Характеристика источников воздействия на подземные воды при производстве работ

Строительство скважины является экологически опасным видом работ, который сопровождается различного рода техногенными нарушениями компонентов окружающей среды, в частности, подземных вод. Воздействие обусловлено буровыми и техногенными отходами. В данной статье будет рассмотрено процесс бурения скважин.

Посмотрев на нашу планету из высоты космических просторов, сразу напрашивается сопоставление с голубым шаром, который всплошную покрыт водой. Возможные воздействия на водные ресурсы при строительстве наклонно-направленной оценочной скважины заключаются в потреблении водных ресурсов, загрязнении и истощении подземных вод за счет инициирования межпластовых перетоков.

Водные ресурсы – это запасы поверхностных и подземных вод суши, которые используются в процессе материального производства или могут быть вовлечены в него.

Процесс бурения относится к водоемким технологическим циклам, связанным с образованием большого количества сточных вод с очень высокой степенью загрязнения. Отведенная под буровую территория может загрязняться сточной водой, буровым раствором, химическими реагентами, шламом и горюче-смазочными материалами.

Основными источниками загрязнения почвогрунтовая, а также потенциальными источниками загрязнения подземных вод при строительстве скважин могут стать:

  • блок подготовки и химической обработки бурового и цементного растворов (гидроциклон, вибросито);
  • циркуляционная система;
  • насосный блок (охлаждение штоков насосов, дизелей);
  • запасные емкости для хранения промывочной жидкости;
  • вышечный блок (обмыв инструмента, явление сифона при подъеме инструмента);
  • отходы бурения (шлам, сточные воды, буровой раствор);
  • емкости горюче-смазочных материалов;
  • двигатели внутреннего сгорания;
  • химические вещества, используемые для приготовления буровых и тампонажных растворов;
  • топливо и смазочные материалы;
  • хозяйственно-бытовые сточные воды;
  • твердые бытовые отходы;
  • задвижки высокого давления.

Бурение скважин. При бурении наклонно-направленной скважины причинами загрязнения подземных вод могут быть, во-первых, неправильная конструкция скважин, вовторых, токсичные компоненты буровых растворов, отработанные буровые растворы, буровые шламы, высокоминерализованные пластовые воды.

Принятая проектом конструкция скважин позволяет качественное разобщение пластов и не допускает гидроразрыва пород при бурении и ликвидации. Для повышения крепления скважины будут использовать различные технические средства совершенные тампонажные материалы, наиболее подходящие к конкретным геологическим условиям.

Во избежание попадания загрязнения в почвогрунтовая, а затем и в подземные воды, все технологические площадки (под агрегатным блоком, приемной емкостью, насосным блоком, под блоком ГСМ и т.д.), покрываются цементно-глинистым составом. Технологические площадки сооружаются с уклоном к периферии. Воздействие на подземные воды от бурения скважин много характерно.

Буровой раствор готовится в блоке приготовления бурового раствора, хранится в металлических емкостях. Циркуляция бурового раствора осуществляется по замкнутой системе, то есть из скважины по металлическим желобам через блок очистки в металлические емкости, из них насосами подается в скважину. Предусмотрена система очистки бурового раствора вышедшего из скважины с отделением твердой фазы, с целью его повторного использования: шламовые осадки после вибросита, пескоотделителя и илоотделителя с небольшим количеством отработанного раствора сбрасываются временный шламонакопитель. Транспортировка химических реагентов предусматривается в исправной таре (в крафт-мешках, бочках). Сыпучие хим-реагенты будут храниться в специальном помещении. 

Практически все входящие в состав бурового раствора химреагенты не опасны или мало опасны. Буровой раствор будет приготовлен на водной основе с использованием технической воды из самоизливающихся гидрогеологических скважин. По химическим и качественным показателям вода относится:

  • к слабоминерализованной (2472 мг/л);
  • к кальциево-магниево-карбонатно-хлоридным;
  • к нейтральной (рН = 6,89),
  • содержание нефтепродуктов и тяжелых металлов не превышает нормы.

Таким образом, технические воды (основной компонент бурового раствора) не внесут в водоносные горизонты каких-либо новых компонентов.

Пластовые воды. Пластовые воды могут содержать не только растворенные, но и малорастворимые минералы (силикаты, алюмосиликаты, ферро силикаты и т.д.). Основные минеральные вещества, входящие в состав пластовых вод, представлены солями натрия, калия, кальция, магния, а основными солями пластовых вод являются хлориды и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов.

Буровой шлам представляет собой смесь выбуренной породы и бурового раствора. Буровой шлам по минеральному составу не токсичен, но диспергируясь в среде бурового раствора, его частицы адсорбируют на своей поверхности токсичные вещества. Таким образом, наряду с выбуренной породой и нефтью буровой шлам содержит все химические реагенты, применяемые для приготовления бурового раствора.

Содержание химических реагентов в нем достигает 15%. Примерный фазовый состав бурового шлама следующий:

  • водная фаза – 20-30%; органика – 10-18%;
  • твердая фаза – 50-70%; минеральные соли – более 10%.

Отходы бурения нижних продуктивных интервалов могут быть сильно загрязнены нефтью и нефтепродуктами.

О загрязняющей способности отработанного бурового раствора и шлама судят по содержанию в них нефти и органических примесей, по значению показателя рН и минерализации жидкой фазы. Буровой шлам сбрасывается на металлические емкости и впоследствии вывозится на полигон по обезвреживанию и хранению отходов согласно по договору. Это позволит избежать фильтрации вредных веществ в окружающую среду.

Сточные воды. Во время буровых работ на промплощадке будут образовываться буровые и технические сточные воды. Технические сточные воды образуются при мытье промышленной площадки, оборудования, технических средств передвижения. По степени токсичности технические сточные воды наименее опасные (следы нефтепродуктов), чем буровые сточные воды.

Источником загрязнения подземных вод является стационарная база. На территории базы будут размещены вагончики (жилые, столовая), склад ГСМ, дизельная, наружная уборная, специальные емкости для сбора жидких бытовых отходов и твердых отходов, специальные ёмкости для сбора отработанных масел.

Рекомендации по охране подземных вод:

  • Принятая конструкция скважин не должна допускать гидроразрыва пород при бурении, ликвидации нефтегазопроявлений. Для изоляции верхних горизонтов необходимо предусмотреть кондуктор, который цементируется до устья;
  • Особое внимание при строительстве скважин должно быть уделено предотвращению межпластовых перетоков подземных вод при не герметичности ствола скважины. Для повышения крепления скважины должны быть использованы различные технические средства, совершенные тампонажных материалы, наиболее подходящие к конкретным условиям; 
  • Применение специальных рецептур буровых растворов при циркуляции вне обсаженной части ствола скважины;
  • Применение технологии цементирования, обеспечивающей подъем цементного кольца до проектных отметок и исключающей межпластовые перетоки в зонах активного водообменная после цементирования;
  • Для предупреждения загрязнения водоносных горизонтов по стволу скважины должна быть установлена промежуточная колонна;
  • Буровые сточные воды необходимо максимально использовать в оборотном водоснабжении (для повторного приготовления бурового раствора);
  • Во избежание попадания загрязнений в почво-грунты, а затем и в подземные воды, все технологические площадки (под агрегатным блоком, приемной емкостью, насосным блоком, под блоком ГСМ и т.д.), покрываются изолирующими материалами. Технологические площадки сооружаются с уклоном к периферии. Сыпучие химреагенты затариваются и хранятся под навесом для химреагентов, обшитых с четырех сторон. Жидкие химреагенты хранятся в цистернах на площадке ГСМ. Отработанные масла собираются в специальные емкости и вывозятся для дальнейшей регенерации.

Большую опасность представляет загрязнение подземных вод. Можно выделить два типа загрязнений – бактериальное и химическое. В определённых условиях в водоносные горизонты могут проникать сточные и промышленные воды, загрязнённые поверхностные воды и атмосферные осадки.

Загрязнение подземных вод влечет за собой целый ряд экологических и социальных последствий. Требует серьезного внимания распространение загрязняющих компонентов из подземных вод по пищевым цепям. В этом случае токсические элементы попадают в организм человека не только с питьевой водой, но и через растительную и животную пищу. Даже если население не пьет загрязненную воду, а только использует ее для приготовления пищи, водопоя скота и полива растений, это может отразиться на здоровье не только нынешнего, но и последующих поколений.

Отсюда следует, что должно предусматриваться комплексное использование и регулирование ресурсов поверхностных и подземных вод. Примерами такого подхода могут служить использование подземных вод для орошения в маловодные годы, а так же искусственное восполнение запасов подземных вод и сооружение подземных водохранилищ.

Главные выводы, которые можно сделать в завершение:

  1. Загрязнение подземных вод в основном верхних горизонтов будет минимальным в силу принятых проектом решений.
  2. Предусмотрено применение экологически безопасного бурового раствора, а также его повторное использование.
  3. Наиболее опасным в плане загрязнения подземных вод на буровой являются буровые сточные воды. При нарушении системы оборотного водоснабжения, при нарушении или отсутствии гидроизоляции емкостей сбора сточных вод загрязнения начнут фильтроваться в водоносный горизонт.
  4. Концентрация загрязнений, попавших в подземные воды с буровыми реагентами, незначительная. Ущерб качеству подземных вод исключается.

 

Список использованной литературы: 

  1. Ланге O. K. Подземные воды СССР, ч. 1-2, М., 2008—2010;
  2. Авакян А. Б., Широков В. М. Комплексное использование и охрана водных ресурсов: Учеб. пособие. – Мн.: Ун-кое,
  3. Беличенко Ю. П., Швецов М. Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. – М.: Россельхозиздат, 
  4. Беликов В. Г. и др. Промывка скважин при бурении, креплении и цементировании скважин. М., «Недра»,
  5. Белоусов Д. И., Рощупкин В. И. Буровые установки. М., «Недра»,
  6. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение скважин: Учеб. пособие для вузов. М: ООО «Недра-Бизнесцентр» 2002
Год: 2017
Город: Актюбинск
Категория: Экология
loading...