Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

5.2.4. Техногенез при бурении геотехнологических скважин

Применение физико-химических геотехнологических методов для добычи твердых полезных ископаемых приводит к необходимости бурения большого количества технологических скважин на значительных площадях, при этом скважины могут вскрывать один или несколько водоносных горизонтов, а наличие в рабочих (выщелачивающих или размывающих) растворах и продуктах добычи различных по составу и концентрации химических соединений (кислот, щелочей, солей и др.) приводит к загрязнению водоносных горизонтов и земной поверхности [46, 52].

Отработка месторождений геотехнологическими методами (ГТ) сопровождается, кроме того, значительным оседанием, а часто и обрушением земной поверхности с нарушением ее целостности — при скважинной гидродобыче (СГД), подземной выплавке серы (ПВС), подземном растворении солей (ПРС) и подземной газификации углей (ПГУ).

При использовании геотехнологических методов может происходить загрязнение воздушной среды различными газами в результате испарения, выбросов из скважины газов и отработанного воздуха (особенно при откачке растворов и применении эрлифта) при подземном выщелачивании (ПВ), выбросов пульпы при СГД и др.

При проведении буровых работ могут возникнуть следующие основные виды нарушений природной среды:

- загрязнение местности сточными водами, промывочной жидкостью и химическими реагентами, остатками ГСМ (химическому загрязнению почвенно-растительного покрова);

  • — нарушение естественной изоляции между пластовыми флюидами в земных недрах, химическое загрязнение горизонтов подземных вод;
  • - переток подземных вод из одного водоносного пласта в другой и проникновение в продуктивный горизонт масел, нефтепродуктов и глинистых растворов.

При сооружении, ремонте, а также эксплуатации технологических скважин ПВ используются различные химические вещества и растворы, представляющие опасность для обслуживающего персонала. Наиболее широкое применение находят гипан и его аналоги (реагенты К-4 и К-9, хлористый калий, ПАА, растворы соляной и серной кислот и другие химические вещества).

Предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых вредных химических реагентов, используемых при сооружении скважин ПВ, приведены в табл. 5.8.

Таблица 5.8

ПДК основных загрязняющих компонентов

Загрязняющий компонент

ПДК, мг/дм3

SO,2-

500

Cl

350

NO3

45

Fe

0,3

Си

1

Zn

1

Pb

0,03

Ni

0,1

Sn

2

Ci*6+

0,1

Ti

0,1

Sr

7

Co

0,1

Cd

0,001

Mo

0,25

Se

0,001

U

1,7

Be

0,0002

As

0,05

A1

0,5

Окончание табл. 5.8

Загрязняющий компонент

НДК, мг/дм3

226Ra

2,0 Бк/дм3

210Pb (RaD)

2,85 Бк/дм3

210Ро

14,43 Бк/дм3

23011. (1о)

0,81 Бк/дм3

Общая активность

14,43 Бк/дм3

Взвешенные вещества

30

Общая минерализация

1000

Сода каустическая

10

Сода кальцинированная

120

Г идролизованный полиакрилонитрил (гипан)

6

Пол иа крилам ид

2

Хлористый калий

300

Сырая нефть

0,3

Эмульсол лесохимический (ЭЛ-4) и нефтехимический (ЭН-4)

0,04

Основными источниками загрязнения окружающей среды при скважинном способе ПВ и других ГТ являются: проливы технологических растворов при нарушении целостности технических средств (трубопроводов, оголовков скважин и шлангов) и выполнении различных операций (выбросы при чистке и прокачивании скважин, инфильтрация из отстойников и накопителей и т.п.); разбрызгивание растворов при откачке эрлифтами; шлам и керн при бурении скважин, остаточные растворы в недрах эксплуатационных участков и растекание их в смежные над- и подупорные водоносные горизонты через скважины и «окна» в водоупорах. При этом основные объекты загрязнения — атмосферный воздух, почвы, поверхностные и, главным образом, подземные воды.

Наибольшую опасность для окружающей среды при ПВ (например, урана) представляет загрязнение земной поверхности и в особенности почвы, с которой, в первую очередь, связана жизнь растительного и животного мира, а также человеческая деятельность.

Загрязнение поверхности обусловлено утечками растворов при нарушении целостности труб, переливами при снижении приемистости открытых закачных скважин или прокачками, предпринимаемыми для очистки или отбора проб, когда продуктивные растворы поступают не в специальные передвижные емкости, а изливаются непосредственно на землю. При хорошо поставленной службе охраны среды этих проливов быть не должно, однако нередко поверхность (особенно у закачных скважин) загрязняется, и с этим приходится считаться. На поверхность земли с растворами попадают обычно серная кислота и ее соли, нитраты и радионуклиды (уран, торий, радий, полоний и др.).

В результате почва может стать на время полностью непригодной для жизни растений или эти растения приобретут опасные для животных и человека свойства. Из радионуклидов особенно токсичен 210РЬ, период полураспада которого составляет 22 года, 238U — период полураспада 4,49 • 109 лет, 210Ро — 140 суток, 230Th — 8,3 • 104 лет.

Максимальное загрязнение почвы чаще всего ограничивается глубинами 14—60 см и редко достигает 1 м.

Загрязнение почвенного покрова возможно также при подземной выплавке серы. Нарушение порядка и режима ввода скважин в эксплуатацию, а также режима водоотлива обусловливают возникновение неорганизованного водоотлива, источниками которого служат грифоны и скважины, изливающие теплоноситель с температурой до 60—80°С при региональном водоотливе и до 100°С - при внутрикустовом. С выбросом воды загрязняется поверхность и теряется большое количество тепла. Предотвращение загрязнения поверхности и рациональное использование тепла при эксплуатации сравнительно однородных по проницаемости участков месторождений с эффективным региональным водоотливом позволило упорядочить ввод добычных скважин в эксплуатацию с предварительной подготовкой фронта водоотливных скважин.

Применение геотехнологических методов может привести к выбросу в атмосферу вредных веществ в виде различных газов. Так, например, при ПВС из-за слабого контроля операций по откачке и сбору жидкой серы воздух был загрязнен тонкодисперсной серой (аэрозоль). В период наполнения серосборной емкости наблюдалось максимальное (в десять раз) превышение предельно допустимой концентрации этого ингредиента вблизи емкости (6 мг/м3). В те же периоды, когда заполнение емкости не производилось, концентрация аэрозоля серы была ниже ПДК (максимальная — 2, средняя — 1,4 мг/м3). Загрязнение было вызвано разбрызгиванием серы из открытой серосборной емкости при попадании в нее воды из добычной скважины в конечный момент откачки серы, а также переполнением серой сборных емкостей.

Своевременное прекращение откачки серы, возможное благодаря внедрению системы автоматической сигнализации прорыва воды, а также применению закрытых сборных емкостей с автоматическим контролем уровня жидкой серы, позволяет снизить до минимума загрязнение воздушной среды тонкодисперсной серой.

Еще одним источником загрязнения воздуха сероводородом являются грифоны, а также добычные скважины в период пуска, сопровождаемого выбросом воды до момента откачки жидкой серы. При этом максимальное содержание сероводорода вблизи точек выбросов может превышать в 1,5—2 раза предельно допустимую норму (10 мг/м3). Образование грифонов может быть ликвидировано совершенствованием системы водоотлива. Устранение выбросов сероводорода в атмосферу и излива воды на земную поверхность при пуске скважин обеспечивается подключением добычных скважин к закрытой системе водоотлива и контролем конечного момента излива воды по изменению давления.

Воздушная среда, примыкающая к эксплуатационным участкам ПВ и цехам переработки растворов, может загрязняться долгоживущими радиоактивными аэрозолями вследствие ветровой эрозии производственных площадей, загрязненных продуктами выщелачивания. Кроме того, в процессе чистки скважин образуется тонкодисперсный радиоактивный аэрозоль, разносимый ветром по промплощадке и за ее пределы. В связи с этим размещение всех служебных, производственных сооружений, жилых поселков и объектов соцкультбыта производится только с наветренной стороны (с учетом господствующего направления ветров) по отношению к контуру эксплуатационных участков.

При бурении и эксплуатации геотехнологических скважин происходит загрязнение водоносных горизонтов, в особенности при подземном выщелачивании. Это связано с введением в продуктивный водоносный горизонт химических реагентов и поэтому непременно сопровождается изменением состава подземных вод в районе действия технологических скважин.

Загрязнение пластовых вод определяется растеканием растворов за контуры работающих блоков (30—100 м), которое локализуется устойчивой депрессионной воронкой по рядам откачных скважин.

Остальные компоненты, в том числе и радионуклиды, распространены в пределах сульфатного ореола, по развитию которого можно судить об общем загрязнении водоносных горизонтов. Общая минерализация (степень загрязнения) определяется исходной концентрацией рабочих растворов, а снижение содержания загрязняющих элементов обусловлено химическим взаимодействием растворов и отложений, слагающих рудовмещающий горизонт.

Вопросы для самопроверки

  • 1. Каковы источники загрязнения окружающей среды при бурении скважин?
  • 2. Какие бывают виды нарушений природной среды при приведении буровых работ?
  • 3. Какие известны производственно-технологические буровые отходы?
  • 4. Что такое оборотное водоснабжение?
  • 5. В чем особенность техногенеза при бурении морских скважин?
  • 6. Какие существуют методы ликвидаций нефтяных загрязнений водных объектов?
  • 7. Какие бывают нарушения природной среды при бурении гео- технологических скважин?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>