Жидкие и твердые отходы.

К числу жидких и твердых отходов относятся буровые растворы, шламы и пластовые воды.

Буровые растворы обеспечивают смазку и охлаждение бурового инструмента, вынос на поверхность выбуренной породы.

Имеется три категории буровых растворов — на нефтяной основе, на водной основе и синтетические.

Буровые растворы на нефтяной основе отличаются высокими антифрикционными свойствами и незаменимы при проходке наклонных и горизонтальных стволов и твердых горных пород. Основу таких растворов составляет нефть или другие нефтепродукты (дизельное топливо, минеральные масла и др.).

Основные химические компоненты нефтяных буровых растворов приведены в табл. 8.5.

Присутствие в буровых растворах нефтяных углеводородов обусловливает их высокую токсичность, поэтому во многих странах введены жесткие ограничения на их использование. В целях смягчения экологических последствий от сброса таких растворов в окружающую среду в последнее время дизельное топливо заменяют минеральными маслами.

В настоящее время только 1 — 2 % пробуренных скважин осваивают с применением растворов на нефтяной основе.

Буровые растворы на водной основе наиболее распространены и предпочтительны в экологическом плане. Их используют при бурении скважин на суше и на морском шельфе. Растворы готовят на морской или пресной воде, количество которой в композиции достигает 90 %. Дополнительно вводят специальные глины, например, бентонит с добавками барита, каустическую соду

Таблица 8.5. Содержание основных компонентов в буровых растворах

на нефтяной основе

и ряд других солей и реагентов.

Буровые растворы на синтетической основе в настоящее время активно разрабатываются. Основу этих растворов составляют продукты химического синтеза — эфиры растительного происхождения, полиолефины и другие синтетические вещества. Такие жидкости применяются для наклонного и горизонтального бурения. Они обеспечивают сохранность стенок скважины, уменьшают количество твердого шлама, отличаются низкой токсичностью и быстрым распадом в морской среде. Широкое использование их сдерживается высокой стоимостью.

Таблица 8.6. Рецептура буровых растворов для прохождения приповерхностных и нижних горизонтов разведочных скважин на шельфе Сахалина

Буровые растворы содержат много тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий, цинк, хром, медь).

Эколого-токсикологическая характеристика буровых растворов.

В первую группу входят базовые макроэлементы, концентрация которых в растворах колеблется в пределах 20 — 30%. К ним относятся буровые глины (бентонит), утяжелители (барит), а также эфиры целлюлозы, лигносульфонаты и некоторые другие вещества, определяющие главные химические и физико-химические свойства буровых растворов. Для этих компонентов характерна низкая токсичность (ПДК в пределах 1 — 100 мг/л).

Вторая группа включает широкий перечень препаратов самого различного назначения: антифрикционные добавки, моющие смеси, эмульгаторы, диспергаторы, полимерные смолы, нефть и нефтепродукты. Их ПДК определяется тем значением, которое в России принято для нефти, — 0,05 мг/л.

Третья группа объединяет вещества и препараты, которые присутствуют в малых концентрациях, но обладают повышенной токсичностью. В эту группу входят биоциды (препараты для подавления образования бактерий), ингибиторы коррозии, пенообразователи (ПДК 0,1 — 1,0 мг/л). Во многих странах мира применение сильно токсичных препаратов запрещено.

Отдельные ингибиторы, например, фосфоксит-7, ИКБ 2-2 и ИКБ 2-6, отличаются высокой токсичностью (ПДК на уровне 10~3— Ю-4 мг/л) и способностью вызывать генетические и тератогенные поражения.

Аналогичные эффекты обнаруживают и для ряда поверхностно-активных веществ.

Нужно учесть, что токсичные вещества входят в состав буровых шламов в микроколичествах, поэтому основной механизм вредного действия водных буровых растворов связан с присутствием в них тонкодисперсной фракции бентонита, барита и остатков бурового шлама. Все остальные компоненты присутствуют в значительно меньших концентрациях и не играют существенной роли в формировании суммарной токсичности смесевых препаратов.