Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32

Все химические реагенты используются и при разработке нефтяных месторождений методом поддержания пластового давления «заводнением». В случае внутриконтурного заводнения пластов расход воды составляет до 2 м3 на 1 т добытой нефти, но при площадном заводнении требуется до 15 м3 воды на 1 т добытой нефти, а иногда до 30 м3. Таким образом, имеет место образование значительного объема сточных вод, и эти воды содержат многочисленные химические загрязнители.

Для повышения нефтеотдачи пластов используется нагнетание в них попутных рассолов, промышленных стоков и пресной воды. Различия в физико-химических свойствах этих вод приводят к различиям в степени их влияния на процессы вытеснения нефти. Минерализованные воды обладают более высокой нефтевытесняющей способностью: при обработке пресной водой коэффициент вытеснения на 8 % ниже по сравнению с минерализованными или сточными водами. По степени минерализации воды делят на солоноватые с остатком до 6 г/л, соленые - до 150 г/л и рассолы - до 250 г/л; по солевому составу - на жесткие (хлоркальциевые) и щелочные (гидрокарбонатно-натриевые). Загрязнение минерализованными водами может произойти при разрывах водоводов, попадании сточных вод в пресноводные горизонты, нарушении герметичности скважин и технологического оборудования, попадании стоков в наземные воды в период дождей и таяния снегов, при сбросе неочищенных сточных вод в водоемы и водостоки.

Цена «черного золота» - это не только доллары за каждый баррель нефти, но и загрязненные нефтяной пленкой реки и водоемы, вырубленные под буровые площадки и нефтепроводы леса, черный смог над городами. Цена сегодняшней прибыли - это огромные затраты на восстановление природы завтра.

В экономически развитых странах, где при разработке нефтяных месторождений большое значение придается защите природы, затрачиваются огромные средства. Многие крупные нефтедобывающие компании Западной Европы и США начали в последнее время исследовать токсичность буровых растворов и буровых сточных вод и составлять растворы пониженной токсичности. Постепенный отказ от смазок и пеногасителей на нефтяной основе и замена их полигликолями и синтетическими углеводородами, отказ от хроматов и галогенизированных фенолов; разработка новых нетоксичных буровых растворов на основе растительных масел и спиртов - результат этих исследований.

Важнейший аспект охраны окружающей среды в нефтяной промышленности - вопрос утилизации отходов при бурении и добыче нефти, прежде всего бурового шлама, в котором глины - до 30 %, утяжелителя - до 30 %, нефти - до 7,5 %. Шлам содержит все химические соединения для приготовления бурового раствора и, следовательно, нуждается в их нейтрализации в процессе утилизации. Наиболее частые методы утилизации -засыпка и захоронение шлама в обычных земляных амбарах - приводят к созданию токсичного очага для прилегающих территорий.

Подлежит специальной утилизации и наработанная в растворе твердая фаза, которая должна отделяться от отработанного раствора и сточных вод, позволяя их использовать повторно. Для отделения твердых частиц применяются механические (фильтрация, гидроциклоны, отстойники, вибросита, центрифуги) и химические методы (с помощью флоккулянтов и коагулянтов).

Очистка буровых сточных вод от выбуренной породы, нефти, солей, химических реагентов позволяет предотвратить загрязнение окрестных поверхностных и грунтовых вод. На отвердение буровых отходов в амбарах, как правило, идут вяжущие или цементирующие вещества, например, в качестве отвердителя - портландцемент, гипс, карбамидная смола, некоторые полимерные реагенты. Другие методы утилизации жидких отходов (без отвердителей) не дают должной Гарантии нераспространения токсичных веществ по прилегающим территориям. Из-за тиксотропности буровых растворов находящиеся в амбарах отходы после засыпки не затвердевают и становятся источником повторного загрязнения.

В результате попадания сточных вод в грунт при переливах и выбросах из скважин может произойти еще и загрязнение почвенного слоя пахотных земель, а дальнейшая фильтрация в грунтовые воды приведет уже к отравлению всего пласта подземных вод. При этом ухудшаются их естественные свойства, изменяются физико-химические показатели. Процесс восстановления естественных условий может длиться десятки и даже сотни лет. Вода становится непригодной для использования надолго.

Значительная часть пластовых и сточных вод подается в пласты с целью поддержания пластового давления. Остальная часть закачивается в специальные поглощающие скважины, пласты которых не имеют связи с подземными водами, или сбрасывается на поля испарения (пруды-накопители, земляные амбары и т. д.). Особую опасность для почвенно-грунтовых вод представляют нефтепромысловые амбары и пруды-отстойники. Они имеют вместимость от 50 до 100000 м3, а площадь засоления вокруг них может достигать многих десятков квадратных метров.

При защите почв и подземных вод первостепенное значение имеют профилактические мероприятия для предупреждения загрязнения. Ликвидация очагов загрязнения требует больших затрат денег и времени. Мероприятия по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов должны быть направлены на создание наиболее оптимальных с природоохранных позиций технологических схем бурения скважин, добычи и переработки нефти.

Более прогрессивный путь защиты гидросферы (как атмосферы и литосферы) - поиск новых технологий, исключающих образование вредных твердых и жидких отходов, вредных примесей в сточных водах и отходящих (в атмосферу) газов.

Малоотходные технологии предполагают:

- переработку сырья и всех его компонентов на базе безотходных процессов, а также создание продукции с учетом требований ее повторного

использования;

- переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции без нарушения экологического равновесия;

- применение замкнутых систем промышленного водоснабжения и др. Число таких технологий непрерывно возрастает. Так, для угольных тепловых станций разработаны «сухие» (безводные) системы золошлакоудаления, где полностью исключается очистка стоков.

Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов относят к группе методов механической очистки от суспензии и эмульсий. В настоящее время такая очистка производится отстаиванием, флотацией, фильтрованием. Отстаивание основано на всплывании примесных частиц нефтепродуктов по тем же законам, по которым происходит осаждение твердых частиц, отстаивание осуществляется в отстойниках и ловушках.

При концентрированных маслосодержащих стоках применяют обработку сточных вод реагентами, способствующими быстрой коагуляции примесей: NaСO3, Н2SО4, Аl2(SО4)3 и др. Отделение нефтепродуктов под действием инерционных сил осуществляется в напорных гидроциклонах.

Очистка сточных вод от маслопримесей флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания нефтепродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Образование агрегатов «частица - пузырьки воздуха» зависит от интенсивности их столкновения друг с другом, химического взаимодействия находящихся в стоках веществ, от давления воздуха. Различают несколько видов флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, биологическую, электрофлотацию и др.

Очистка стоков от примесей нефтепродуктов фильтрованием -необходимый заключительный этап очистки. Концентрация нефтепродуктов на выходе из отстойников или гидроциклонов достигает 0,01-0,2 кг/м3, что значительно превышает ПДК нефтепродуктов в водоемах (0,0005 кг/м3 - для водоемов первой и 0,00005 кг/м3 - второй категории). Очень низкого содержания нефтепродуктов в воде требуют и условия многократного использования сточных вод при оборотном водоснабжении предприятий. Наиболее распространенные фильтроматериалы - кварцевый песок, доломит, керамзит, глауконит. Эффективность очистки повышается при добавлении волокнистых материалов (асбест и отходы его производства). В настоящее время в качестве фильтроматериала все шире применяются частицы пенополиуретана; главное их достоинство простая регенерация путем механического отжимания нефтепродуктов.

Естественная радиоактивность нефти обусловлена в основном гамма-излучением урана и радия, она значительно выше естественной радиоактивности пресной и морской воды, а это создает предпосылки для выявления нефтяных загрязнений регистрацией их собственного гамма-излучения.

Пассивные методы основаны на регистрации теплового излучения (ИК и СВЧ) и естественного гамма-излучения. При использовании активных