Всі види робіт є складовими частинами основного виробництва в бурінні і відрізняються один від одного технологічними особливостями, а також застосовуваними технічними засобами [4].
Перший етап починається з виконання земельних робіт, обладнання та перетягування і монтаж на точці, де будуть бурити свердловину, блоків на яких змонтована вишка і іншого обладнання. Після цього бурове обладнання випробують і виконують підготовчі роботи. Підготовчі роботи до будівництва бурової включають планування площадки, прокладення трубопроводів, ліній електропередач, перетягування бурового обладнання. Будівельно-монтажні роботи включають збирання бурової, спорудження фундаменту для вежі і обладнання, монтаж бурового і силового обладнання. Підготовчі роботи до буріння свердловин здійснюються після закінчення будівельно-монтажних робіт. Ці роботи включають оснастку талевої системи, підвіска машинних ключів, встановлення елементів малої механізації, складання бурильних свічок, буріння і кріплення шурфа.
Другий етап – буріння і кріплення свердловини – вважається закінченим після спуску у свердловину останньої обсадної колони.
Основним процесом циклу будівництва свердловини є буріння стовбура свердловини, його кріплення, геофізичні і електрометричні дослідження.
Операції буріння вимагають будівництво під'їзних доріг, монтажної пло-щадки, ємності для бурових розчинів і, по можливості, тимчасових робочих се-лищ чи вагончиків на колесах. Звичайно операції буріння проводяться цілодо-бово, 7 днів у тиждень. На площадці встановлюють пересувну лабораторію для визначення початкових виходів нафти і газу (слідів нафти і
газу) у буровому шламі (шматочках породи із шару на глибині), взятих на певних глибинах.
Після того, як обрана площадка для свердловини, готується монтажна площадка. Площа монтажних площадок звичайно складає від 0,02 до 0,05 га; вони являють собою рівні площадки, на яких встановлюється устаткування бурової. Як правило на площадці розташовується бурова вишка і необхідні пристрої (наприклад, насоси, ємності для бурових розчинів, відстійник-нагромаджувач, генератори, стелажі для труб і т.д.). Найчастіше використовується бурова вишка для обертального буріння, що працює від дизельного двигуна. Бурова вишка забезпечена піднімальною системою (яка складається з власне вишки, верхнього блоку і рухливого блоку) для підйому й опускання бура. Голівка бура кріпиться (і обертається) за допомогою порожньої бурової колони, нові ділянки або секції до якої приєднуються в міру проходки свердловини. Подрібнені шматочки породи піднімаються із свердловини бурильним розчином, що постійно циркулює вниз усередині бурової колони, проходить через отвори голівки бура і піднімається вгору по кільцевому простору між буровою трубою і стінкою свердловини чи обсадної труби. Бурова рідина або розчин змащує і прохолоджує голівку бура, врівноважує тиск у свердловині і виносить шматочки породи на поверхню.
На поверхні рідина, що повертається, (розчин) проходить через декілька ємностей чи амбарів, у яких шматочки породи відокремлюються від розчину. У багатьох випадках застосовуються також вібросита для відокремлення часток сланцевих глин, відокремлють пісок і мул з метою полегшення розділення шматочків породи і рідини. Пісок і частки мулу, відділені від бурового розчину, звичайно скидають у відстійник-нагромаджувач. Після того, як відділені шматочки породи, буровий розчин подається на вхід насоса і цикл повторюється. Шматокки порід є основними відходами, що утворюються при бурінні. Шматочки гірських порід можуть утримувати за рахунок адгезії до 10% твердої фази бурового розчину. У результаті цього потенційні забруднюючі речовини зв’язані з буровими розчинами, які застосовуються.
Спочатку свердловина буриться на глибину близько 30 м і в неї цементується труба кондуктора або обсадна труба. Необхідна довжина труби кондуктора залежить від перепаду тисків для промивання свердловини при бурінні до глибини поверхневої обсадної труби, тиску в шарі і розташування водозабору. Труба повинна бути встановлена в гірську породу, досить міцну; щоб витримати максимальний очікуваний тиск. До свердловини приєднується ряд клапанів пристрою для запобігання викидів. Викид відбувається в тому випадку, коли тиск у шарі перевершує протитиск полони бурового розчину, що створює умови для викиду пластових флюїдів із свердловини. Це є однією з найбільших небезпек при бурінні, що призводить до великих втрат. Правильний підбір складу бурового розчину є істотним для вирішення цієї проблеми.
Буріння відновлюють після установки обсадних труб і клапанів, застосовуючи голівку бура меншого розміру. Коли глибина проходки досягне кількох десятків метрів, із свердловини виймається бурова колона і голівка бура, а поверхнева обсадна труба опускається у свердловину і цементується в ній. (Глибина поверхневої обсадної труби залежить від місць перебування водозаборів, тисків у шарі і схильності свердловини до обвалення). Ця операція попереджає яке-небудь обвалення поверхневого шару у свердловину; вона також має на меті захистити водоносні горизонти від забруднення. Якщо наявні більш глибокі водоносні горизонти прісної води, то цемент видавлюють через труби для закупорювання шарів прісної води і запобігання розведення бурового розчину (з наступним проникненням забруднення в зони з прісною водою). Це попереджає коливання щільності бурового розчину і набрякання глин, що зустрічаються в деяких шарах.
Під час процесу буріння із свердловини періодично виймається бурова колона для зміни бурової голівки, установки обсадних труб чи відбору кернових проб із стовбура свердловини (рис. 1.3).
Рисунок 1.3 – Бурова установка
Якуже пояснювалось раніше, спочатку встановлюється труба кондуктора на глибину порядку 30 м і монтуються клапани. Потім, коли при бурінні пройшли зони прісної води або водоносні горизонти, встановлюється поверхнева обсадна труба. У розвідницьких свердловинах після установки поверхневої обсадної труби здійснюють проходку свердловини на проектну глибину до монтажу останньої обсадної труби. Оскільки обсадна колона свердловини коштує дорого, то більш глибокі ділянки обсадної колони не встановлюють до визначення потенційних можливостей свердловини по видобутку копалини. І навпаки, після проходки експлуатаційної свердловини може бути відразу встановлена обсадна колона з метою попередження обвалення свердловини. У таких свердловинах у міру проходки додаткові обсадні труби меншого діаметра опускаються у свердловину і цементуються в ній. Звичайно 30-метрові ділянки, утворені трьома 10-метровими відрізками труб, послідовно опускаються в стовбур свердловини до досягнення кінцевої глибини. Після установки обсадної колони відпрацьований буровий розчин і цемент повертаються на поверхню. Установка обсадної колони і підготовка свердловини до промислової експлуатації називаються остаточними операціями.
Через широкий діапазон складу бурових розчинів потенційні забруднюючі речовини містяться у відпрацьованих бурових рідинах. Використаний розчин зберігається у амбарі-накопичувачі, то в нього можуть попадати й інші забруднювачі при експлуатації свердловин [3].
1.3 Аналіз чинників забруднення навколишнього природного середовища при будівництві свердловини №94 Спаського родовища
1.3.1 Загальна характеристика основних джерел забруднення компонентів довкілля
В результаті спорудження свердловини можливі впливи на наступні компоненти навколишнього природного середовища:
1) геологічне середовище
– порушення геологічного середовища в результаті спорудження свердловини;
2) водне середовище
– можливий мінімальний вплив на грунтові води;
3) грунт
– спорудження свердловини на відведеній земельній ділянці площею 1,5 га, з зняттям родючого шару грунту та складуванням в кагати для зберігання і подальшого повернення на дану ділянку при проведенні рекультивації землі;
4) атмосфера
– викиди шкідливих речовин в атмосферне повітря при роботі дизель-генератора у випадку аврійного відключення електроенергії, випари вуглеводнів з шламових амбарів;
– шумовий вплив від роботи бурової установки та дизель-генератора.
Основними потенційними забруднювачами навколишнього середовища при спорудженні свердловини є:
– промивні рідини та тампонажні розчини;
– бурові стічні води (БСВ) і буровий шлам (БШ);
– продукти випробування і освоєння свердловини (пластові флюїди);
– матеріали і хімреагенти для приготування промивних рідин і тампонажних розчинів;
– ємності побутових стічних вод;
– металеві, бетонні та інші відходи спорудження бурової установки;
– продукти згоряння палива в двигунах внутрішнього згорання (ДВЗ);
– пари вуглеводнів з шламового амбару.
Можливі причини і шляхи надходження забруднювальних речовин у навколишнє середовище розподіляються на технологічні і аварійні.
До технологічних причин відносяться:
– забруднення підземних вод через негерметичність колон і неякісне цементування.
До аварійних причин відносяться:
– пориви трубопроводів, розливи ПММ;
– нафтогазоводопрояви та відкриті фонтани в процесі буріння свердловини;
– аварійні ситуації і порушення технології випробування свердловини. (рис. 1.4).
Рисунок 1.4-Аварійні ситуації при будівництві свердловини
Забруднююча здатність бурових розчинів залежить від кількості і токсикологічної характеристики хімічних реагентів, що застосовуються для їх обробки. При бурінні свердловин використовуються реагенти і речовини 3, 4 класу небезпеки.
Вибурена порода по своєму складу нетоксична, але, диспергуючись у середовищі бурового розчину, її частинки адсорбують на своїй поверхні токсичні речовини і можуть негативно вплинути на рослинний світ, грунтові води.
Основними фактороми, що впливають на грунт, є механічні пошкодження і забруднення. Механічне пошкодження пов´язане з необхідністю проведення земляних робіт, роботою автотранспорту [3].
При спорудженні свердловини, монтажу та демонтажу бурового устаткування передбачені заходи, що виключають забруднення території відходами металу, залізобетону, дерева та іншими матеріалами.
Значення розрахункових викидів забруднюючих речовин на проммайданчику і в межах санітарно-захисної зони визначеної висновком Рожнятівської райСЕС не перевищує допустимі рівні впливу на атмосферне повітря (табл..1.3).
Таблиця 1.3 – Основні джерела забруднення і перелік забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферне повітря
| № п/п | Джерела виділення | Джерела викидів | Забруднюючі речовини, що викидаються в атмосферу | |
| Номери джерел | Назва джерела | |||
| 1 | Амбар освоєння | 1 | Факел | Двоокис азоту, окис вуглецю, сажа, суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
| 2 | Ємність для зберігання дизпалива | 2 | Викидна труба | вуглеводні граничні С12 -С19 (розчинник РПК-265 П та інш.) |
| 3 | Дизельгенератор на випадок аварійного відключення електроенергії | 3 | Викидна труба | Сажа, сірчистий ангідрид, окис вуглецю, двоокис азоту, окис азоту, вуглеводні граничні С12 -С19 (розчинник РПК-265 |
| 4 | Амбар для шламу | 4 | Неорганізоване | Суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
| 5 | Амбар для шламу | 5 | Неорганізоване | Суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
| 6 | Прийомна ємність | 6 | Неорганізоване | Суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
| 7 | Прийомна ємність | 7 | Неорганізоване | Суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
| 8 | Прийомна ємність | 8 | Неорганізоване | Суміш насичених вуглеводнів С2 -С8 |
При будівництві свердловини забруднення повітряного середовища зведено до мінімуму. Буріння та випробовування свердловини буде вестись буровою установкою «Уралмаш 4Е-76» на електроприводі, на випадок аварійного відключення електроенергії передбачено дизель-генератор ТМЗ – ДЕ – 104Сз. В холодний період року буровий станок, привишкові споруди, житлові приміщення будуть забезпечуватись теплом від котельної ЕПВА-71М. Джерелом незначного забруднення атмосферного повітря являються викиди забруднюючих речовин, що виділяються при випаровуванні з циркуляційної системи, шламових амбарів.
Забруднювачами навколишнього середовища при бурінні свердловин є хімічні реагенти, що застосовуються для приготування бурових розчинів.
На даний час не всі реагенти, що входять до їх складу, мають ГДК і показники шкідливості [8].
Досить сильно забруднює навколишнє середовище нафта і нафтопродукти, які надходять на поверхню землі як компонент бурових розчинів, при випробуванні свердловин або в результаті аварій. Під час буріння свердловини негативний вплив на ґрунти, поверхневі і підземні води має буровий розчин. Тому особливу увагу необхідно приділяти тампонажним роботам для запобігання перетокам флюїдів. Робота дизельних установок на протязі року забезпечує викид до 2 т вуглеводнів і сажі, понад 30 т оксиду азоту, 8 т оксиду вуглецю, 5 т сірчистого ангідриту.
До складу промивочних рідин, які теж є забруднювачами навколишнього середовища, входить цілий ряд хімічних інгредієнтів, яким властиві токсичність (амоній, феноли, ціаногрупа, свинець, барій, поліакриламід). Особливо екологічно небезпечний скид промивних рідин спеціального призначення, наприклад, на содовій основі. А наявність органічних реагентів сприяє утворенню суспензій і колоїдних систем у стічних водах.
Відпрацьовані розчини зберігаються у амбарах-накопичувачах місткістю в декілька тисяч кубометрів, де відбувається його випаровування та проникнення у ґрунт і підземні води.
Значна кількість токсичних елементів поступає у навколишнє середовище при викидах підземних мінералізованих вод. Лише одна аварійна свердловина із звичайним хімічним складом розсолів, характерних для глибоких горизонтів багатьох нафтогазових регіонів, і розходом всього 1 л/с на протязі року може винести на поверхню приблизно 300 т хлору, 100 кг йоду, 1,5 т брому та багато інших сполук. Скид у водойми одинці об’єму такої води приводить до непридатності 40–60 об’ємів чистої води. Можливі причини найбільш сильної негативної дії на природні системи обумовлені виникненням викидів при буріння свердловин та їх освоєнні, порушенням герметичності колони, поривів трубопроводів бурового майданчику.
Вплив на геологічне середовище заключається в можливій фільтрації бурового та тампонажного розчинів, зміні хімічного складу підземних вод та фільтраційно-ємкостних параметрів порід, утворення техногенних відкладів.
Велике значення для зниження рівнів шуму має правильна експлуатація механізмів, своєчасне проведення профілактичних ремонтів та якісний монтаж (табл..1.4).
Таблиця 1.4 – Шумові характеристики обладнання
| Назва | Кількість | Рівень звуку, дБА |
| 1. Дизельгенератор | 1 | 85 |
| 2. Цементно-змішувальна установка | 1 | 75 |
| 3. Блок приготування бурового розчину | 1 | 75 |
| 4. Викидний патрубок бурового ключа АКБ | 1 | 84 |
| 5. Система пневмоуправління бурової лебідки | 1 | 84 |
| 6. Вентилятор СВН-5 | 1 | 83 |
| 7. Вентсистема обдуву бурової лебідки | 1 | 80 |
| 8. Компресорна установка | 1 | 86 |
Основний перелік джерел і негативних впливів на навколишнє природне середовище описано в таблиці (табл. 1.5)
Таблиця 1.5 – Перелік джерел і видів впливів на навколишнє середовище (земельні ресурси, викиди в атмосферу, скиди в гідросферу)
| Назва видів впливів | Показник |
| 1. Площа земельної ділянки, га | 1,5 |
| 2. Обсяг знесення зелених насаджень, га | 1,5 |
| 3. Кількісний і якісний вплив на навколишнє середовище | |
| 3.1 Викиди шкідливих речовин в атмосферне повітря г/с | 0,63 |
| т/період буріння | 6,99 |
| В тому числі: | |
| 1) сажа г/с | 0,0162 |
| т/п.б. | 0,23317 |
| 2) сірчистий ангідрид г/с | 0,11 |
| т/п.б. | 2,0434 |
| 3) окису вуглецю г/с | 0,2911 |
| т/п.б. | 1,67817 |
| 4) двоокису азоту, г/с | 0,0288 |
| т/п.б. | 0,47455 |
| 5) окис азоту г/с | 0,102 |
| т/п.б. | 1,8948 |
| 6) вуглеводні граничні С12 -С19 г/с | 0,0275 |
| т/п.б. | 0,510806 |
| 7) суміш насичених вуглеводнів С2-С8 г/с | 0,05656 |
| т/п.б. | 0,1511 |
| 3.2 Розрахункові максимальні приземні концентрації шкідливих речовин, долі ГДК | 0,09–0,55 |
| 3.3 Споживання води: м3 /добу | 19,15 |
| м3 /п.б. | 2062,8 |
| В тому числі: | |
| 1) на господарсько-побутові потреби м3 /добу | 1,8 |
| м3 /п.б. | 386,8 |
| 2) на виробничі потреби, м3 /добу | 5,35 |
| м3 /п.б. | 776 |
| 3) на підживлення котла м3 /добу | 12,0 |
| м3 /п.б. | 900 |
| 3.5 Кількість виробничих стічних вод повторного використання м3 /добу | 1,09 |
| м3 /п.б. | 158,8 |
| 3.6 Кількість виробничих стічних вод, що відводяться в гідроізольований амбар: м3 /добу | 2,41 |
| м3 /п.б. | 370,4 |
| 3.7 Рівень шуму, ДБА: | |
| 1) на території об’єкту | 79,9 |
| 2) в житловій забудові | 36,4 |
| 3.8 Рівень ультразвуку, вібрації, електромагнітні хвилі, іонізуючі випромінення | відсутні |
1.3.2 Характеристика забруднюючих речовин та їх дія на організм людини
Майже всі виробничі об’єкти у нафтовій промисловості при відповідних умовах забруднюють довкілля численними небезпечними речовинами. Крім природніх вуглеводнів, їх супутників, продуктів переробки, забруднювачі також містять численні реагенти, каталізатори, поверхнево-активні речовини, інгібітори, луги, кислоти, речовини, що утворюються при спалюванні, хімічному перетворенні.
Сира нафта. Вплив на організм пари сирої нафти залежить від її складу. Нафта, яка містить малу кількість ароматичних вуглеводнів, за своїм впливом наближається до бензинів. Значний вплив має попадання рідкої нафти на шкіру людини, внаслідок чого виникають різні дерматити.
Як забруднювачі води нафта та нафта та нафтопродукти є небезпечними для навколишнього середовища та її мешканців. Небезпека отруєння нафтою зростає із збільшенням її концентрації. При роз0ливі однієї тони нафти на воді утворюється плівка площею 2,6 км2 . Нафтова плівка на воді може утворювати емульсії типу води у нафті і нафта у воді. Емульсія типу води у нафті може руйнуватись або розкладатись під впливом бактерій. Токсичність нафти залежить, в першу чергу, від кількості нафтових кислот, а також її хімічного складу. Найбільша токсичність належить розчиненій та емульсованій у воді нафті. Хоча плівкова нафта менш токсична, але вона все рівно викликає змінення процесів обміну між поверхневим шаром води і повітря, що є перешкодою для проникнення сонячних променів у водні глибини.
Найбільш згубні для здоров'я людей токсичне з'єднання свинцю і сірки.З'єднання свинцю в атмосфері обумовлені головним чином вихлопними газами автомобілів, що працюють на високооктанових бензинах зі свинцевими присадками.
Свинець та його сполуки – протоплазматичні отрути, які викликають ураження центральної та вегетативної нервової системи, патологічні зміни з боку крові та шлунково-кишкового тракту. Із забрудненими свинцем продуктами пов'язані хронічні отруєння. Кумулюється переважно в кістках. Явища свинцевого отруєння (плюмбізм) розвиваються дуже повільно. Самопочуття людини довгий час залишається задовільним. Потім з'являється загальна слабкість, головний біль, неприємний присмак у роті, до яких приєднується втрата апетиту, зниження маси тіла. В більш пізній період на яснах виникає блакитно-сіра «свинцева кайма». При отруєнні свинцем розвивається анемія. Свинець відноситься до токсичних елементів, які на 70–80% свого добового надходження потрапляють до організму людини з харчовими продуктами і є їх тотальними забруднювачами, тобто відносяться до класичних харчових токсикантів. Тому в плані виникнення хронічних отруєнь свинцем має значення не тільки його надходження до організму людини з якимось одним, особливо забрудненим ним продуктом, але й зі всім харчовим раціоном в цілому.
Бензин. Бензин поступає до організму головним чином через повітря і через кров і може викликати порушення центральної нервової системи та алергічні реакції шкіри. Все це може викликати гострі хронічні отруєння, в окремих випадках смерть. Гострі отруєння виникають вже при концентрації бензину у повітрі 0,005 ─ 0,010 мг/м3 , а при концентрації 0,040 мг/м3 людина помирає майже відразу. Внаслідок багаторазового впливу парів бензину виникає «привикання» організму до отрути і значно зменшується її вплив, але це призводить до гострих нервових порушень.
Промивальний розчин і хімічні речовини. До основних типів промивальних розчинів належать піна, вода і розчини: природні з неглинистих порід, глинисті, на нафтовій основі, емульсійні, аеровані. Рідинна фаза промивальних розчинів складається з прісної або мінералізованої води, нафти і дизельного палива різних марок. Тверда фаза глинистих розчинів складається з глинистих мінералів, частинок кварцу та вапняку, а також інших нерозчинних мінералів.
29-04-2015, 00:56