+6,21 *х2+3,78*х3+2,52*х4+4,03 *xi *х2-0,81 *xi *х3+ +0,03 *x2*x3+4,46*xi *х4+4,25 *х2*х4.

Адекватность полученного уравнения проводилась по критерию Фишера: Fp=DocT/DBOcnp=0,31/0,37=0,84.

Табличное значение критерия Фишера при уровне значимости Р=0,05 и числах степеней свободы /7=6 и /2=3 принимаем FTa6=( /7/2)=8,94. Так как Fp< FTa6, то полученное уравнение регрессии адекватно описывает эксперимент.

Анализ регрессионного уравнения свидетельствует о том, что наибольшее влияние на биодеструкцию Na-КМЦ оказывает ее концентрация в исходном растворе (наибольшее значение коэффициента при Xj), а максимальное значение степени биодеструкции Na-КМЦ достигается при следующих условиях проведения

процесса: концентрация Na-КМЦ 1,5%; концентрация NaCl 5%; температура процесса 40 °С; рН=9 и составляет 79,2%.

Лабораторные исследования, проведенные в аккредитованной лаборатории ГУ УГАК Минприроды Республики Башкортостан, показали, что класс опасности бурового отхода и капсулированного материала - 4. В результате исследований было выявлено, что использование биологической доочистки капсулированного материала консорциумом непатогенных микроорганизмов Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д, Bacillus subtilis ВКМ 1742 Д и Fusarium species № 56, взятых в соотношении 1:1:1, позволяет снизить класс опасности до 5. Снижение класса опасности бурового шлама говорит об эффективности способа и позволяет прогнозировать улучшение геоэкологической обстановки в нефтегазодобывающей отрасли.

В период с 14.05.2008 по 14.11.2008 г. проведены опытно-промышленные испытания биопрепарата на основе Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д, Bacillus subtilis 1742 D и Fusarium species № 56 в условиях полигона. Остаточное содержание Na-КМЦ в буровом шламе определяли 2 раза в месяц. По результатам измерений построены графики зависимости степени биодеструкции от времени (рис. 4).

h U

ЮС 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0;

у =-0,002.x 2 +0,8648? R2 =0,9943 + 0,6593

A. Ji- -1 "Ш

Ж J* ж 9>

53 х - 0,0879 57

♦ Mr t -0,002 lxZ +0,79 * ir =0,99

/-П Ílft17v +7 4044

> R2 =0,9246 ___ J triduo

100

150 200

Время, суг

♦ 1% бур. шлама+3%масс микроорганизмов +опил ки

А 1% бур. шлама+3%масс микроорганизмов

О Контроль (бур. шлам без внесения

микроорганизмов )

-Полиномиальный тренд

(1% бур. ишама+3% масс микроорганизмов + опилки]

— —Полиномиальный тренд (1% бур. шлама К) % масс микроорганизмов.

■ 'Линейный тренд

(Контроль (бур. иигам без внесения микроорганизмов))

Рис.4 Степень биодеструкции №-КМЦ под воздействием ассоциации микроорганизмов-деструкторов в зависимости от времени

Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том, что максимальная степень биодеструкции Na-КМЦ достигается при использовании ассоциации микроорганизмов-деструкторов Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д, Pseudomonas putida ВКМ 1301, Bacillus subtilis 1742 D, взятых в отношении 1:1:1, и использовании опилок в качестве стуктурообразователя в течение 180 суток.

Таким образом, в третьей главе диссертационной работы обоснованы рецептуры реагента капсулирования и утилизированного бурового шлама, создана математическая модель процесса биодеструкции Na-КМЦ. Адекватность математической модели доказана сходимостью расчетных и экспериментальных данных, а также подтверждением моделируемого значения степени биодеструкции результатами опытно-промышленных испытаний.

В четвертой главе диссертационной работы рассмотрены геоэкологические аспекты утилизации буровых шламов методом реагентного капсулирования. В качестве «полигона утилизации» капсулированного бурового шлама в составе портландцемента обоснована скважина № 601 Абдукаевской площади Белебеевского нефтяного месторождения, так как на определенных интервалах скважины отсутствует водоносность, и при растекании цементного теста загрязнения питьевых водоносных горизонтов не происходит.

Показано, что в соответствии с литолого-стратиграфическим разрезом скважины целесообразно использовать утилизированный буровой шлам в качестве добавки к цементу при цементировании интервала скважины 1157-4171 м (Верейский горизонт и Башкирский ярус), так как на данном участке имеются породы с низкими фильтрационно-емкостными свойствами, так называемые покрышки. Нижней покрышкой является известняк глинистый толщиной 4 м (интервал 1183-4187 м), в качестве верхней покрышки выступает известняк глинистый толщиной 2,5 м (интервал 1163-4165,5 м). Использование утилизированного бурового шлама в качестве добавки к портландцементу является экологически безопасным по отношению к исходной геологической среде.

Экологические аспекты утилизации буровых шламов предлагаемым методом показывают, что содержание тяжелых металлов, полимерных добавок и

нефтепродуктов в капсулированном буровом шламе значительно ниже, чем в исходном отходе. Кинетические кривые, построенные по результатам

I I

Процесс карбонизации при +20 °С протекает в 2 раза быстрее, чем при отрицательных температурах, полное насыщение гидроксида кальция углекислым газом происходит за 3 часа и далее остается постоянным.

Рассмотренные геоэкологические аспекты имеют важное значение, так как затрагивают вопрос дальнейшего использования утилизированного бурового шлама и его стойкость к негативному воздействию окружающей среды. Показано, что дальнейшее использование утилизированного бурового шлама в качестве компонента цементного раствора не только позволяет вернуть буровой отход в родственную ему геологическую среду, но и улучшить свойства цементного камня. Установлено, что токсичные компоненты не выделяются из закапсулированного

исследований, позволяют изучить процесс потребления углекислого газа (рис.5).

У \ у = о.о 002зЯ 0.0897л + И2 = 0.9972 9.0669

• Капсулирование при 20 "С Ь-А Капсулирование при -20 °С Г — — — Полиномиальный тренд (Капсулирование при -20 °С) —— Полиномиальный тренд (Капсулирование при 20 °С) 1

— у = 0.0001 х?0 Н2 = 44 ^

.9936 - —*. ш

Зз

100

150

200

250 300

Время, мин

Рис. 5. Кинетика потребления углекислого газа в процессе карбонизации при температурах окружающей среды -20 °С и +20 °С

материала при воздействии различных негативных факторов. Таким образом, предлагаемый способ утилизации является экологически безопасным.

Для реализации разработанного способа утилизации буровых шламов методом реагентного капсулирования предлагается следующая принципиальная схема утилизации (рис. 6). Буровой шлам, выносимый на дневную поверхность из скважины (1), проходит первичную очистку (2,3,4,8). Далее буровой шлам хранится в амбаре (7). Реагент капсулирования готовится путем смешения оксида кальция и нефтешлама из накопителя (5) в автобетоносмесительном аппарате (6). Утилизация бурового шлама происходит непосредственно на кустовой площадке бурения (7). Утилизированный буровой шлам предлагается использовать при отсыпке дорог, а часть его возвращается в составе цементного раствора обратно в скважину, проходя дезинтеграторную обработку (10) и закачивание в заколонное пространство скважины (11,12).

нефтешлам

| ^

реагент I СаО капсулирования _*

тш

цементная

пыль+ПВВ

«¿■11 А обезвреженный отход

—^-------

па отсыпку дорог

цемент ПЦТ1/50

1 - буровая установка; 2 - отстойник; 3 - гидроциклон; 4 - емкость для воды ;

5 - накопитель нефтешлама; 6 - миксер (реактор капсулирования); 7 - земляной амбар накопитель; 8 - насос винтовой; 9 -насос центробежный; 10 - дезинтегратор промышленный; 11 -агрегат УС8- 6; 12- агрегат ЦА-320.

Рис. 6. Принципиальная схема утилизации буровых шламов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обоснована рецептура реагента капсулирования на основе оксида кальция и нефтешлама в качестве гидрофобизатора, позволяющая провести эффективное обезвреживание бурового шлама с получением гидрофобизированного продукта утилизации. Разработанный метод реагентного капсулирования дает возможность провести совместную утилизацию бурового и нефтяного шламов, а также цементной пыли, что обеспечивает более высокую степень геоэкологической безопасности вышеназванных отходов.

2. Установлено, что степень биодеструкции органических компонентов отходов бурения консорциумом непатогенных микроорганизмов-деструкторов из числа коллекционных культур: Rhodococcus erythropolis ВКМ АС-1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ В-1742 Д и Fusarium sp.№ 56, взятых в соотношении 1:1:1, на 15-^20% выше, чем монокультурой Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д. Предлагаемый биологический способ утилизации буровых шламов обеспечивает очистку бурового шлама до 5 класса опасности и позволяет предприятиям нефтегазодобывающей отрасли существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду при хранении и складировании токсичных отходов бурения, что является основополагающим условием улучшения геоэкологической обстановки в регионе.

3. Созданная математическая модель процесса биодеструкции полимерного реагента Na-КМЦ, входящего в состав буровых шламов, ассоциацией микроорганизмов-деструкторов Rhodococcus erythtropolis АС 1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D; Fusarium sp №56 устанавливает взаимосвязь степени биодеструкции с концентрациями Na-КМЦ и NaCl, температурой и pH среды. Расчеты, выполненные с помощью математической модели, подтверждаются экспериментальными исследованиями и данными опытно-промышленных испытаний в условиях полигона действующего производства, проведенных с учетом геоэкологических особенностей нефтегазодобывающего региона.

4. Установлено, что добавка утилизированного бурового шлама в количестве 5^-10 % масс к портландцементу увеличивает прочность при сжатии получаемой крепи в среднем на 15-К35%, что позволяет использовать вяжущий материал при

тампонировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин в интервалах на которых отсутствует водоносность и имеются специфичные горные породы, изолирующие выше и нижезалегающие водные горизонты. Показано, что применение утилизированного бурового шлама в качестве добавки не оказывает негативного воздействия на геоэкологическую среду и позволяет улучшить свойства цементного камня.

5. Созданный метод утилизации дает возможность проектным организациям нефтегазовой отрасли разрабатывать принципиально новые решения геоэкологических проблем существующих и создаваемых технологий бурения нефтяных и газовых скважин с учетом геологических и экологических аспектов природопользования в нефтегазодобывающих регионах. Комплексный метод утилизации буровых шламов прошел серию успешных опытно-промышленных испытаний на производственных объектах ОАО АНК «Башнефть» и внедрен на полигоне ТОО «Пром-Эко-Сервис» месторождения Кенкияк Актюбинской области Республики Казахстан.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Рахматуллин Д.В. Изучение биостойкости буровых реагентов на основе производных целлюлозы / В.Б.Барахнина, Г.Г.Ягафарова, A.B. Чебирева //Нефтегазовое дело. - 2007. - Т.5, № 2. - С. 151-153.

2. Рахматуллин Д.В. Оценка биостойкости полимерных буровых химических реагентов компании «Baroid Limited» / В.Б.Барахнина, Г.Г. Ягафарова // Башкирский химический журнал. - 2007. - Т. 14, №5. - С.51 - 53.

3. Рахматуллин Д.В. Прогнозирование биодеструкции бурового реагента с помощью математической модели/ В.Б. Барахнина, Г.Г. Ягафарова., Е.Г.Ильина, Д.Д. Хисматуллина // Нефтегазовое дело,- 2009. Т.7, № 1. - С. 128 - 132.

4. Рахматуллин Д.В. Утилизация буровых отходов реагентным методом / В.Р. Рахматуллин, У.С. Карабалин, Г.Г. Ягафарова // Бурение и нефть. - 2009. -№12.-С. 14-15.

5. Рахматуллин Д.В. Утилизация отходов бурения с последующей биологической доочисткой / Г.Г.Ягафарова, В.Р.Рахматуллин, И.Р. Ягафаров, A.B. Московец // Экология и промышленность России. - 2010. - № 5. - С.42 - 44.

в других издательствах:

6. Рахматуллин Д.В. Экономические аспекты применения нефтеокисляющего биопрепарата «РОДОТРИН» / Г.Г. Ягафарова, В.Б. Барахнина, И.Р. Ягафаров // Материалы XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии», Уфа, 2008. - С. 220 - 221.

7. Рахматуллин Д.В. Оценка биостойкости буровых реагентов на основе карбоксиметилцеллюлозы / Г.Г. Ягафарова, В.Б. Барахнина, P.P. Мухутдинов // Современные наукоемкие технологии Российской Академии Естествознания.

- М.: 2008. - №5. - С.135.

8. Рахматуллин Д.В. Утилизация буровых отходов, содержащих полимерные добавки / Г.Г. Ягафарова, В.Б. Барахнина // Материалы 3 научно технической конференции с международным участием «Основные проблемы освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения». - Оренбург, ВолгоУралНИПИгаз. - 2009. - С. 78.

9. Рахматуллин Д.В. Изучение биодеструкции Na-карбоксиметилцеллюлозы в модельном буровом растворе / Г.Г.Ягафарова, В.Б. Барахнина // Материалы 60 конференции студентов, молодых ученых и аспирантов. - Уфа. - УГНТУ. - 2009.

- С.77.

10. Рахматуллин Д.В. Переработка нефтешламов до экологически безопасного уровня / Г.Г. Ягафарова, А.Х. Сафаров, O.A. Федоров, И.Р. Ягафаров // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Экология. Образование. Промышленность». - УГНТУ. - 2009. - С. 103.

11. Рахматуллин Д.В Технология переработки буровых отходов с последующей биологической доочисткой / В.Р.Рахматуллин, Г.Г.Ягафарова, И.Р. Ягафаров, А.В.Московец // Актуальные проблемы предупреждения чрезвычайных ситуаций техногенного характера при разработке углеводородных месторождений СевероВосточного Каспия. - Атырау. - 2010. - С.5 - 8.

12. Рахматуллин Д.В. Биологическая доочистка буровых отходов обезвреженных методом реагентного капсулирования / В.Р. Рахматуллин, Г.Г. Ягафарова //Инновационные технологии. - Тула. - 2011.- С.49 - 50.

13. Патент РФ РФ № 2413835. Способ утилизации отходов бурения /Г.Г.Ягафарова, В.Р. Рахматуллин, И.Р.Ягафаров, A.B. Московец, А.Х. Сафаровов, Д.В. Рахматуллин // Бюлл. №7,2011 г.

Подписано в печать 21.11.2011. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 408.

Библиотечно-издательский комплекс федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.

Типография библиотечно-издательского комплекса. 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Рахматуллин, Дамир Валерьевич

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

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов"

Актуальность работы. Согласно Федеральной целевой программе «Экология и природные ресурсы России» (2002^-2010 годы) должны быть осуществлены мероприятия по снижению уровня загрязнения окружающей природной среды с целью коренного улучшения ее состояния и работы по обеспечению устойчивого воспроизводства природных и сырьевых ресурсов в объемах, обеспечивающих среднесрочные и долгосрочные внутренние и экспортные потребности. Мероприятиями подпрограммы предусматривается снижение уровня загрязнения окружающей среды и оздоровление регионов и городов с неблагоприятной экологической обстановкой за счет технического перевооружения и внедрения экологически безопасных технологий на предприятиях различных отраслей промышленности.

Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи:

1. Разработать оптимальные рецептуры реагента капсулирования и кап-сулированного бурового шлама с использованием в качестве вспомогательных материалов и реагентов других видов отходов.

3. Создать математическую модель, которая устанавливает зависимость степени биодеструкции полимерной добавки ассоциацией микроорганизмов-деструкторов от содержания в исходном шламе Ма-КМЦ, ЫаС1, рН и температуры проведения процесса.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана рецептура реагента капсулирования на основе оксида кальция и нефтешлама в качестве гидрофобизатора, позволяющая провести эффективное обезвреживание бурового шлама с получением гидрофобизиро-ванного продукта утилизации.

4. Доказано, что добавка утилизированного бурового шлама к портландцементу в количестве 5+10 % масс увеличивает прочность при сжатии цементного камня в среднем на 15+35%. При этом наблюдается снижение плотности, растекаемости, водоотделения, водоотдачи, сроков начала и конца схватывания цементного теста.

Практическая значимость. Разработанный комплексный способ утилизации буровых шламов, включающий реагентное капсулирование и биологическую обработку отходов бурения, позволяет в производственных условиях провести совместное обезвреживание бурового и нефтяного шламов, а также цементной пыли.

Разработанные рекомендации по использованию утилизированных буровых шламов в качестве добавки к портландцементу при цементировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин позволяют на стадии эксплуатации нефтяных и газовых месторождений достичь более высокой степени геоэкологической безопасности. Обоснованный способ использования утилизированного бурового шлама в составе цементной смеси при цементировании обсадной колонны скважины № 601 Абдукаевской площади Белебеевского нефтяного месторождения в интервале 1157+1171м позволит снизить количество буровых отходов, возвращая их в «родственную геологическую среду».

Реализация и внедрение результатов диссертационной работы. Биоочистка нефтесодержащих буровых отходов прошла успешные опытно-промышленные испытания в период с 14.05.2008 по 14.11.2008 года в условиях полигона на территории ОАО АНК «Башнефть», биологическая деструкция Ыа-карбоксиметилцеллюлозы в исходном буровом отходе составила 94%. В период с 16.12.2009 по 29.12.2009 года в условиях полигона ОАО л

АНК «Башнефть» было утилизировано 350 м бурового шлама методом реа-гентного капсулирования с получением компонента асфальтобетонных смесей. Полученный материал был использован при отсыпке 1500 м дорожного полотна. В 2009 году разработаны «Рекомендации по утилизации буровых шламов» для ТОО «Таза-Мунай Актобе» и внедрены на полигоне ТОО «Пром-Эко-Сервис» месторождения Кенкияк Актюбинской области Республики Казахстан и успешно используются по настоящее время.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Рассматриваемая область исследования, связанная с проблемами утилизации буровых шламов и их дальнейшего использования с учетом особенностей геологической среды, соответствует паспорту специальности 25.00.36 - «Геоэкология (нефтегазовая отрасль)», а именно: п.п 2.4, «Геоэкологическое обоснование конструирования, проектирования и безопасного размещения инженерных сооружений нефтегазовой отрасли, хранения и складирования токсичных и других отходов нефтегазовой отрасли», п.п. 2.6 «Технические и организаци

10 онные средства, технологии контроля, мониторинга и управления состоянием окружающей среды, а также утилизации, хранения и складирования отходов нефтегазовой отрасли» и п.п 2.7 «Теория и методы оценки экологической безопасности существующих и создаваемых технологий, конструкций и сооружений, используемых в процессе природопользования нефтегазодобывающих регионов».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в материалах XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии», Уфа «Реактив», 2008г.; в материалах 3-й научно технической конференции с международным участием «Основные проблемы освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения», посвященной 90 летию со дня рождения И.А.Шпильмана. Оренбург, ВолгоУралНИПИгаз 2009 г.; в материалах 60 конференции студентов, молодых ученых и аспирантов Уфа, УГНТУ «Реактив», 2009 г; в материалах Межрегиональной научно-практической конференции «Экология. Образование. Промышленность», посвященной юбилею кафедры «Прикладная экология» ГОУ ВПО УГНТУ 2009 г; в материалах доклада 7-й Всероссийской научно-технической конференции. «Инновационные технологии», Тула 2011 г; в материалах Международного экологического форума «Проблемы и перспектива промышленной экологии в нефтяной отрасли». Уфа, 2011 г.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Рахматуллин, Дамир Валерьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обоснована рецептура реагента капсулирования на основе оксида кальция и нефтешлама в качестве гидрофобизатора, позволяющая провести эффективное обезвреживание бурового шлама с получением гидрофобизиро-ванного продукта утилизации. Разработанный метод реагентного капсулирования дает возможность провести совместную утилизацию бурового и нефтяного шламов, а также цементной пыли, что обеспечивает более высокую степень геоэкологической безопасности вышеназванных отходов.

2. Установлено, что степень биодеструкции органических компонентов отходов бурения консорциумом непатогенных микроорганизмов-деструкторов из числа коллекционных культур: Rhodococcus erythropolis ВКМ АС-1339 Д; Bacillus subtilis ВКМ В-1742 Д и Fusarium sp.№ 56, взятых в соотношении 1:1:1, на 15-20% выше, чем монокультурой Rhodococcus erythropolis АС-1339 Д. Предлагаемый биологический способ утилизации буровых шламов обеспечивает очистку бурового шлама до 5 класса опасности и позволяет предприятиям нефтегазодобывающей отрасли существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду при хранении и складировании токсичных отходов бурения, что является основополагающим условием улучшения геоэкологической обстановки в регионе.

4. Установлено, что добавка капсулированного бурового шлама в количестве 5^10 % масс к портландцементу увеличивает прочность при сжатии получаемой крепи в среднем на 15-К35%, что позволяет использовать вяжущий материал при тампонировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин в интервалах, на которых отсутствует водоносность и имеются специфичные горные породы, изолирующие выше и нижезалегающие водные горизонты. Показано, что применение капсулированного бурового шлама в качестве добавки не оказывает негативного воздействия на геоэкологическую среду и позволяет улучшить свойства цементного камня.

5. Созданный метод утилизации дает возможность проектным организациям нефтегазовой отрасли разрабатывать принципиально новые решения геоэкологических проблем существующих и создаваемых технологий бурения нефтяных и газовых скважин с учетом геологических и экологических аспектов природопользования в нефтегазодобывающих регионах. Комплексный метод утилизации буровых шламов прошел серию успешных опытно-промышленных испытаний на производственных объектах ОАО АНК «Баш-нефть» и внедрен на полигоне ТОО «Пром-Эко-Сервис» месторождения Кенкияк Актюбинской области Республики Казахстан.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Рахматуллин, Дамир Валерьевич, Уфа

1. Абрамсон М. Г., Байдюк Б. В., Зарецкий В. С. и др. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений М.: Недра, 1984. - 207 с.

2. Аветисов А.Г., Булатов А.И., Шаманов С.А. Методы прикладной математики в инженерном деле при строительстве нефтяных и газовых скважин.-М.: ООО «Недра Бизнесцентр», 2003,- 239 с.

3. Алишанян P.P., Гольдштейн В.В., Сидоров И.А. Отверждаемые глинистые растворы // Нефтяник.-1976.-№ 12.- С. 10-11.

4. Бадыштова K.M. и др. Альтернативное сырье для производства пара-фино-церезиновой композиции. //Химия и технология топлив и масел. 1996. № 3.

5. Балаба В.И. Технологический риск в бурении. Консервация и ликвидация скважин: Учеб. Пособие.-М.: РГУ нефти и газа им. Н.М. Губкина, 2003

6. Бочкарев Г.П., Шарипов А.У., Брахгофель Е.А. Пути утилизации отработанных буровых растворов// Нефтяное хозяйство.-1982.- №4.-64с.

7. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 1997.-488 с.

8. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин: Учеб. для техникумов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1991. - 336 с.

9. Воронцов В.Н. Открытые горные выработки в подготовительных работах при обустройстве нефтегазовых месторождений Среднего Приобья. Сургут, 1999.

10. Гержберг Ю.М.Дхадая Н.Д.,Овчар З.Н., Попов А.Н. Реагентное обезвреживание отходов нефтегазовой промышленности// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.М.-2003.-№3(50). С.72-77.

11. Герхардт Ф.Методы общей бактериологии.-М.: Мир, 1993.-535с.

12. ГОСТ 51797-2001 Вода питьевая. Метод определения содержания нефтепродуктов. М.Госстандарт, 2002. -12с.

13. ГОСТ 310.4.81 Цементы. Методы определения прочности при сжатии и изгибе. М. Госстандарт, 1983. -22с.

14. ГОСТ 3226-93-Глины формовочные, огнеупорные. Общие технические условия.-М. Госстандарт, 1995. -5с.

15. ГОСТ 9759-90-Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия.-М.:Госстандарт, 1991. 6с.

16. ГОСТ 9169-75-Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация,- М.Госстандарт, 1976. 5с.

17. ГОСТ 26798.196 Цементы тампонажные. Методы испытаний. -М.: Госстандарт, 1996. -12с.

18. ГОСТ 26798.1-85 Методы определения растекаемости, плотности, во-доотделения, времени загустевания и сроков схватывания портландцементов. М.Госстандарт, 1985. 5с

19. Егоров Н.С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии под ред.- М.:МГУ, 1995.

20. Групповой рабочий проект № 219 строительства поисковых скважин на Абдукаевской площади. Книга 1.Разработан ООО «ИПЦ Интех». Уфа, 2006, -327 с.

21. Жегневская JI.B., Ягафарова Г.Г., Трифонов В.Н. и др. Парциальная деградация углеводородов нефти нефтеокисляющим штаммом Rhodococcus erythropolis 1339 Д//Башкирский химический журнал.-1998,- Т.5.-№1. С.59-61.

22. Зарипов С.З. Лабораторный контроль при бурении нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1977. -192 с.

23. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих//РД 51-1-96.-М.: РАО «Газпром», 1998.-95 с.

24. Использование отработанных буровых растворов в Техасе (США)//ЭИ Бурение: Зарубеж. опыт.- 1983.-№4.-С.14-15.

25. КагармановН.Ф., Бочкарев Г.П., Андресон Б.А. Утилизация отработанных буровых растворов//Безопасность труда в промышленности.-1982.-№4,-С.9-11.

26. Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодкий K.M., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М.: Недра.-1997.- 647 с.

27. Кафаров В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств.М.: «Высшая школа».-1991.- 400 с.

28. Киреева H.A., Кузяхметова Г.Г. Способы ускорения биологического разрушения нефтяных углеводородов в почве// Тез. докл. Научн. конф. по прогр. «Университеты России».-Уфа, 1995.-С.61-62.

29. Кисин Д.В., Колесов А.И. Препараты серии «Биодеструктор»-эффективные средства для ликвидации нефтяных загрязнений//Нефтяное хозяйство. 1995.-№5-6.-С. 83-85.

30. Логвиненко С. В. Цементирование нефтяных и газовых скважин: Учебник для рабочих на производстве, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1986.-280 с.

31. Логинов О.Н. Бактерии Pseudomonas и Azotobacter как объекты сельскохозяйственной деятельности. М.:Наука, 2005.-165 с.

32. Логунова Ю.В. Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсули-рования: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа. УГНТУ, 2009,- 147с.

33. Мавлютов М.Р., Ягафаров Р.Г. Возможности регенерации и повторного использования отработанных буровых растворов // Проблемы нефти и газа Тюмени.-1981.-№51.-С.26-28.

34. Макклиан Т. Очистка старых нефтяных амбаров с помощью бактерий// Инженер-нефтяник.-1971.-№12.- С.61-63.

35. Методика определения предотвращенного экологического ущерба.-М. :Госкомэкология, 1999.

36. Методы почвенной микробиологии и биохимии/ Под ред. Звягинцева Д.Г.-М.: Изд-во МГУ, 1991.-304 с.

37. Малахов В.В. Химический анализ объектов окружающей среды.-М.:Наука, 1991.-224 с.

38. Мансуров З.А. Разработка способов термической переработки и окисления нефтяных отходов//Нефтихимия и нефтепереработка.-2004. №8.-С. 49-54.

39. Мансуров З.А. Загрязнение грунтов нефтью и буровыми шламами. Утилизация отходов с получением дорожно-строительных материалов//Химия и технология топлив и масел.-2001.-С.41-42.-Библ.4.

40. Минигазимов Н.С., Зайнуллин Х.Н., Расветалов В.А. Утилизация и обезвоживание нефтесодержащих отходов.-У фа: изд-во «Экология», 1999. -299 с.

41. Мирзаев Г.Г.,Иванов Б.А.,Щербаков В.М. Научно-методические основы инженерной экологии.-Л.:изд. ЛГИ, 1988.-87с.

42. Молчанов А.А„ Мавлютов М.Р., Филиди Г.Н., Малинин В.Ф.- Отбор керна из стенок скважин. М.: Недра, 1984 г.-152 с.

43. Новые установки для очистки отработанных буровых растворов и сбора загрязняющих веществ//ЭИ Нефтепромысловое строительство, коррозия и защита окружающей среды. Зарубеж. опыт.-1984.-№12. -33с.

44. Общие положения по организации аналитического контроля загрязнения почв составленным почвенным отделом ЦСИ. 1991.-24 с.

45. Орлов Д.С. Химия почв, М.: Изд-во МГУ, 1992.-С. 36-37.

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

47. Патент РФ №2019527 МКИ (51) С 02 F 3/34, Е 02 В 15/04. Новый способ очистки почв от нефтяных загрязнений// Изобретения.-1994-№4.-С.51.

48. Патент РФ №2093478 МКИ (51) С 02 F 3/34, В 09 С 1/10. Ягафарова Г.Г., Мавлютов М.Р., Спивак А.И. и др. Способ очистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор// Изобретения.-1997.-№5.-С.32.

49. Патент РФ №2126041. Штамм микромицета Fusarium species 56 для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. Ягафарова Г.Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б., Ягафаров И.Р., Сафаров А.Х.// Изобретения.-1999.-№4,-С.593.

50. Патент РФ 2162918. Способ ликвидации земляного амбара-накопителя отходов бурения. Безродный Ю.Г., Бочкарев Б.И., Ботвинкин В.Н., Чалченко В.П., Новикова В.В. //Изобретения.-2001.

51. Патент РФ №2187531. Способ переработки промышленных отходов. Мельников И.И., Гнездов В.П., Кузнецов М.А. Изобретения.-2000.

52. Патент РФ №2293103. Композиция для рекультивации карьеров и нарушенных земель. Митрофанов Н.Г., Санников С.Н., Русинов М.В., Ольков В.Н., Свеста В.С.-2004

53. Патент РФ №2323293.Способ утилизации буровых шламов. Рядин-ский В.Ю. //Изобретения.- 2008.

54. Патент РФ 2347629.Способ утилизации бурового шлама. Рядинский В.Ю.,Антропов A.A. //Изобретения.-2007.

55. Патент РФ № 2413835. Способ утилизации отходов бурения. Ягафарова Г.Г., Рахматуллин В.Р., Рахматуллин Д.В., Ягафаров И.Р., Московец A.B., Сафаров А.Х.- //Изобретения. -2011.

56. Перечень ПДК и ОДК химических веществ в почве. М.: 1991.-17 с.

57. ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования, постановление от 30 апреля 2003 г.№ 78

58. Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн. 3. Разработка принципиальных технологических решений по обезвреживанию и утилизации буровых шламов и нефтезагрязненных песков. Сургут, 1996.

59. Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн.2. Разработка принципиальных технологических решений по обезвреживанию шламовых амбаров и нефтезагрязненного грунта. Сургут, 1996.

60. Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн.1. Разработка принципиальных технологических процессов разделения нефтешламов. Сургут, 1996.

61. Полякова A.A., Семанюк Р.Н., Коган P.O. и др.// Проблемы химии и нефти. Новосибирск: Наука, Сиб. отд. РАН, 1992. - С.133-137.

62. Пономарева JI.B., Крунчак В.Г.,Торгованова В.А., Цветкова Н.П, Осипов А.И. Биоремедиация нефтезагрязненной почвы и использованием биопрепарат «БИОСЭТ» и пероксида кальция//Биотехнология.-1998, №1.-С. 79-84.

63. Приказ от 15 июня 2001 г. № 511. Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды.

64. Проблема удаления отработанного бурового раствора в США// ЭИ Бурение: Зарубеж. опыт.- 1987.-№4.-С.15-19.

65. Проблема утилизации отработанного бурового раствора в США// ЭИ Бурение: Зарубеж. опыт,- 1987.-№4.-С.7-9.

66. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и природопользование в России-М.:-«Финансы и статистика», 1995.-525 с.

67. Разделение и анализ нефтяных систем / Под ред. Большакова Г.Ф. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд. АН СССР, 1989. 175 с.

68. Расветалов В.А. Исследования по утилизации осадков, образующихся при переработке нефтешлама на центрифугах//Сб. науч. тр. Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан (РБ).-2001.-№33.-С.82-83.-Библ.4.

69. Рахматуллин Д.В., Барахнина В.Б., Ягафарова Г.Г. Оценка биостойкости буровых химических реагентов компании «Baroid Limited»// Башкирский химический журнал.-2007.- Т.14.-№5,- С.51-53.

70. Рахматуллин В.Р., Карабалин У.С., Ягафарова Г.Г., Рахматуллин Д.В. Утилизация буровых отходов реагентным методом //Специа-лизированный журнал «Бурение и нефть».-2009.-№12.- С. 14-15.

71. Рекламный проспект «Сорбент для сбора нефти «Ресорб 4»,-Уфа:БашНИИНп, 1996.-1с.

72. Руководство к практическим занятиям по микробиологии //Под ред. Егорова Н.С.-М.:Изд-во МГУ, 1983.-210 с.

73. Руководство по эксплуатации концентратомера нефтепродуктов «ИКН-025» -Санкт-Петербург, 2005.-13 с.

74. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. Орен-бург:Летопись, 2005.-663 с.

75. Савиных Ю.В., Мелина С.И.// Проблемы химии нефти. Новосибирск: Наука, Сиб. отд. РАН, 1992. - С. 261 -264.

76. Садехи К., Садехи М.-А., Чилингарян Д.В. Извлечение битума из битуминозных песков с помощью ультразвука и силиката натрия // Химия и технология топлив и масел. 1988. - №8. - С.24-28.

77. Сайфуллин Н.Р., Махов А.Ф., Файзуллин В.Б. Практика переработки жидких нефтешламов в ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»//Нефтепереработка и нефтехимия.-1998.-№3.-С.46-49.

78. Самедова Ф.И., Мир-Бабаев М.Ф. Разделение асфальтенов способом физического воздействия //Химия и технология топлив и масел-1995.-№5.-С.41.

79. Санитарно-токсикологический паспорт на бактериальный препарат «Динал-В», Башкирский Институт экологии человека.- Уфа, 1995.

80. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды.-М.: Мир,1987. -411 с.

81. Сафарова В.И.,Кудашева Ф.Х., Фаухутдинов A.A., Шайдуллина Г.Ф. Экоаналитический контроль в системе оценки качества окружающей среды.-М.: «Интер».2004.-228 с.

82. СафиеваР.З. Физикохимия нефти. -М.: Химия, 1998. -447 с.

83. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А.,Войно Л.И. Микробиология: учебник для вузов.-М.:ИНФРА-М, 2009.-285 с.

84. Сидоров Д.Г., Борзенко И.А. и др. Микробиологическая деструкция мазута в почве при использовании биопрепарат «Деворойл» //Прикладная биохимия и микробиология. 1998.-Т.34.-№3.-С.281-286.

85. Смыков В.В. О проблеме утилизации нефтесодержащих отхо-дов//Экологическая и промышленная безопасность.-2005.№3-С.30-33.

86. Стабникова Е.В., Селезева М.В., Дульгеров А.Н., Иванов В.Н. Применение биопрепарата «Лестан» для очистки почвы от углеводородов неф-ти//Прикладная биохимия и микробиология.-1996.-Т.32-№2.-С.219-223.

87. Танатаров М.А.и др. Опыт утилизации нефтешламов ЛПДС "Черкассы" // Промышленные и бытовые отходы. Проблемы и решения: Мат. конф. 4.1. Уфа, 1996.

88. Таранова Л.В., Жданова Е.Б. Влияние бактерий и дрожжей на биохимическое окисление нефти//Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Нефть и газ Западной Сибири».-Тюмень, 1996.-С. 125.

89. Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии.-М.:Наука, 1990.-285 с.

90. Теппер Е.З., Шильникова В.К.,Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии.-М.:Химия, 1983.-260 с.

91. Технология керамики и огнеупоров /Под ред. Будникова П.П.-М.: Стройиздат, 1982.-408 с.

92. Технология отмыва бурового шлама от нефти//Быков И.Ю.,Гуменюк A.C., Цивилев Р.П. и др. //Обзор, информ. ВНИИОЭНГ.Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды.-М.:1991, 65 с.

93. Тригубова Е.А., Бородай A.B. Технологические решения по снижению и нейтрализации вредного воздействия отходов бурения на окружающую среду ,-М.: ООО ИРЦ «Газпром», 2002.

94. Утилизация отработанных буровых растворов за рубежом//Бурение,-1982,-№13.-С.9-11.

95. Федеральный классификационный каталог отходов.-М.,2002

96. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды.-М.:2003.-285 с.

97. Феофанов Ю.А. Развитие теоретических основ технологии очистки воды иммобилизованными на подвижных носителях биоценозами//Изв. вузов.Строительство.- 1997.-№6.- С.101-105.

98. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии.- М.:Наука, 1990.-138 с.

99. Хаустов А.П., Редина М.М. Охрана окружающей среды при добыче нефти,- М.:Дело, 2006,- 551 с.

100. Хенце М., Армоэс П., ля-Кур-Янсен Й., арван Э. Очистка сточных вод.- М.: «Мир», 2004.-480 с.

101. Чугунов В.А.,Холоденко В.П., Кобелев B.C. и др. разработка и испытания жидких препаратов «Экойл» на основе нефтеокисляющих бактерий//Тез. докл. 6 конф. РФ «новые направления биотехнологии».-М.:ГосНИИ прикладной микробиологии, 1994.-С.56.

102. Шеметов В.Ю., Рябченко В.И., Ежов М.Ю. Использование отработанных буровых растворов для мелиорации почв/ ЭИ Борьба с коррозией и защита окружающей среды: Отеч. опыт,-1988.-№5.-С. 12-14.

103. Шеметов В.Ю Ликвидация шламовых амбаров при строительстве скважин//Обзор информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей сре-ды.-М.:ВНИИОЭНГ, 1989.-33 с.

104. Шеметов В.Ю. Экологическая устойчивость природной среды к техногенному воздействию процесса строительства скважин.-М., 1991.-46 с.

105. ЯгафаровР.Г. Влияние многократной регенерации активных компонентов на свойства буровых растворов// Проблемы нефти и газа Тюмени.-1981.-№52.-41 с.

106. Ягафарова Г.Г. Экологическая биотехнология в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.-Уфа, 2001.-214 с.

107. Ягафарова Г.Г., Насырова Л.А., Шахова Ф.А., Балакирева С.В., Ба-рахнина В.Б.,Сафаров А.Х. Инженерная экология в нефтегазовом комплексе: учеб. пособие.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007.-334с.

108. Янкевич М.И., Хадеева В.В. и др. Биоремедиация нефтезагрязненных водоемов//Докл. Научно-практической конференции «Промышленная эколо-гия-98».-СПб.,1998.-С. 470.

109. Al-jarrah M.-M.F., Apikian R.L.//J. of Chemical Technology and Biotechnology/- 1987.-V.39.-№4.-P.231 -236.

110. Atagana Harrison Iteanyichukwi Microbiological profile of crude oil in storage tanks//Environ. Monit. And Assess.-1996.-V.41.-№3.-P.301-308.

111. Banca-Coker M.O., Ekindayo J.A. Applicability of evaluating the ability of microbes isolated from an oil spill site to degrade oil. Environ

112. Motit and Assess. -1997. V.45. - №3. - P. 259-272.

113. Davies J.M., Addy J.M., Blackman R.A., Blanchard J.R. at all Environmental effects of the use of oil-based drilling muds in the North sea //Marine pollution bulletin, 1984. P. 363-370.

114. Drilling Fluids Disposal Ussial Conserns Operators and Agen-cies//Drill.Bitt.-1982.-Vol.32,№ 7.-P.59,61-62.

115. Hansoh P.M. Mud Disposal in Industry Perspective//Drilling.-1986.-Vol.47.-№7.-P.6-19,21.

116. Galtsev V.E., Ametlov I.M., Grinberg O.Ya//Feul. 1995. -V.74. - P.670.

117. Greys K. Kopp-Holtwiesche Bettina//BFE: Biotech.Forum Eur.-1992/. -Vol. 9.-№6.-P.366-368.

118. Martines J.M., Farreras J.H. impact and health concequences of microbiological contamination of water in the treatment plants of the Lobregat River Ba-sin//Int.conf. on Enviromental pollution, Sept. 1993,- Barselona, 1993.-Vol.1. P.361.

119. Rocha C., Infante C. Enhanced oil sluge bioremediation by a biosurfactant isolated from Pseudomonas aeruginosa USB-CS1 //10-th Int. Conf. Glob. Impacts Appl. Microbiol, and Biotechnol., Elsjnore, 6-12 Aug. 1995.-P. 115.

120. Rontany J. F., Bosser-Joulak F., Rambeloarison E., Bertrans J. C., Guisfi C. Analitycal study of Asthart cruide oil asphaltens biodégradation // Chemoshere. -1985. -№14. P. 1413-1422.

121. Setti L., Rossi M., Lanzarini G., Pifferi P.G. The effect ofnalkanes in the degradation ofdibenzothiophene and of organic sulfur compounds in heavy pil by a Pseudomonas sp. // Biotechnol. Lett. -1992. 14. - №6-P. 515-520.

122. Unger F.G., Andreeva L.N./ 26-th Annual meeting of the particle society. Chicago, 22-23 August 1995. - P.38.

123. Utilisation of Drilling Mud // Drilling D.C.W.- 1973/-Vol.34.- №13. -33p.

124. Van Dyke Michele T., Lee Hung, Trevors Jack T. Applica tions ofmi-crobial surfactans //Biotechnol. Adv. -1991. - V. 9. - №2. - P.241-252.

125. Weil Gerhard, Hugen RalfDieselo labbau mit in Polimer immobilisierten mikroorganismen //Korrespond. Abwasser. -1997. V.44. - №1.-P. 104-109.

126. Yerushalmi L., Guiot S. Kinetics of biodégradation of gasoline and its hydrocarbon consists //Appl. Microbiol, and Biotechnol. 1998. - V.49.- №4. -P.475-481.1. ЗАК'ЛЮЧЕНИГ

127. Определение класса опасности отхода: буровой.отход•акичонлеисатиого месторождения {буровой отход) ОООервиспсфтсга проведено методом биотеел ирования в ГУ У! ДК", номер пробы

128. Тигр.) ВгсЬд НД па метод испытания: ФР. 1.39.2007.03223

129. Ссрвиснефтегач» соответствует 1У классу опасности.

130. ПРО I ОКО I У'7 щ 201» ре пль I а I ов био i et i ироканнм о i хо ы.i »o t t <1 шмш it. т.а mos о ми i оро/К к н im {Ti\ роьои «и \ч и10» феврд in 2010iN

131. V lu 11(14 i X, )И ( pof> < I CA I- Onpi (t темы» Pc n II. I Л 1 1 I(>p\l llllliобьеьi IIIIK.I <Л 1 с II лил in <л1 \1 tTi H 1Я 1 ! Я И 1) ¡phun 1 110t lb 11.1.1 ! i)0 0" I)1. 'К ä i allM m i^ia 00111 1 1

132. Но 1Н 1 П \> f ч<1 kl ■> ! "> iphm s 1 llfc U i 1 0\l 1 р H HS в m 1 4t<i OÖ) 1.1 11 ' 100 р» iVK ИОЧ1 Hill

133. Ho Iii- IM.IJ ! 1 OiMMd f>\pOBOH (114)1 I ,1 WKtill о Iii ,11110111 MC t. IQjHMy » НИН (ÖS 1ИНЦЖ

Информация о работе

Рахматуллин, Дамир Валерьевич
кандидата технических наук
Уфа, 2011
ВАК 25.00.36

Диссертация

Разработка комплексного метода утилизации буровых шламов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы