بخشی از مقاله
چکیده
صنعت نفت از دیرباز تکیه گاه اصلی اقتصاد کشور بوده که درکنار سوددهی، اثرات زیست محیطی فراوانی را نیز بدنبال داشته است. از جمله مشکلاتی که امروزه صنایع نفت با آن مواجه هستند آلودگی های ناشی از حفاری چاه های نفت می باشد. باتوجّه به افزایش تقاضای انرژی، وابستگی شدید اقتصاد به نفت و نقش آن در دوران پساتحریم و لزوم تثبیت سهم ایران در اوپک، انجام عملیات حفاری آن هم در میادین مشترک امری ضروری و حیاتی است. صنعت حفاری یکی از بخش های اصلی صنعت نفت و یکی از تخصصی ترین فعالیت های صنعتی در جهان بشمار می رود. این صنعت مانند هر فعالیت صنعتی دیگر در پایان پسماندها و ضایعاتی را به محیط بر می گرداند و در صورتی که برنامه ریزی مناسبی برای کنترل، پردازش، تصفیه و حذف آن وجود نداشته باشد، در دراز مدت اثرات زیست محیطی نامطلوبی را باتوجّه به شرایط اقلیمی بر محیط اطراف برجای خواهد گذاشت.
با در نظر گرفتن نیاز به حفظ محیط زیست و استقرار استاندارد سیستم مدیریت زیست محیطی ISO14001:2015 در صنعت نفت بعنوان الگوی رعایت حفاظت از محیط زیست برای نسل های آینده، شناخت عملیات حفاری و آسیب های ناشی از این عملیات بر محیط زیست، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. فرآیند حفاری و تولید نفت ، تولید کننده گونه های مختلفی از انواع آلودگی ها می باشد. قوانین زیست محیطی موجود ، شرکت ها و کارخانجات را ملزم به کاهش اثرات منفی زیست محیطی این آلودگی ها کرده است. یکی از مهم ترین عوامل در کاهش اثرات منفی زیست محیطی، مدیریت صحیح است به گونه ای که برخی مواقع هزینه های مورد نیاز در حذف آلودگی ها و یا کنترل انتشار آلودگی، با اعمال مدیریت صحیح و ابتکاری به میزان چشمگیری کاهش پیدا می کند. در این مقاله ضمن معرفی سیال حفاری و ترکیبات آن درخصوص اثرات زیست محیطی آن بحث شده است و در ادامه به نقش مدیریت پسماند و روش ها و تکنولوژی های مدیریت پسماند پرداخته و به عوامل اثر گذار آن که به سه گروه اصلی کاهش حجم پس ماند ، بازیافت و استفاده مجدد پسماند طبقه بندی میشوند اشاره شده است که ضمن ارائه نتایج حاصل از این پارامترها در کاهش آلودگی زیست محیطی گل حفاری به تشریح اهمیت آن پرداخته و در نهایت پیشنهادات لازم برای استفاده از انواع جایگزین گل حفاری در راستای کاهش آلایندگیهای زیست محیطی داده می شود.
کلمات کلیدی: صنعت حفاری، آلودگی، گل های حفاری، مدیریت پسماند، زیست محیطی.
1. مقدمه
محیط زیست مجموعه ای است بسیار عظیم و در هم پیچیده از عوامل گوناگونی که بر اثر یک روند و تکامل تدریجی موجودات زنده و اجزای سازنده سطح زمین به وجود آمده است و بنابراین بر فعالیتهای انسان تاثیر گذاشته و از آن متاثر می شود. صنعت حفاری یکی از بخش های اصلی صنعت نفت و یکی از تخصصی ترین فعالیت های صنعتی درسطح جهان می باشد . در اثر فعالیتهای صنعت حفاری آسیب های زیست محیطی فراوانی بر محیط زیست وارد می شود که این آسیب ها می تواند آلودگی هایی را در هوا، آب، خاک و اثراتی را بر فعالیت انسان بگذارد. در صورتی که برنامه ریزی مناسب برای پردازش ، تصفیه و یا حذف آن وجود نداشته باشد در دراز مدت اثرات نامطلوبی را با توجه به شرایط اقلیمی بر محیط اطراف برجای خواهد گذاشت با در نظر گرفتن نیاز به حفظ محیط زیست برای نسل های آینده شناخت عملیات حفاری و آسیب های وارده ناشی از این عملیات برمحیط زیست ضرورتی اجتناب ناپذیر است . دراین مقاله سعی شده است به آلودگی های ناشی از صنعت حفاری پرداخته و نقش آنها را در تخریب محیط زیست مورد بررسی قرار دهیم و به مواردی نظیر: حداکثر تراکم مجاز مواد در هوا ،آب ، خاک و درجه زیان بر فعالیت و سلامت انسان ، استانداردهای بهداشتی، راه های اندازه گیری و تعیین مقدار آلودگی ها ، اثرات زیان بار پسماندها و اثرات زیان آور بیماریها و سرطان های که ناشی از کار درمیادین نفتی است پرداخته شود. امید است که توجه به بعضی از تجارب حفاری در ایران راه را برای یک مرور جامع شرایط کار و قوانین مربوطه هموار کرده و به نوعی در فرهنگسازی مناسب برای حفاظت از محیط زیست، بهداشت فردی و گروهی، در این فاز گذارای سریع کشور به سمت صنعتی شدن مفید باشد.
2. مواد و روش ها
واژه سیال حفاری به آن دسته از سیالاتی گفته می شود که در عملیات حفاری مورد استفاده قرارمی گیرد. اساس گل حفاری را ممکن است آب - Water Based Mud - یا روغن - Oil Based Mud - یا آب نمک - Salt- Water Based Mud - تشکیل دهد . اما بر حسب ضرورت ممکن است به آن ذرات کلوئیدی مثل خاک رس یا ذرات جامد اضافه شود و در بعضی شرایط استثنایی مواد شیمیایی هم اضافه می کنند. آب خالص و آب نمک و روغن مایعاتی هستند که به عنوان سیال حفاری مورد استفاده قرار می گیرند. آب به دلیل ویسکوزیته و چگالی کم آن مناسبترین سیال حفاری برای ایجاد چاه است . آب نمک نسبت به آب خالص مزیت بیشتری دارد چون به دلیل وجود نمک در آب 10 - ٪ - وزن مخصوص بیشتر و فشار هیدرولیکی ایجاد شده بیشتر از آب خالص می باشد.
چگونگی پذیرش مقاله به اطلاع مولف رابط خواهد رسید. با اینحال آخرین وضعیت مقالات از طریق سایت کنفرانس قابل پیگیری میباشد. در صورت پذیرش، لازم است مولفین مقاله، اصلاحات خواسته شده داوران را در نسخه نهایی و در مدت زمان خواسته شده اعمال نموده و نسخه نهایی را از طریق ایمیل کنفرانس ارسال نمایند. این تحقیق با هدف بررسی آلودگیهای ناشی از گل حفاری و ارائه روشهای مدیریتی برای تقلیل آن انجام شده است. در این راستا با انجام مطالعات کتابخانه ای، ستادی و میدانی، مراجعه به سازمان ها و مراکر مربوطه، مصاحبه با مسئولین و دست اندرکاران مرتبط با صنعت حفاری به بررسی آلودگی های ناشی از این صنعت در محیط های مختلف و تأثیر آنها بر محیط زیست پرداخته و در نهایت پس از شناسایی و بررسی آلودگیهای موجود در راستای تقلیل اثرات سوء آنها اقدام به ارائه راهکارهای مدیریتی مناسب نموده است.
3. دستاوردهای پژوهش
اجزاء تشکیل دهنده گل های حفاری شامل مایعات ، ذرات کلوئیدی ذرات جامد شامل باریت و ذرات ریز ماسه ، مواد شیمیایی - موجب کنترل فعل و انفعالات ذرات کلوئیدی همچون رس در گل حفاری - می باشند.وجود ذرات کلوئیدی در گل حفاری باعث افزایش گرانروی و چگالی می گردد که این امر موجب انتقال سریع و زیادتر ذرات حفاری از چاه می شود . خاصیت تعلیقی ذرات حفاری را بین چاه به هنگام قطع جریان گل حفاری افزایش می دهدذرات. کلوئیدی که معمولاً در ترکیب گل حفاری به کار برده می شود از جنس نبتونایت - کانی مونتموریلونایت - هستند. موارد دیگری نیز بعنوان ذرات کلوئیدی همراه به ترکیب اضافه می گردند که موجب کیفیت بیشتر این نوع گل حفاری - آب + رس - می شوند این موارد عبارتند از :
در صنعت حفاری از مواد ترکیبات شیمیایی مانند کربوکسی متیل سلوز ،CMC باگرانروی بالا ،CMC باگرانروی پایین، سنگ آهک ،کاستیک سودا، بیکربنات سدیم، بیکربنات باریم ، لیگنو سولفات فروکروم ، کربنات سدیم ، میکا ،آهک، نشاسته، فرمالوئید - HCHO - ، سولفات کلسیم ، XC-polymer - CaSo4H2O - ، اکسید کلسیم یا آهک کلسیم زنده، کرومات سدیم، فسفاتها، تترافسفات سدیم، هگزامتا ، فسفات سدیم، فروبار، نمک طعام ،کلرو کلسیم،M.C. L ، صابون مایع خاکهای رسی ،خاک رس نمکی یا آتا یو لگایت استفاده شده که کاربرد آن به شرح جدول 2 میباشد.
4. آنالیز گل حفاری
در بخش گل حفاری خواص سیال حفاری را مورد بررسی قرار می دهند و از آنجا که مثلاً بنتونیت Bentonite به تنهائی از پس کلیه وظایف گل حفاری بر نمی آید. یک سری افزودنی به گل اضافه می کنند که در این آزمایشگاه با انجام آزمایشهای مختلف ترکیب یک گل با خصوصیات مورد نظر بدست می آورند. مثلاً یکی از افزودنیها CMC می باشد که برای افزایش viscosity به گل اضافه است. از خواص دیگر گل می توان به موارد زیر اشاره کرد :
viscosity - گرانروی - که در دورRPM 600 اندازه گیری می شود با استفاده از دستگاه Rheometer انجام می گیرد. - یکی دیگر از خواص گلPlastic viscosity است - تعیین yield point یکی دیگر از خواص گل حفاری است هرچه yield point بالاتر باشد حمل قطعات وcuttings توسط گل راحت ترصورت می گیرد.از خواص مهم گل mud filtrate است که با دستگاه API Standard filter press اندازه گیری می شود. Mud filtrate مقدار آبی است که سیال حفاری در حین circulation از دست می دهد. در دستگاه مورد نظرگل را داخل یک محفظه می ریزند و مقدار آبی که در زمان 30 دقیقه تحت فشارpsi 100 از گل جدا می شود برحسب cc/30 min گزارش می گردد. همچنین دراین آزمایش ضخامت mud cake را نیز اندازه گیری می کنند. با افزودن یک سری مواد می توان ضخامت mudcake را کاهش داد. از خصوصیات دیگر گل حفاری استحکام ژله ای گل است. یکی دیگر از دستگاههایی که برای اندازه گیری هرز روی و بهینه کردن آن بکار می رود تا آن را به حداقل برساند - tester - BMT bridging material می باشد. در این دستگاه برای هر نوع سازندی یک مدل اختیار می شود. مثلاً برای سازند ماسه سنگی یک مدل گلوله ای را در نظر می گیرند و میزان هرز روی گل را از داخل این مدل اندازه گیری می کنند. خواص مکانیکی گل که باید در آزمایشگاه تعیین شود عبارتند از :
