مقاله شناخت پساب های تولیدی صنایع نفت و گاز و راه های کاهش آن

بخشی از مقاله

شناخت پساب هاي تولیدي صنایع نفت و گاز و راه هاي کاهش آن

چکیده

طی فرآیند اکتشاف و حفاري چاه هاي نفت و گاز پسماند هاي مایع و جامد زیادي تولید می شوند، که در دراز مدت باعث آسیب زدن به محیط زیست گیاهی و جانوري می شود. این پسماند هاي تولیدي اغلب در گودال هاي مخصوصی تخلیه می شوند. در صورت عدم مدیریت صحیح در طراحی، ساخت و استفاده از این گودال ها، منجر به آسیب جدي به خاك، آب، گیاهان، جانوران و انسان می شوند. در این مطالعه سعی شده با معرفی و شناخت انواع گودال هاي مورد استفاده در صنعت نفت وگاز، انواع مواد سمی حاصل از پسماند ها، اثر مواد سمی موجود در پسماندها بر روي انسان و راهکار هاي مدیریت وکاهش آلودگی ها ارئه گردد.

از جمله این راهکارها حفر این گودال ها در مناطق دور از آب هاي سطحی،کشاورزي و باتلاق ها، طراحی دقیق و استفاده از مصالح مرغوب در هنگام ساخت گودال، فنس کشی مناسب، استفاده از مخازن دربسته، استفاده از سیستم هاي حفاري بدون گودال، استفاده از مخازن فولادي دو لایه جهت ذخیره سازي پساب ها، استفاده از فناوري هاي نوین مانند نانو ذرات مغناطیسی جهت تصفیه یا غیر فعال کردن مواد سمی و فلزات سنگین درهنگام انجام این عملیات ها، اشاره کرد.

واژه هاي کلیدي: حفاري نفت، پسماند هاي حفاري، آلودگی هاي زیست محیط

‐1 مقدمه

در رشته عملیات اکتشاف تا حفاري و بهره برداري از یک چاه نفتی آلودگی هاي زیست محیطی زیادي به وجود می آید که باعث به خطر افتادن خاك، آب، گیاهان و سلامت انسان می شود. تخلیه این آلودگی ها یا پسماند ها که به دو صورت جامد و مایع می باشند، در داخل گودال هاي مخصوص صورت می پذیرد. در صورت رعایت نکردن اصول استاندارد ساخت و تجهیز این گودال ها، و پر شدن یا پارگی دیواره آن ها منجر به نفوذ این آلودگی ها از قسمت هاي سطحی به عمق و در نتیجه آلودگی آب هاي سطحی و زیر زمینی شوند.در چاه هاي در حال حفاري، تعمیر یا تکمیل تعداد گودال مورد استفاده بیشتر از یک گودال می باشد و با احتساب تعداد دکل هاي ایران که نزدیک به چهار هزار می باشد وسعت این آلودگی ها خود نمایان می شود.

-2 روش و مراحل انجام تحقیق

ما در این مقاله به بررسی انواع گودال ها در صنایع نفت وگاز، انواع سیلات مورد استفاده، ذرات تشکیل دهنده سیال، مواد معدنی موجود در سیال، اثر این سیالات بر سلامتی انسان و راهکارهاي کاهش آن به تحقیق پرداخته ایم.

-3 ارائه و تحلیل نتایج

1-3 انواع گودال

گودال هاي مورد استفاده در صنایع نفت وگاز برحسب کاربرد آن ها مانند حفاري، تعمیر و تکمیل چاه و بعضی نیز محلی براي ذخیره پسماند ها مورد استفاده قرار می گیرند،که هرکدام ساختار متفاوتی نسبت به یکدیگر دارند دارند مانند گودال آتش،گودال ذخیره وگودال جمع آوري سیالات حفاري.

گودال هاي مورد استفاده در صنعت نفت وگاز به انواع زیر تقسیم بندي می شوند.

 گودال رسوبات پایه: جهت ذخیره سازي رسوبات پایه که در مجاورت یک مخزن قرارگرفته است.

 گودال آب دریا: گودالی است براي ذخیره آب دریا جهت تزریق به مخازن با هدف ازدیاد برداشت.

 گودال جمع آوري: گودالی با هدف جمع آوري پسماند هاي نفتی.

 گودال تعمیر و تکمیل: هنگام تعمیر و یا تکمیل چاه جهت ذخیره سازي آب دریا، پارافین، گل ولاي و... .

 گودال مشعل: گودالی که یک مشعل دارد و براي مایعاتی که قصد سوزاندن آن را نداریم مورد استفاده قرار می گیرد.

 گودال اضطراري ذخیره آب نمک: جهت ذخیره سازي آب نمک تولیدي.

 گودال آب تازه جبرانی: براي ذخیره سازي آب تازه مورد استفاده سیالات حفاري به کار گرفته می شود.

 گودال گردش گل: جهت ذخیره سازي سیال حفاري مورد استفاده قرار می گیرد.

 گودال تبخیر: نگه داري در تاسیسات فرآوري گاز.

 گودال دفن سیالات.

 گودال ذخیره سیالات حفاري.

 گودال تخلیه آب نمک.

 گودال جدا کننده نفت.

 گودال باقی مانده ها.

 گودال میعانات آبی. 1]و[2

2-3 انواع سیالات مورد استفاده در صنعت حفاري

واژه سیال حفاري به آن دسته از سیالاتی (آب، روغن، آب نمک)گفته می شود که در عملیات حفاري مورد استفاده قرارمی گیرد.

انواع بسیاري ازسیالات حفاري به صورت روزانه استفاده و به کار می روند. برخی از چاه ها نیاز به انواع مختلف سیال حفاري درعمق هاي مختلف خود می باشند یا اینکه نیاز دارند از ترکیب چند سیال مختلف حفاري استفاده کنند.

آب خالص، آب نمک و روغن مایعاتی هستند که به عنوان سیال حفاري مورد استفاده قرار می گیرند. آب به دلیل ویسکوزیته و چگالی کم آن مناسب ترین سیال حفاري براي ایجاد چاه است. آب نمک نسبت به آب خالص مزیت بیشتري دارد چون به دلیل وجود نمک در آب 10)درصد) وزن مخصوص بیشتر، و فشار هیدرولیکی ایجاد شده بیشتر از آب خالص می باشد.

انواع مختلف سیال حفاريمعمولاًبه چنددسته تقسیم می شوند:

هوا: هواي فشرده یا از فضاي حلقوي حفره یا ازطریق ساق حفاري به داخل چاه پمپاژ می شود.

هوا/ آب: مانند حالت بالاست، فقط آب را جهت افزایش ویسکوزیته، تمیزکردن حفره، خنک کاري بهتر وکنترل گرد و خاك به هوا اضافه می کنند.

هوا/ پلیمر: یک ماده شیمیایی با فرمول خاص که معمولا به عنوان پلیمر نامیده می شود، به مخلوط آب و هوا جهت ایجاد شرایط خاصی اضافه می گردد. عامل کفزا مثال خوبی از یک پلیمر است.

آب: آب، خود به تنهایی گاهی اوقات مورد استفاده قرارمی گیرد.[3 ]

گل پایه آبی :( WBM)

ابتدایی ترین سیستم گل پایه آبی اینگونه شکل می گیرد: آب، سپس رس، دیگر مواد معدنی را براي ساختن مخلوط همگن به آب اضافه می کند و حالتی مشابه شیرکاکائو یا آبجو (بستگی به ویسکوزیته سیال دارد) پیدا می کند. خاك رس (که به شکل سنگ شیل نامیده می شود) معمولا ترکیبی از خاك هاي رس محلی است که در سیال هنگام حفاري معلق می شود یا اینکه رس هاي ویژه اي هستند که براي سیستم هاي گل پایه آبی طراحی شده و فروخته می شوند. معمول ترین آنها »بنتونایت« است که معمولا آن را »ژل« می نامند. ف

کلمه ژل به دلیل این واقعیت به کار می رود که هنگام پمپ کردن سیال، بسیار رقیق است و آزادانه جریان می یابد (مانند شیر شکلات) اما هنگامی که پمپ خاموش می شود، سیال ساکن ساختاري مانند ژل به خود می گیرد که در مقابل حرکت مقاومت می کند. هنگامی که نیروي پمپ مناسبی براي شکستن ساختار ژل اعمال می شود. جریان دوباره آغاز می شود و سیال دوباره به حرکت آزادانه خود ادامه می دهد. بسیاري از مواد شیمیایی دیگر (مانند فرمیت پتانسیم) به سیستم پایه آبی اضافه می شوند تا آثار گوناگونی را براي ما بر روي سیال ایجاد کنند، آثاري مانند: کنترل ویسکوزیته، پایداري طبقات شیل، بهبود نرخ حفاري ، خنک کاري و روان کاري تجهیزات. ف

گل پایه روغنی(: (OZM

گل پایه روغنی می تواند گلی باشد که سیال مبناي آن محصول نفتی مانند دیزل است. گل هاي پایه روغنی به دلایل زیادي مورد استفاده قرار می گیرند، برخی روانکاري را افزایش می دهند، کنترل لایه هاي شیل را بهتر می کنند و توانایی تمیزکاري بهتر را با ویسکوزیته کمتر دارند. گل پایه روغنی همچنین در برابر حرارت مقاومت بیشتري دارد. استفاده از گل پایه روغنی نیاز به توجه خاصی دارد، مثلا هزینه و عدم ایجاد مشکلات محیط زیست.

گل پایه ترکیبی(: (SBM

سیال پایه ترکیبی، هنگامی است که گل داراي سیالی است که روغن مصنوعی اساس آن می باشد. بیشترین کاربرد این نوع در دکل هاي دریایی است زیرا خواص گل پایه روغنی را دارد اما مسمومیت و خطر بخارات سیال بسیار کمتر از سیال پایه روغنی است. این امر هنگامی که افراد در یک فضاي بسته اي مانند دکل حفاري دریایی مشغول کار هستند اهمیت دارد. بر روي دکل

حفاري گل از گودال هاي گل به درون ساق حفاري پمپ می شود و از نازل هاي مته با فشار خارج می شود و باعث تمیز و خنک کردن مته می شود، سپس تکه هاي بریده شده سنگ در cuttings را از فضاي حلقوي میان ساق حفاري و دیواره چاه بالا می برد و از چاه خارج می کند. سپس کنده هاي حفاري توسط الک لرزان یا تکنولوژي هاي جدید تر حمل رس جدا شده و گل به گودال گل برگردانده می شود. این گودال ها به ذرات ریز حفاري شده اجازه ته نشین شدن می دهند، همچنین این گودال ها جایی هستند که مواد شیمیایی جهت درمان گل به آن اضافه می شوند. گل برگشتی می تواند شامل گازهاي طبیعی یا دیگر مواد قابل اشتعال باشند که این مواد اطراف الک لرزان یا دیگر جاهاي محیط کار جمع می شوند. به دلیل خطر آتش سوزي یا انفجار در صورت شعله ور شدن آنها، حسگرهاي محافظتی و تجهیزات ضد حریق معمولا نصب می شوند، به کارگران همه توصیه می شود احتیاط لازم را بکنند. سپس گل دوباره به درون چاه به گردش در می آید. پس از آزمایش، گل بصورت دوره اي جهت تضمین بازده بهتر و بیشتر حفاري ، ثبات حفره و دیگر نیازها ، توسط مواد شیمیایی درمان می شود.4 ]ب

ف

3-3اجزاء تشکیل دهنده گل هاي حفاري

اجزاء تشکیل دهنده گل هاي حفاري شامل مایعات ، ذرات کلوئیدي ذرات جامد شامل باریت و ذرات ریز ماسه ، مواد شیمیایی (

موجب کنترل فعل و انفعالات ذرات کلوئیدي همچون رس در گل حفاري ) می باشند.که درجداول زیراثر هر کدام را بر روي سیال حفاري به طور خلاصه شرح داده ایم.[3]

جدول-1 اثرذرات تشکیل دهنده گل حفاري برگل