Тема 14. Экология при бурении скважин
Классификация источников загрязнения природной среды
- совершенствование экологически безопасной техники и технологии бурения скважин различного назначения»
- проектирование и обязательное выполнение всех мероприятии по защите окружающей среды в процессе бурения и крепления скважин;
- разработка и применение новых экологически безопасных материалов и химических реагентов для приготовления буровых и тампонажных растворов и совершенствование их рецептуры;
- разработка нормативных документов с научно обоснованными методами расчета расходов материалов для проведения буровых работ, общего объема используемых буровых и тампонажных растворов, жидких и твердых отходов бурения;
- совершенствование конструкций и технологии строительства емкостей и отстойников для хранения отходов бурения;
- разработка методов обезвреживания отходов бурения, их утилизации и переработки по безотходной технологии;
- совершенствование методов контроля за качеством исходных материалов, отходов бурения, состоянием окружающей среды.
14.1. Загрязнение атмосферы
Современное промышленное производство с его многоотходной технологией ежегодно выбрасывает в атмосферу более 200 млн.т оксида углерода, 146 млн.т диоксида серы, 53 млн.т окислов азота, 50 млн.т углеводородов и других химических веществ и сложных соединений. Особенно высокая концентрация токсичных веществ отмечается вблизи химических и нефтехимических предприятий и местах добычи нефти. В местах бурения геологоразведочных и эксплуатационных скважин в атмосферу поступают выбросы газов и продуктов сгорания при работе двигателей и испарении легколетучих веществ. Повышается загазованность и запыленность воздуха за счет химических реагентов, тонкодисперсных порошков извести, цемента, глинопорошков, утяжелителей. Поскольку при бурении глубоких скважин расходуется 200-300 г барита, летучесть которого составляет 50 г/т, то в местах бурения в воздухе содержится токсичный продукт, вызывающий отравление и гибель растительных и живых организмов и поражающий дыхательные пути человека. Существенная опасность возникает при использовании тонкодисперсных отходов асбеста.
Для контроля за содержанием вредных химических веществ в воздухе и других средах пользуются величинами предельно допустимых концентраций (ПДК) и временно допустимых концентраций (ВПК). Наряду с этим величинами устанавливаются разовые ПДК (за 30 мин) и среднесуточные ПДК (за 24 ч).
Большую опасность вызывает повышение концентрации окиси углерода в воздухе, предельно допустимая концентрация которой составляет всего 20 мг/м3. Уже при концентрации 600 мг/м3 отмечается легкое отравление, а при 3600 мг/м3 наступает смерть спустя 1-5 мин. При общем содержании в воздухе 4-5% двуокиси углерода имеет место раздражающее действие на органы дыхания, а при содержании 10% наступает отравление.
Вредное влияние на организм человека оказывают соединения серы. При концентрации сероводорода 140-150 мг/м3 и действии в течение нескольких часов наблюдается раздражение слизистой оболочки, а при 1000 мг/м3 наступает отравление, при концентрации двуокиси серы 1,8-52 мг/м3 отмечается хроническое отравление растительности, а при 260 мг/м3 погибают хвойные деревья.
Необходимо контролировать содержание в воздушной среде соединений азота. Содержание двуокиси азота в природном газе может колебаться в пределах 1-ВД(. ЛДК двуокиси азота составляет 2 мг/м3 а при более высоких концентрациях возможно поражение центральной нервной системы. Значительно возрастает токсичность смесей окиси углерода и сернистого ангидрида. Во влажном воздухе под действием солнечной радиации образуются сернистая, серная и азотная кислоты, что усиливает опасность для окружающей среды.
Следует отметить, что максимальные разовые ПДК вредных веществ в воздухе для растений значительно ниже, чем для человека: для сернистого ангидрида - 0,02 мг/м3, окиси азота - 0,05 мг/м3, аммиака - 0,1 мг/м3, тумана серной кислоты -0,1 мг/м3.
В результате неполного сгорания нефти и нефтепродуктов образуются углеводороды. Из токсичных углеводородов следует отметить бутан и пентан, а также некоторые циклические углеводороды, обладающие концерогенными и мутагенными свойствами. ПДК предельных алифатических углеводородов в атмосфере составляет 300 мг/м3. Существенное загрязнение воздушного бассейна вызывает нефтяной газ, при старании которого в факелах имеет место угнетение растительности и нарушение фонового растительного покрова на расстоянии 4 км. Необходимо отметить высокую миграционную способность токсичных газообразных веществ максимальной миграционной способностью (до 15 км) обладают углеводороды и алканы, сероводород (5-10 км), окислы азота и сернистый газ (1-3 км).
Изучение интенсивности загрязнения воздушное среды на буровой показало, что снежный покров является хорошим накопителем веществ, загрязняющих атмосферу вокруг буровой. В период снеготаяния отмечается загрязнение верхнего слоя почв токсичными веществами, накопленными в снежном покрове. Химический анализ снеговой воды, отобранной после сезона работы буровой, показал, что имело место загрязнение нитратами, соединениями кальция, кадмия и свинца, а также наблюдалось увеличение содержания взвешенных веществ. Радиус влияния деятельности одной буровой на атмосферный воздух и почву прослеживался более чем на 2 км. Общее количество загрязняющих веществ за сезон работы составляет 2,4 т/км3. Поскольку питание тундровых вод происходит за счет таяния снега и атмосферных осадков, во всех озерах, расположенных вокруг буровой, были обнаружены кадмий и свинец, а в отдельных пробах и цинк, кроме того наблюдается загрязнение почвы токсичными веществами.