СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ СОДЕРЖИМОГО ШЛАМОВОГО АМБАРА Российский патент 1994 года по МПК B65G3/00 E21B21/06 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к изоляции отходов бурения.

Известен способ гидроизоляции путем инъекционной пропитки содержимого бурового шламового амбара (БША) с последующим отверждением и засыпкой [1]. Такой способ предотвращает фильтрацию содержимого амбара в грунт. Однако для реализации этого способа необходимо использование дополнительного специального оборудования (распылительное устройство) и доpогостоящих гидроизоляционных химреагентов, а также сложность нанесения их на поверхность амбара (ограничено со временем гелеобразования и др.).

Известен способ изоляции содержимого амбаров (котлованов), вырытых в минеральном грунте на территории буровой. Амбары сооружаются в слабопроницаемых грунтах с таким расчетом, чтобы обеспечить в них последующее захоронение выбуренной породы и остатков бурового раствора. По краям амбары обваловываются грунтом, затем через определенное время содержимое амбара засыпается минеральным грунтом. Засыпка бурового шламового амбара (БША) производится, как правило, не сразу после окончания бурения скважины, а через определенный период - после предварительного подсыхания из содержимого, то есть испарения летучей фракции в атмосферу. В зависимости от природно-климатических условий этот период может составлять от нескольких месяцев до двух-трех лет и более (как, например, в районах с холодным климатом Сибири, что обусловлено тиксотропными свойствами отработанных буровых растворов [2] .

К недостаткам такого способа изоляции буровых отходов относится то, что используемая технология изоляция содержимого БША не обеспечивает надежной защиты окружающей среды вследствие слабой гидроизоляции дна, стенок, особенно в районах с холодным климатом, где амбары сооружаются в теле насыпки площадки под буровую, а также длительного времени ожидания подсыхания содержимого амбаров перед их засыпкой. При этом основными путями проникновения отходов бурения в объекты гидро- и литосферы являются фильтрация в почвогрунты, утечки при нарушении обваловок и стенок амбаров, особенно в период дождей и интенсивного таяния снегов, а также испарение в атмосферу легколетучих фракций содержимого амбара.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранной в качестве прототипа способ изоляции содержимого шламового амбара, включающий создание экрана из водонепроницаемого покрытия с последующим нанесением минерального грунта [3]. Этот способ наиболее целесообразен для районов, где короткое лето. К недостаткам его относится то, что это не уменьшает степени риска загрязнения окружающей природной среды, поскольку гидроизоляционная способность рекомендуемого, например, синтетического нетканого материала типа "Дарнит" и данного способа в целом имеет небольшие преимущества перед описанными выше. В частности, этот способ лишь уменьшает испарение содержимого БША с его поверхности, но не предотвращает проникновение содержимого БША в грунт за пределы амбара в результате нарушения обваловок и стенок из-за оттаивания в период весенне-летних паводков.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения изоляции содержимого БША путем исключения проникновения его в окружающую природу.

Для достижения технического результата по способу, включающему создание экрана из водонепроницаемого покрытия с последующим нанесением минерального грунта, перед созданием экрана содержимое амбара предварительно замораживают, затем на его поверхности намораживают слой льда и наносят слой теплоизоляционного материала. Таким образом содержимое БША оказывается заключенным в ледяной панцире, снизу и с боков из мерзлого грунта, сверху из ледового покрытия.

Использование в качестве теплоизоляционного материала минерального грунта, торфа и др. надежно защищает ледовое покрытие и грунт от таяния. Этому способствует также отрицательна среднегодовая температура воздуха, например, в районах с холодным климатом и других районах, близких по климатическим условиям.

Способ осуществляют следующим образом, в холодное время года. В указанные сроки содержимое БША и грунт (дно, стенки амбара) промораживают. Затем поверх промерзшего амбара намораживают слой льда с применением промыслового стандартного оборудования. После окончания этой операции поверх ледового слоя укладывают теплоизолирующий материал, например минеральный грунт (песок) торф или другой экологически безопасный и технологичный при низких температурах естественный или искусственный материал. Затем наносят водонепроницаемое покрытие, например "Дарнит", и снова минеральный грунт.

Промысловые испытания способа проводят на искусственно изготовленных земляных амбарах (размером 100 х 120 см и глубиной 70 см), наполненных отходами в виде отработанных буровых растворов, буровых сточных вод и выбранной породы или бурового шлама.

О п ы т 1. Подсыхание и засыпка грунтом (песок) (по аналогу 2).

О п ы т 2. С покрытием поверх котлована материалом "Дарнит" с последующей засыпкой песком и торфом (по прототипу).

О п ы т 3. С промораживанием грунта и содержимого амбара с последующим намораживанием поверх его слоя льда и нанесением теплоизолятора, затем материала "Дарнит" и минерального грунта (по предлагаемому изобретению).

Сооружение опытных амбаров и сбрасывание в них указанных отходов бурения осуществляют в теплое время года в минеральном грунте непосредственно на территории буровой. Последующие операции, то есть намораживание ледового покрытия (экрана) и нанесение тепловодонепроницаемых материалов (опыты 2, 3) осуществляют в декабре 1990. К этому времени содержимое котлованов находится в замерзшем состоянии. Замерзание грунта происходит на глубину более 1 м. Намораживание льда проводят (опыт 3) в течение трех дней при дневной температуре воздуха 20-30^оС с использованием для этого пресной воды.

Исследования за фильтрацией содержимого амбаров в минеральный грунт проводят в теплое время года путем анализа содержания в пробах грунта фенолов. Отбор пробы грунта проводят вертикальным бурением в четырех точках по периметру амбара на расстоянии 2-2,5 м от его стенок и на глубине 10-20 см. Пробы грунта отбирают также под днищем амбаров наклонным бурением на глубине 30-40 см от днища. Анализ содержания фенолов в пpобах грунта проводят спектрофотометрическим методом, основанным на взаимодействии их с диметиламиноантипирином.

Следует отметить, что в теплый период ледовое покрытие совершенно не подвергается "оттаиванию", то есть надежно защищено от тепловой радиации слоем нанесенного тепловодонепроницаемого материала. Однако степень надежности теплоизоляции ледового покрытия БША на длительный период должна быть установлена расчетным и опытным путем в зависимости от используемых теплоизоляционных материалов и конкретных почвенно-климатических условий.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ по промораживанию содержимого, а также стенок и днища БША и намораживанию поверх него ледового покрытия обеспечивает получение надежности изоляции содержимого амбара и исключает проникновение его в окружающую среду. Толщина ледового слоя должна быть уточнена в каждом конкретном случае в зависимости от почвенно-климатических условий и применяемых тепловодонепроницаемых материалов.

Использование: при изоляции отходов бурения. Обеспечивает повышение надежности изоляции содержимого шламового амбара. Сущность изобретения: по способу содержимое амбара замораживают. Затем на поверхности этого содержимого намораживают слой льда. Наносят слой теплоизоляционного материала. После этого создают экран из водонепроницаемого покрытия. Помещают минеральный грунт.

СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ СОДЕРЖИМОГО ШЛАМОВОГО АМБАРА, включающий создание экрана из водонепроницаемого покрытия с последующим нанесением минерального грунта, отличающийся тем, что перед созданием экрана содержимое амбара предварительно замораживают, затем на его поверхности намораживают слой льда и наносят слой теплоизоляционного материала.