Эффективные комплексные решения «Миррико» в применении, очистке и утилизации буровых растворов в условиях ужесточения экологических требований и усложнения геологических условий бурения - Бурение и Нефть

Efficient Mirrico’s package solutions for application, cleaning and disposal of drilling muds under toughened environmental requirements and complication of geological drilling conditions

E. BAITIMIROV, A. GLADKOV, A. BARMIN, A. Spirikhin,
Drilling Mud Services LLC as part of Mirrico Group of Companies

Группа компаний «Миррико» первой на российском рынке нефтегазодобычи и бурения предлагает утилизацию нефтесодержащих отходов термодесорбционным методом, служащим для переработки широкого ряда отходов.

Mirrico Group of Companies is the first on the Russian oil and gas production and drilling services market to offer thermal desorption as oily wastes utilization method used to recycle a wide range of wastes.

Современные сервисные компании по буровым растворам все чаще становятся не только подрядчиками в области инжиниринга и контроля над параметрами бурового раствора, но и инициаторами комплексных решений, включающих его очистку и утилизацию. Такой подход объясняется все более осложняющимися условиями бурения, вызванными, в том числе, и ухудшением качественной структуры запасов нефти и газа в Российской Федерации.

Текущая добыча нефти почти на 80% обеспечивается отбором из крупных месторождений, однако вновь подготавливаемые запасы часто сосредоточены в средних и мелких месторождениях и являются, в значительной части, трудноизвлекаемыми.

Согласно Энергетической стратегии РФ до 2030 г. главными районами прироста запасов нефти будут Западно-Сибирская, Лено-Тунгусская, Волго-Уральская и Тимано-Печорская НГП, а перспективными направлениями развития сырьевой базы нефтяной промышленности России станут поиск, разведка и освоение нефтяных месторождений на шельфе арктических, дальневосточных и южных морей.

Месторождения новых регионов характеризуются значительной удаленностью от существующей производственной инфраструктуры, многокомпонентными составами пластовой смеси, сложными горно-геологическими условиями залегания и низкими фильтрационными свойствами продуктивных пластов. Для их эффективной эксплуатации в трудных природно-климатических условиях необходимо обеспечить решение ряда сложных технических задач в области строительства скважин, промысловых объектов и трубопроводов, внедрения новых технологических решений, обеспечивающих сохранение окружающей среды.

Важнейшими задачами, стоящими перед сервисными компаниями и влияющими на экологическую безопасность проводимых работ по разработке месторождений, являются правильное применение, очистка и утилизация буровых растворов.

Все буровые растворы, независимо от условий бурения и типов раствора, подвергаются очистке от выбуренной породы на системах очистки.

Комплектация, тип и производительность оборудования систем очистки подбираются с учетом многих факторов, в числе которых:

геологические условия бурения (тип разбуриваемого разреза);
тип применяемого бурового раствора;
требования к качеству очищенного раствора и к условиям его дальнейшего применения.

Как правило, буровые станки оснащены оборудованием для очистки бурового раствора, однако грамотный подбор оборудования зачастую отдается в руки независимых сервисных подрядчиков, особенно при бурении в сложных геологических условиях, когда необходим тщательный контроль параметров бурового раствора.

Инженерно-сервисная компания «Сервис буровых растворов» (ООО «СБР»), входящая в Группу компаний «Миррико», на собственном оборудовании провела работы по очистке бурового раствора при бурении более чем 100 объектов в Западной, Центральной и Восточной Сибири, Волго-Уральском регионе и Тимано-Печоре для заказчиков – нефтяных и буровых компаний (числом более 20). К примеру, при бурении разведочной скважины № 15 на Ванкорском месторождении была применена 3-ступенчатая система очистки бурового раствора компании «Миррико». Заказчик – Губкинский филиал ООО «РН-Бурение» – высоко оценил работу оборудования и инженерного персонала ООО «СБР», отметив снижение затрат на химреагенты вследствие качественной очистки бурового раствора.

При работе в природоохранных зонах, к примеру в пойменных участках рек, необходимо применение безамбарного бурения. Для этого отработанный буровой раствор подвергается «осветлению» – разделению на фугат и твердую фазу.

Среди российских подрядчиков по буровому раствору только единичные компании предоставляют комплексную услугу по «осветлению» бурового раствора, что связано с несколькими причинами:

необходимостью индивидуального подбора реагентов и технологии переработки отработанного раствора в зависимости от его типа, объема;
необходимостью наличия квалифицированного инженерного персонала и специального оборудования – блоков коагуляции и флокуляции бурового раствора для контроля параметров бурового раствора;
локальным характером природных зон с повышенной экологической уязвимостью.

Технология переработки компании «СБР» предусматривает применение трехстадийного механизма «осветления» бурового раствора. На первой стадии раствор обрабатывают кислотами для снижения уровня рН и первичной коагуляции коллоидной фазы, затем неорганическими или полимерными коагулянтами. Наконец, скоагулированная масса обрабатывается полимерным флокулянтом для обеспечения максимального фазового разделения. После этого образованная хлопьевидная взвесь подвергается центрифугированию, в результате которого происходит окончательное разделение системы на две фазы: прозрачный жидкий фугат (дисперсионная среда) и твердый осадок (отделенная полимерглинистая фаза).

Сложность при осветлении заключается в подборе реагентов под каждый применяемый тип бурового раствора.

Сам блок коагуляции и флокуляции бурового раствора представляет собой последовательно соединенные емкости и насосы, подающие в отработанный буровой раствор реагенты, после прохождения которого раствор поступает на центрифугу для удаления твердой фазы. Эффективность технологии осветления определяется качеством фугата, т. к. он должен удовлетворять требованиям заказчика для приготовления новых порций раствора.

Компания «СБР» имеет богатый опыт и отработанные технологии переработки не только полимерглинистых, но и безглинистых биополимерных растворов: c 2008 г. по настоящее время компания осуществляет переработку 100% отработанного бурового раствора на Ванкорском месторождении, а также безамбарное бурение в Тимано-Печоре.

Сложность разработки новых регионов, как уже упоминалось выше, связана не только с проблемой отсутствия инфраструктуры, но и со слабой изученностью геологического строения земной коры и высокой осложненностью бурения.

К примеру, для Восточносибирского региона характерны аномально низкие пластовые давления в условиях разрезов с пропластками каменной соли. Для предотвращения кавернообразования в проектах рекомендовано применение соленасыщенных буровых растворов с плотностью 1,18 – 1,22 г/см³. Однако использование таких растворов приводит к повышенной репрессии, из-за которой происходит гидравлический разрыв пластов и катастрофическое поглощение бурового раствора. Как следствие происходят аварии, вызванные потерей циркуляции, и перерасход химических реагентов для бурового раствора. В этой ситуации особенно эффективным решением представляется применение эмульсионных растворов на углеводородной основе. Данный тип раствора успешно применен компанией «СБР» при бурении на Исчухском месторождении и доказал свою эффективность (рис. 1, 2).

Рис. 1. График строительства разведочных скважин под первую техническую колонну на различных типах бурового раствора (ПГР — полимерглинистый, ЭРУО — эмульсионный раствор на углеводородной основе)

Рис. 2. Объемы поглощений бурового раствора при бурении разведочных скважин под первую техническую колонну на различных типах бурового раствора

Основной проблемой при использовании растворов на углеводородной основе, являющейся препятствием для их массового внедрения, является грамотная и экономически эффективная утилизация отходов бурения с максимальным сохранением ценных компонентов для повторного использования.

В мировой практике для утилизации и обезвреживания отходов используют различное оборудование и методы: термические, химические, биологические и физико-химические, каждый из которых имеет как преимущества, так и недостатки.

твердой фазы, полученной в результате предварительной переработки жидких нефтеотходов (нефтешламов), после их центрифугирования;
почв, загрязненных в результате проливов нефти и нефтепродуктов;
твердых донных отложений из резервуаров хранения нефти и тяжелых нефтепродуктов (мазутов);
экстрагированного битуминозного песка.

В основе процесса переработки лежит принцип фракционной перегонки жидких компонентов шлама при высокой температуре с последующей конденсацией жидкости.

Внешний вид термодесорбционной установки представлен на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид термодесорбционной установки утилизации нефтешламов

Принцип работы установки-термодесорбера следующий: отходы бурения подаются в технологическую камеру, где они нагреваются косвенным методом от вращающегося теплообменника (ротора). Косвенный нагрев осуществляется посредством циркуляции горячей нефти, а также с использованием электрических нагревательных элементов. Нагрев нефти происходит в бойлере. Такая конструкция исключает присутствие в оборудовании открытого пламени. Первый участок ротора служит для испарения воды из отходов бурения, следующий – для отгона нефти при температуре до 550°С. В конденсоре происходит сжижение выпаренной воды и нефти, подаваемых затем в водонефтяной сепаратор. В конце технологической линии происходит выброс твердой фазы, которая далее охлаждается и смешивается с сепарированной водой во избежание выделения пыли.

Продуктами переработки являются углеводородная фаза, вода и твердая фаза.

Жидкие продукты могут быть возвращены в использование для приготовления бурового раствора без дополнительной переработки, а твердая фаза представляет собой экологически безвредный сыпучий порошок.

Таким образом, ужесточающиеся экологические требования и усложнение геологических условий бурения диктуют новые задачи для недропользователей и сервисных подрядчиков. Успешность реализации проектов по строительству скважин, как в традиционных, так и в новых регионах, определяется профессионализмом и партнерскими взаимоотношениями между множеством подразделений и подрядчиков. В этих условиях компании, ориентированные на комплексное решение задачи, становятся более конкурентоспособными, так как они предлагают технологически и экономически эффективное решение задачи сопровождения бурового раствора на всех этапах обращения с ним.

Комментарии посетителей сайта