Объем образующихся отходов бурения во многом зависит от технологии строительства скважин. Наибольший объем буровых отходов, особенно отработанных буровых растворов, накапливается в случае, когда в процессе бурения под кондуктор технической и эксплуатационной колонн существует необходимость полной замены одного типа бурового раствора на другой.
В настоящее время при строительстве скважин активно внедряется безамбарная технология ведения буровых работ, являющаяся наиболее прогрессивным направлением минимизации негативного воздействия отходов бурения на окружающую природную среду. Помимо традиционно используемых систем сбора и очистки буровых отходов в данном варианте предусмотрены тонкая очистка жидкой фазы отходов с использованием блоков флокуляционно-сепарационных установок (ФСУ), сбор бурового шлама в специальные емкости и его вывоз с кустовой площадки без использования амбаров. Безамбарная технология позволяет в максимальной степени извлекать из отработанного бурового раствора твердую фазу с последующей ее утилизацией.
Основной объем отходов, образующихся при строительстве скважин, составляют буровой шлам, отработанный буровой раствор и буровые сточные воды. Наибольшую трудность в технологии сбора и утилизации буровых отходов представляет утилизация отработанных буровых растворов и шламов.
Отработанные буровые растворы (ОБР) представляют собой гетерогенные поликомпонентные системы, состоящие из жидкой и твердой фазы. Физико-химический состав и технологические параметры буровых растворов определяются геологическими и технико-экономическими условиями бурения, при этом компонентный состав жидкой и твердой фазы ОБР в каждом конкретном случае различен. Очистка буровых растворов с помощью современных механических и физико-химических способов позволяет переводить твердую фазу ОБР в буровой шлам.
Анализ существующих на сегодняшний день проблем в области переработки отработанных буровых растворов на блоке ФСУ показал, что наибольшую трудность при разделении растворов на обезвоженную твердую фазу и дисперсионную среду, характеризующуюся прозрачностью и способностью сохранять свое качество длительное время, вызывают безглинистые буровые растворы. Они содержат в своем составе высокую концентрацию полимерных органических реагентов-регуляторов реологических свойств и понизителей фильтрации, стабилизирующих растворы, в результате чего затрудняется процесс их разрушения на блоке ФСУ.
В основе работы системы флокуляционного усиления центрифугирования лежат следующие физико-химические процессы: коагуляция и флокуляция в растворе твердой фазы и последующее действие на раствор центробежных сил. При этом эффективность работы центрифуги и объем образующегося шлама зависят от того, насколько оптимально подобраны коагулянт и флокулянт для конкретного типа перерабатываемого бурового раствора [1].
Сравнительные испытания различных типов флокулянтов показали, что при переработке биополимерного хлоркалиевого бурового раствора наиболее эффективна система органического коагулянта «Праестапол-450» и катионного флокулянта «Праестол-854 ВС». В случае недостижения требуемого качества разделения твердой и жидкой фаз возможно дополнительное применение анионных флокулянтов «Праестол-2530» или «Праестол-2540», являющихся в данном случае вторичными флокулянтами.
При переработке полимер-бентонитового бурового раствора совместно с коагулянтом «Праестапол-450» применяются анионные флокулянты «Праестол». При недостижении требуемого качества осветленной воды при переработке полимер-бентонитовых растворов используется катионный флокулянт «Праестол-854 ВС».
Средний расход реагентов составляет: «Праестапол-450» – 2 кг на 1 м3 бурового раствора, «Праестол» – 1 кг на 1 м3 бурового раствора. Точная дозировка реагентов для конкретного бурового раствора определяется в результате лабораторного тестирования.
Коагулянт «Праестапол-450» представляет собой низкомолекулярный полимер с высокой степенью катионной активности. Преимуществами применения «Праестапола 450», в отличие от неорганических коагулянтов, являются сокращение расходных норм реагента, а также отсутствие ионов металлов в осветленной воде.
Флокулянты «Праестол», различающиеся молекулярной массой и видом заряда, выпускаются на российском заводе компании «Ашленд» – ООО «Ашленд МСП» (г. Пермь).
На предприятии реализована полная технологическая цепочка, которая начинается с получения исходного сырья и заканчивается синтезом готового продукта. Производство базируется на сочетании уникальной российской биотехнологии получения основного сырьевого компонента – акриламида – и высокоэффективной германской технологии полимеризации и переработки полимера в готовый порошкообразный продукт. Производительность завода составляет 7000 тонн полимеров в год.
Биотехнология получения акриламида заключается в гидратации акрилонитрила ферментом биокатализатора, штамм которого разработан российскими учеными. Процесс, в отличие от метода получения акриламида с медными катализаторами, проходит при комнатной температуре и характеризуется большим выходом продукта, меньшими энергозатратами, отсутствием побочных образований и, следовательно, большей экологической безопасностью.
Получение конечного продукта осуществляется методом непрерывной ленточной полимеризации. Технология позволяет получать полимеры с любыми заданными свойствами: молекулярной массой, вязкостью, активностью [2].
Таким образом, разработанная и реализованная на практике российская технология производства порошкообразных полимеров «Праестол» позволяет получать флокулянты с заданными характеристиками, обеспечивающими высокое качество переработки отходов бурения.
