6. Оценка биотоксичности бпж

Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, выражается в миллиграммах кислорода (или другого окислителя в пересчёте на кислород), пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в литре (1 дм³) воды. По степени ХПК хим реагенты можно разделить на 3 группы :

Наиболее токсичные: алюминат натрия, сода каустическая, известь, едкое кали, СМАД -1, эмульсии, все нефтепродукты, сульфонол, фенолы, соль повареная, соляная, серная кислоты и др. ( ХПК в пределах 300-1500 мг\л);

Средней токсичности – гипан, КССБ, ФХЛС, окзил, ВЖС и др. ( ХПК в пределах 120-150 мг\л);

Наименее токсичные – УЩР, КМЦ, крахмал, метас и др. ( ХПК в пределах 30-90 мг\л).

Реагент	ХПК, кг/м3	Классификационная группа
Фенолы эстонских сланцев	1,5	1
КССБ-2	0,300	1
Гипан	0,145	2
ФХЛС	0,14	2
Окзил	0,12	2
Высшие жирные спирты	0,12	2
Крахмал	0,085	3
КМЦ-600	0,065	3
Метас	0,060	3
УЩР	0,030	3

Предельно допустимая концентрация хим реагентов в воздухе, мг\м³

Оценка токсичности буровых растворов в США при бурении на море оценивается стандартным методом по их воздействию на живые организмы. Для этого к 1 части бурового раствора добавляется 9 частей морской воды и проба отстаивается 1 час. При этом суспензия делиться на 3 фракции. Верхний прозрачный слой, нижний – грубодисперсный осадок, средний – тонкодисперсные частицы, которые используются для определения токсичности путем разбавления морской водой с различной концентрацией суспензионной фазы. В приготовленные пробы помещают живых креветок и через 96 часов подсчитывают число погибших особей. Если погибло более 50% креветок, то раствор считают токсичным.

Наиболее перспективным для оценки экологичности химических веществ является метод биологического тестирования. В настоящее время методик использования его в бурении нет.

Поэтому необходимо:

· обосновать определяемые путем биотестирования показатели экологичности веществ с целью учета не только токсической, но и других составляющих техногенного воздействия веществ на ОПС;

· разработать шкалу оценки уровня техногенного воздействия на объекты ОПС по показателям биотестирования;

· разработать методику определения показателей экологичности буровых технологических жидкостей и технологических отходов бурения.

7. Выбор бпж. План замены токсичных веществ

Среди органических реагентов, применяемых в составе буровых растворов, определяющая роль принадлежит водорастворимым полимерам: Nа-КМЦ - натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, ОЭЦ - оксиэтили-рованной целлюлозе, КМОЭЦ - карбоксиметилоксиэтилцеллюлозе; ГИПАН - гидролизованному полиакрилонитрилу; ПАА - полиакриламиду с различной степенью гидролиза; метасу, метасолу, лакрису - полимерам на основе метакриловой кислоты и метакриламида; ПЭО - полиэтиленоксиду; модифицированному крахмалу; ЛС - лигносульфонатам; гуматным реагентам и другим, каждый из которых применяют самостоятельно или в составе композиции. Они в разной степени экологически безвредны, поэтому предпочтительной является возможность применения наименее токсичного полимера и в меньших концентрациях

Известную проблему, с точки зрения экологии, составляют бентониты -дисперсная фаза глинистых буровых растворов, обработанные полимерными или неорганическими пептизаторами. Поэтому создание безглинистых и малоглинистых буровых растворов, применение альтернативной дисперсной фазы, например, гетерогенных органических материалов - перспективно. Особое внимание привлекают материалы биогенного происхождения -каустобиолиты (торф, уголь, сапропели и другие).. В качестве одного из материалов для таких дисперсий был использован торф, который рассматривался не только как источник гуминовых кислот, но, прежде всего, как материал, который после несложной одностадийной обработки реагентами превращается в химически активную дисперсную фазу буровых жидкостей. Добавление торфа в водные растворы полимеров позволило получить торфополимерные реагенты и буровые растворы, явившиеся, по заключению специалистов, достижением мирового уровня.

Концепция выбора и обоснование типа бурового раствора

Основные этапы:

- определение геолого-технических условий бурения скважин;

- формулирование требований к буровым растворам;

- анализ имеющегося опыта бурения;

- изучение конъюнктуры рынка;

- аналитический подбор оптимальной рецептуры;

- оценка экологической безопасности;

- разработка нормативной документации (регламент, инструкции).

Согласно п.5.1.1 стандарта ГОСТ Р 53241-2008 применение технологических рецептур БПЖ разрешается при условиях:

1) Наличия официально подтвержденных нормативов (ПДК, ОБУВ) и их отдельных компонентов и соответствующих методов аналитического контроля.

2) Исключения в качестве основы бпж сырой нефти, дизельного топлива и других нефтепродуктов.

3) Отсутствия в составе компонентов бпж высокотоксичных веществ с ПДК менее 0,001 мг/дм3 или ЛК50 (за 96 ч) менее 0,1 мг/дм3 при биологическом тестировании по аттестованным методикам

Рассмотрим примеры химических реагентов различных классов опасности, использующихся при создании БПЖ. (слайд 39)

План замены компонентов в составе БПЖ( план замены на слайде 40)

Рецепт

• Дисперсная среда – вода

• Дисперсная фаза-торф

• Химические реагенты:

1. Понизитель фильтрации (структурообразователь) – КМЦ

2. Разжижитель -Деско

Desco® CF («Деско») – органический разжижитель (сульфометилированный таннин), предназначен для снижения вязкости и стабилизации пресных, минерализованных, соленасыщенных, калиевых, гипсовых утяжеленных и неутяжеленных растворов.

Темно-красный или черный порошок плотностью 1500 кг/м³, содержание активного вещества – не менее 80 %, pH 1 % раствора – 8,5–9,0.

Термостоек до 200 °С.

В 2–4 раза эффективнее обычных лигносульфонатных разжижителей. В отличие от лигнитов и лигносульфонатов, не теряет эффективности при увеличении жесткости и минерализации раствора.

Рекомендуемая концентрация от 1,5 до 8 кг/м³.

Неопасен. Нетоксичен.

3. Регулятора рН – Сода

4. Смазочная добавка – «ГЛИТАЛ»

Глитал - композиция природных высших жирных кислот и полиалкиленгликолей. Предназначен для использования в качестве смазочной добавки к буровым растворам.

По эффективности смазывающего действия Глитал не имеет аналогов в отечественной промышленности.

Расход реагента составляет 5-15 кг на 1 м³ бурового раствора.

Добавка Глитала к буровому раствору обеспечивает:

• высокий смазочный эффект;

• улучшение фильтрационных, реалогических и ингибирующих свойств;

• буровой раствор, обработанный Глиталом, обеспечивает вскрытие продуктивных зон без нарушения естественной проницаемости коллектора.

5. Эмульгатор- ПАВ Dril-Kleen® («Дрил-Клин») – концентрированная смесь поверхностно-активных веществ для снижения поверхностного натяжения растворов на водной основе и, тем самым, снижения липкости выбуренных глинистых частиц. «Дрил-Клин» совместим с большинством промывочных жидкостей на водной основе, включая пресные, соленасыщенные и утяжеленные растворы, растворы на основе морской воды и т.п.

Прозрачная жидкость плотностью 1100 кг/м³, рН 1 % раствора – 9,3–9,5.

Рекомендуемая концентрация – от 0,5 до 1,5 кг/м³. При интенсивном сальникообразовании концентрацию реагента увеличивают до 1,4–2,8 кг/м³..

7. Ингибитор гидратации – Гипс

9. Пеногаситель- «Дефоам-Икс»

Defoam-X^TM («Дефоам-Икс») – имеет то же назначение, что и «Дефоам-А», но является более предпочтительным для использования в соленасыщенных растворах и жидкостях заканчивания, в том числе загущенных полимерами.

Белая вязкая жидкость плотностью 910 кг/м³.

Неопасен. Нетоксичен.