Требования к буровым промывочным жидкостям
Согласно п. 5.1.1 стандарта ГОСТ Р 53241-2008 применение технологических рецептур буровых промывочных жидкостей (в стандарте используется термин «буровой раствор») разрешается при условиях:- наличия официально утвержденных нормативов (ПДК, ОБУВ) для буровых промывочных жидкостей и/или их отдельных компонентов и соответствующих методов аналитического контроля, если проект освоения морского нефтегазопромысла предусматривает сброс сточных вод и отходов в морскую среду;
- исключения в качестве основы буровых промывочных жидкостей сырой нефти, дизельного топлива и других нефтепродуктов;
- отсутствия в составе компонентов буровых промывочных жидкостей высокотоксичных веществ с ПДК менее 0,001 мг/дм3 или ЛК50 (за 96 ч) менее 0,1 мг/дм3 при биологическом тестировании по аттестованным методикам.
1. Согласно стандарту БПЖ можно использовать при условии наличия официально утвержденных нормативов (ПДК, ОБУВ) для них и/или их отдельных компонентов и соответствующих методов аналитического контроля. По нашему мнению, эти условия являются необходимыми, но недостаточными для безопасного использования веществ в технологических процессах. Предельно допустимая концентрация вещества характеризует, главным образом, его токсичность, наряду с которой экологическая опасность вещества определяется также, например, биоразлагаемостью, биоаккумуляцией, биоконцентрацией.
Для обеспечения потребителя достоверной информацией по безопасности промышленного применения, хранения, транспортирования и утилизации химическая продукция (вещество, смесь, материал, отходы промышленного производства) должна иметь паспорт безопасности. Основные требования к построению, содержанию, изложению и оформлению включаемой в паспорт безопасности информации, являющейся обязательной составной частью технической документации на химическую продукцию, установлены стандартом ГОСТ 30333-2007 «Паспорт безопасности химической продукции. Общие требования», который был принят взамен ГОСТ 30333-95. Данный стандарт соответствует Рекомендациям ООН ST/SG/AC.10/30/Rev.1 «Согласованная на глобальном уровне система классификации опасности и маркировки химической продукции (СГС)». Наряду с гигиеническими нормативами в объектах окружающей среды паспорт безопасности содержит также данные о возможных воздействиях вещества на окружающую среду (воздух, воду, почву), о стабильности и трансформации его в окружающей среде; показатели экотоксичности вещества. Включение паспорта безопасности в состав обязательных требований к веществам, применяемым при бурении скважин на море, позволило бы поднять требования ГОСТ Р 53241-2008 до уровня международных норм и, соответственно, способствовало бы повышению конкурентоспособности отечественного бурового сервиса, что является одной из целей стандартизации.
2. Стандарт устанавливает требования к двум типам БПЖ: на водной основе – состоит, в основном, из морской или пресной воды с добавками специальной глины, барита, каустической соды и других солей и реагентов (п. 2.1.1) и на нефтяной основе – водоэмульсионная с использованием в качестве базовых компонентов сырой нефти, дизельного топлива, парафинов и других нефтепродуктов (п. 2.1.2). Таким образом, вне поля технического регулирования оказались БПЖ на синтетической основе, в частности на основе синтетических биоразлагаемых жидкостей, созданные специально для использования в морском бурении. Такие БПЖ, с экологической точки зрения, являются наиболее перспективными, что предопределяет необходимость регламентирования требований к ним в стандарте.
Стандарт запрещает использовать в качестве основы (базового компонента) БПЖ, то есть в качестве жидкой дисперсионной среды, сырую нефть, дизельное топливо и другие нефтепродукты. Таким образом, под запретом оказались только обратные (инвертные) эмульсии типа «вода в масле»: дисперсионная среда (основа) – нефтепродукты, дисперсная фаза – вода. Что касается прямых эмульсий типа «масло в воде»: дисперсионная среда – вода, дисперсная фаза – нефтепродукты, то их использовать можно (при отсутствии в составе прямой эмульсии высокотоксичных веществ с ПДК менее 0,001 мг/дм3 или ЛК50 менее 0,1 мг/дм3). ГОСТ Р 53241-2008 запрещает лишь сброс и захоронение в море отработанных БПЖ с добавками нефтяных углеводородов (п. 3.13).
3. Требования п. 5.1.1 распространяются только на технологические рецептуры БПЖ, то есть допускается существование иных рецептур БПЖ. Это замечание можно было бы квалифицировать как крайний педантизм автора статьи. Однако опыт автора по экологической экспертизе многочисленных морских проектов на Сахалине, Камчатке и Каспийском море показывает, что такая формулировка может использоваться как юридическое основание обойти эти требования, например, использовать вещества без утвержденных нормативов ПДК или ОБУВ. Аргументы заказчиков экспертизы в этом случае простые и, как правило, одинаковые: на экспертизу представлен проект, приведенная в нем рецептура БПЖ является проектной; после утверждения проекта будет разработан технологический регламент промывки скважины, в котором будет указана технологическая рецептура БПЖ, удовлетворяющая всем требованиям экологической безопасности. Государственная экологическая экспертиза с этим соглашается. В результате в получивших положительное заключение Государственной экологической экспертизы проектах рецептуры БПЖ изобилуют ни к чему не обязывающими названиями компонентов, например, «бентоглинопорошок», «полиакриламид гидролизованный», «карбоксиметилцеллюлоза». Это обобщенные названия веществ, не позволяющие идентифицировать их с точки зрения экологической опасности. В частности, техногенное воздействие на морскую среду бентонитового глинопорошка зависит от состава и содержания модифицирующих добавок, полиакриламида гидролизованного – технологии гидролиза. Например, различные марки карбоксиметилцеллюлозы, согласно [1], характеризуются значениями ПДК, отличающимися на несколько порядков. Так, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы высокозамещенной (6351) имеет ПДК 0,1 мг/л, а карбоксиметилцеллюлоза-КМЦ-500 (440) – 12,0 мг/л (ПДК установлена для морских водоемов). При этом лимитирующим может быть как токсикологический, так и санитарно-токсикологический показатель вредности.
Представляется очевидным, что требования п. 5.1.1 должны распространяться на все рецептуры БПЖ, а не только на их частный случай – технологические. При этом названия компонентов должны указываться в соответствии с их паспортом безопасности.
Рыбохозяйственные нормативы буровых промывочных жидкостей
Согласно ГОСТу Р 53241-2008 для буровых промывочных жидкостей и/или их отдельных компонентов должны быть официально утверждены нормативы (ПДК, ОБУВ) и соответствующие методы аналитического контроля. Логично предположить, что, прежде всего, речь идет о рыбохозяйственных нормативах. Необходимость утверждения таких нормативов для компонентов БПЖ не вызывает сомнения, причем для всех без исключения, а не отдельных, как это предусмотрено стандартом. Формулировка, используемая в стандарте, – это еще одна лазейка для недобросовестных природопользователей. Что касается утверждения рыбохозяйственных нормативов для промывочных жидкостей, то взгляды экологов и буровиков по этому вопросу расходятся. Нами неоднократно, как на конференциях и семинарах, например, на международном семинаре «Охрана водных биоресурсов в условиях интенсивного освоения нефтегазовых месторождений на шельфе и внутренних водных объектах Российской Федерации» (г. Москва, 2000), так и в различных публикациях [2, 3, 4], в т. ч. в журнале «Бурение и нефть», была обоснована абсолютная бесполезность утверждения рыбохозяйственных нормативов для промывочных жидкостей. Этот вывод сделан на основании следующих аргументов.1. Разработка рыбохозяйственных нормативов для БПЖ основана на предположении, что они являются смесевыми препаратами постоянного состава. Принципы нормирования смесевых препаратов, принятые Научно-техническим советом Главрыбвода от 30 марта 1995 г. и подтвержденные его решением от 29 января 1997 г., сводятся к следующему:
- смеси постоянного состава – это рецептуры (буровые растворы, пестициды, некоторые красители и т. д.), полученные в результате намеренного смешивания двух или группы индивидуальных веществ. Такие смеси имеют (наряду с индивидуальными веществами) соответствующие номера ГОСТа или ТУ, номер госрегистрации, международный код, определяющие свойства этих веществ (количество и качество примесей). Смесевые вещества могут иметь фирменное или торговое название;
- индивидуальное – это вещество, полученное в результате конкретного химического процесса. Оно может содержать примеси побочных продуктов химической реакции и продуктов его трансформации за счет биологических и физико-химических факторов. Индивидуальные вещества, входящие в состав смесей, рассматриваются с точки зрения их влияния на водную биоту, как потенциально токсичные или опасные;
- при определении норматива на смесь химических веществ постоянного состава она исследуется как единое вещество в соответствии с общими правилами. При этом устанавливается величина норматива на смесь в целом с указанием лимитирующего признака вредности и класса опасности. На каждый компонент смеси также устанавливается величина норматива. Не нормируются те компоненты, для которых доказано отсутствие биологической активности (на основании литературных или собственных экспериментальных данных, представленных в отчете) в концентрациях, которые достигаются при содержании смеси в окружающей среде на уровне ее ПДК.
Представляется очевидным, что БПЖ не являются смесями постоянного состава. Параллель между промывочными жидкостями, пестицидами, некоторыми красителями и т. д., проведенная в решении НТС Главрыбвода, свидетельствует о полном непонимании специфики применения БПЖ. Для того чтобы учесть эту специфику, нами было предложено классифицировать смеси на товарные и нетоварные. Состав и свойства товарных смесей, например пестицидов, в процессе применения не изменяются – это смеси постоянного состава. Состав и свойства нетоварных смесей, например БПЖ, в течение их жизненного цикла изменяются многократно – это смеси непостоянного состава.
Жизненный цикл буровых промывочных жидкостей включает проектирование, приготовление, использование, кондиционирование и перевод в отходы производства. Как материальный объект БПЖ появляется на этапе приготовления (исходная, кондиционная промывочная жидкость), ее использование заключается в многократном прокачивании через скважину, при котором ее состав и свойства изменяются в результате:
• обогащения буровым шламом;
• химических реакций и физико-химического взаимодействия между компонентами дисперсионной среды и дисперсной фазы, а также с породами в стенке скважины (путь циркуляции БПЖ через скважину, которая, по сути, является химическим реактором с повышенными температурой и давлением, составляет несколько километров);
• механо-химических процессов в элементах циркуляционной системы, прежде всего в гидромониторных насадках долота (скорость истечения струи при реализации гидромониторного эффекта не менее 70 м/с [6]).
Разумеется, речь не идет о том, что состав и свойства БПЖ существенно изменяются уже в течение первого цикла циркуляции. Интенсивность снижения качества промывочной жидкости в процессе циркуляции зависит от многих факторов, и вопрос лишь в том, когда эти изменения станут экологически значимыми. Сохраняя объективность, следует также отметить, что неизбежное ухудшение технологических свойств не обязательно будет сопровождаться ухудшением и экологических свойств промывочной жидкости. Не исключено, что в результате химических реакций и физико-химических процессов экологические свойства циркулирующей промывочной жидкости улучшатся по сравнению с исходной. Однако изначально это не известно, поэтому постулат о соответствии утвержденных нормативов ПДК для технологической рецептуры БПЖ, реально циркулирующей через скважину промывочной жидкости, нуждается в доказательстве.
Норматив ПДК в перечне [1] определен для одного фиксированного значения концентрации компонентов БПЖ, хотя это один из множества возможных вариантов ее рецептур. В проектной и технологической документации на строительство скважин приводятся интервалы значений концентрации компонентов БПЖ. Перед приготовлением промывочной жидкости на буровой осуществляют отработку ее рецептуры в лаборатории из реагентов и материалов, имеющихся на предприятии. В этом еще одно отличие БПЖ от смесей постоянного состава, к которым они наряду с пестицидами отнесены в перечне [1].
Оптимизация рецептуры промывочной жидкости в лаборатории осуществляется по технологическим свойствам, которые, в отличие от экологических, можно оперативно измерить. Таким образом, задача воспроизведения БПЖ в соответствии с рецептурой, указанной в перечне ПДК, не ставится. Поэтому совпадение рецептуры приготовленной буровой (исходной) промывочной жидкости и ее утвержденного аналога — дело случая. Концентрации ингредиентов БПЖ изменяются в широких пределах. Следовательно, существует вероятность того, что экологические свойства фактически используемой промывочной жидкости могут быть хуже ее аналога, указанного в перечне ПДК. Для того чтобы это исключить, целесообразно было в перечне ПДК привести концентрации ингредиентов БПЖ в виде интервала значений, а величину ПДК указать для самой худшей в этом отношении рецептуры промывочной жидкости. Впрочем, и это не сделает утвержденный норматив ПДК реальным, т. к. состав и свойства БПЖ в процессе циркуляции изменяются.
3. Целью разработки рыбохозяйственных нормативов смесевых препаратов согласно [1] являются экспертная оценка экологического риска применения препарата, проведение экологической и рыбохозяйственной экспертизы, а также подготовка материалов для предъявления исков за ущерб, нанесенный водным биоресурсам. При оценке ущерба водным биоресурсам сопоставляют фактическую концентрацию веществ в воде с предельно допустимой. Следовательно, процедура разработки и утверждения ПДК для БПЖ имеет практическую ценность только при наличии методик их аналитического контроля в воде. Поскольку, попадая в воду, промывочная жидкость перестает существовать, распадаясь на отдельные компоненты, растворяющиеся и осаждающиеся в воде, то речь может идти о создании методик аналитического контроля не БПЖ в целом, а ее компонентов. Для смесевых или биоразлагающихся препаратов в перечне ПДК [1] указывают компонент, по которому удобнее всего вести контроль (компонент-индикатор). Поскольку методики аналитического контроля для БПЖ отсутствуют, в графе «Метод анализа. Контролируемый показатель» указывают — расчет. Однако и утвержденных в установленном порядке методик обоснования компонентов-индикаторов или методик расчета концентрации БПЖ в воде по содержанию их компонентов также нет. Следовательно, напрямую использовать значение ПДК промывочной жидкости при оценке ущерба водным биоресурсам не представляется возможным. Практически эта задача решается путем определения концентрации в воде компонентов БПЖ, для которых утверждены эколого-рыбохозяйственные нормативы, указываемые в том же перечне ПДК. Однако и здесь имеются нарушения установленных правил. Их формальным оправданием является положение о том, что не нормируются те компоненты, для которых доказано отсутствие биологической активности (на основании литературных или собственных экспериментальных данных, представленных в отчете) в концентрациях, которые достигаются при содержании смеси в окружающей среде на уровне ее ПДК. В результате, например, ПДК эмультана (БПЖ №120, ТУ 6-01-166-84) неизвестен. Представляется очевидным, что норматив ПДК должен быть определен для всех веществ, попадание которых возможно в воду.
Таким образом, приведенная в перечне [1] величина ПДК промывочной жидкости характеризует ее потенциальную экологичность на основе исследования только одной из возможных ее рецептур. Некоторая практическая польза от этого, безусловно, есть. Например, зная ПДК, на этапе проектирования можно выбрать промывочную жидкость с меньшим потенциальным ущербом водным биоресурсам. Однако с учетом длительности и трудоемкости процедуры разработки и утверждения эколого-рыбохозяйственных нормативов, а также неисчислимого количества существующих рецептур БПЖ такой путь вряд ли можно назвать разумным. На стадии проектирования, видимо, можно ограничиться применением приближенного расчетного способа определения экологичности БПЖ или, если необходим более точный результат, — использовать метод биотестирования. Однако и расчетный способ, и биотестирование нуждаются в адаптации к условиям бурения [7, 8].
В заключение отметим, что в соответствии со статьей 12 Федерального закона «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 года №184-ФЗ документы в области стандартизации (в т. ч. национальные и региональные стандарты, своды правил) применяются на добровольной основе. Поэтому ГОСТ Р 53241-2008 можно рассматривать как один из вариантов требований к охране морской среды при разведке и освоении ресурсов природных углеводородов, предшествующих принятию соответствующего технического регламента, устанавливающего обязательные требования. При этом вышеизложенное исключает включение ГОСТа Р 53241-2008 в перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых будет обеспечиваться соблюдение требований такого технического регламента.
