Удосконалення методів зменшення техногенного забруднення атмосферного повітря при бурінні нафтогазових свердловин

Abstract

Дисертаційна робота присвячена підвищенню рівня екологічної безпеки під час спорудження нафтогазових свердловин шляхом модернізації елементів обладнання бурової установки, оцінки і прогнозування забруднення атмосферного повітря випарами бурового розчину. Встановлено, що крім значного негативного впливу на навколишнє середовище, який здійснюють небезпечні відходи буріння та некеровані нафтогазоводопрояви і відкриті фонтани, ще існують насичені речовинами різного класу небезпеки випари бурового розчину. Визначено закономірності впливу конструктивних та експлуатаційних параметрів насосно-циркуляційної системи на інтенсивність випаровування бурового розчину, що є визначальним для екологічного стану території бурової установки. Удосконалено підхід побудови математичних моделей розповсюдження шкідливих речовин від лінійного та площинного джерел забруднення. Проведено лабораторні та промислові експериментальні дослідження з використанням сучасного обладнання. Розроблено «Методику оцінки екологічної безпеки при забрудненнях атмосфери парами бурового розчину». Підготовлено ряд рекомендацій, спрямованих на покращення стану атмосферного повітря території бурової установки.

Диссертационная работа посвящена повышению уровня экологической безопасности при сооружении нефтегазовых скважин путём модернизации элементов оборудования буровой установки, оценки и прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха парами бурового раствора. Установлено, что кроме значительного негативного воздействия на окружающую среду, опасных отходов бурения, неуправляемых нафтогазоводопроявлений и открытых фонтанов на неё воздействуют пары бурового раствора, насыщенные веществами различного класса опасности. Находящаяся в буровом растворе выбуренная порода циркулирует, хранится и обрабатывается в насосно-циркуляционной системе. Поэтому исследования, проведённые в работе, направлены на определении в циркуляционной системе мест наиболее интенсивного испарения БР. Установленные закономерности влияния конструктивных и эксплуатационных параметров насосно-циркуляционной системы на интенсивность испарения буровых растворов, являются определяющими для экологического состояния территории буровой установки. Усовершенствован подход построения математических моделей распространения вредных веществ, дающий возможность определять уровень концентрации примесей от линейного и площадочного источников произвольного расположения. Проведен ряд лабораторных и промышленных экспериментальных исследований с использованием современного оборудования. Подтверждена достоверность теоретических исследований и проведено определение техногенной загрузки на приземный слой атмосферы исследуемой буровой установки для сопоставления с результатами компьютерного моделирования. Разработана методика для определения загрязнения окружающей среды, которая учитывает метеорологические условия, влияющие на процесс распространения загрязнения в атмосфере, геометрические параметры участков испарения, составляющие бурового раствора, коэффициенты и функции для определения рисков, картографическое изображение. Методика основана на разработанной компьютерной системе MAPEDF. Предложенный комплексный гидроциклон и усовершенствованное вибросито, использование которых позволит существенно снизить испарения бурового раствора. Для повышения экологической безопасности разработан ряд рекомендаций, направленных на улучшение состояния атмосферного воздуха территории буровой установки. Предлагается уменьшать количество оборудования с интенсивным испарением за счет применения более эффективного, использовать защитные экраны и герметизированные элементы насосно-циркуляционной системы для уменьшения распространения паров, предложенную методику в процессе разработки документации на бурение скважины, а также для мониторинга территории при бурении.

The thesis is describing ecological safety increase methods at oil wells construction by modernizing drilling rig equipment elements, estimation and forecasting atmosphere pollution by drilling fluid evaporations. It is found that apart from negative environmental impact caused by dangerous drilling wastes and uncontrolled oil and gas ingresses and open fountains, there are drilling fluid evaporations containing substances of different danger degrees. The appropriateness of gas-pumping system design and exploitation parameters impact on drilling fluid evaporation intensity has been defined which is crucial for environmental state of the drilling rig site. The mathematical modeling of dangerous substances diffusing from linear to planar pollution source has been improved. A set of laboratory and industrial experiments involving modem equipment has been conducted. “The methods of environmental safety estimate at atmosphere pollution by drilling fluid evaporations” have been worked out. A number of recommendations aimed at atmosphere improvement on the drilling rig territory are made.