Охрана недр и окружающей среды, охрана труда и техника безопасности

Охрана недр и окружающей среды

Забота государства об охране окружающей среды отражена в Основном Законе нашей страны.

Согласно Положению СН-459−74 при бурении поисковых, разведочных и параметрических скважин под каждую скважину отводится площадь в 3,5 га.

Управление разведочного бурения обязано до начала строительства скважин согласовать с землепользователем и организациями, осуществляющими государственный контроль за использованием земель, отвод площади в 3,5 га под буровую установку, трассу с целью переброски бурого оборудования для монтажа и дорогу для движения автотранспорта.

Специальной комиссией решается вопрос о мощности требующего снятия плодородного слоя с последующей рекультивацией в годичный срок. А также после окончания бурения убрать использованную территорию от металлолома, вывезти шлам, раствор.

Затраты на рекультивацию земель по восстановлению их плодородия, а также на снятие плодородного слоя почвы, его хранение и перенесение на рекультивируемые земли при проведении поисково-разведочных работ следует предусмотреть в сметно-технической документации [10, 11].

Своевременное оформление на отвод земель, постоянный контроль за охраной окружающей среды, рациональным использованием природных богатств, рекультивацией и сдачей земель землепользователю согласно законодательства возлагается на геологическую службу OSC и топомаркшейдерскую группу.

Для предотвращения загрязнения территории сточными водами, буровым раствором, химреагентами предусматривается:

а) циркуляцию бурового раствора осуществлять по замкнутой циркуляционной системе;

б) бетонирование (корка не менее 10 см) площади под буровую с устройством бетонированных желобов для стока вод и раствора в шламовый амбар;

в) для сбора вод выбуренной породы (шлама) — строительство шламового амбара объемом 1000 м³.

Во избежание фильтрации жидкости из амбара предусматривается дно и стенки заглинизировать и зацементировать с созданием корки толщиной не меньше 3 см.

Во время бурения, в целях охраны окружающей среды, химреагенты следует хранить в специальном герметичном помещении и не допускать рассыпания их на территории буровой. На выхлопных трубах дизелей необходимо установить фильтраты, закрепить эксплуатацию дизелей, выбрасывающих солярку с отработанным газом.

Все имеющиеся амбары, или им подобные земляные котлованы при бурении и опробовании скважин должны быть ограждены и установлены отпугивающие устройства во избежании попадания в них животных и птиц.

Основные источники воздействия на окружающую природную среду при бурении скважин.

Поисково-разведочные работы, разбуривание нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений является потенциально экологически опасными видами работ и сопровождаются воздействием на все компоненты окружающей природной среды:

• — происходит нарушение почвенно-растительного покрова, природного ландшафта на буровой площадке и по трассам перевозки грузов;
• — происходит загрязнение почв, грунтов, горизонтов подземных вод, поверхностных водоемов и водотоков, атмосферного воздуха химическими реагентами, используемыми при проходке скважин, буровыми и технологическими отходами, а также природными веществами, получаемыми в процессе испытания скважин;
• — нарушается температурный режим экзогенных геологических процессов (термокарст, термоэрозия, просадки и др.) с их возможным негативным проявлением (открытое фонтанирование, грифонообразование, обвалы стенок скважин);
• — происходит загрязнение недр и окружающей среды в результате внутрипластового перетока и выхода флюида из ликвидированных скважин;

При строительстве нефтяных и газовых скважин основными источниками загрязнений природной среды являются:

при бурении скважин:

• — блок приготовления и химической обработки бурового и цементного растворов (гидроциклон, вибросит);
• — циркуляционная система;
• — насосный блок (охлаждение штоков насосов, дизелей);
• — устье скважины;
• — запасные емкости для хранения промывочной жидкости;
• — вышечный блок (обрыв инструмента, явление сифона при подъеме инструмента);
• — отходы бурения (шлам, сточные воды, буровой раствор);
• — емкости горюче-смазочных материалов;
• — двигатели внутреннего сгорания;
• — пароподогревающая установка (котельная);
• — химические вещества, используемые при приготовлении буровых растворов;
• — топливно и смазочные материалы;
• — хозяйственно-бытовые сточные воды;
• — твердые бытовые отходы;

при испытании скважины:

— перетоки по затрубному пространству и нарушенным обсадным колоннам;

• — фонтанная арматура;
• — факельная установка;
• — нефть, газ, конденсат, получаемые при испытании скважин;
• — минерализованные пластовые воды;
• — продукты аварийных выбросов скважин (пластовые флюиды, тампонажные смеси);

при ликвидации и консервации скважин:

• — негерметичность колонн, обсадных труб, фонтанной арматуры;
• — задвижки высокого давления;
• — закупорка пласта при вторичном вскрытии;
• — прорыв пластовой воды и газа из газовой шапки, нефти и газа, конденсата, минерализованной воды.

Процесс бурения скважин, несомненно, оказывает на природные комплексы многогранное влияние. При проведении буровых работ основные нарушения почвенно-растительного покрова будут связаны с работой автомобильного транспорта, отсыпкой дорог и буровых площадок, при транспортировке бурового и технологического оборудования. Кроме того, сильным фактором нарушения почвенно-растительного покрова является дорожная дигрессия, загрязнение подстилающей поверхности вследствие аварийных сбросов на почвы различного рода загрязнителей: продукции скважин, ГСМ, шламовых отходов, буровых растворов и т. п.

В целях защиты почв от воздействия технологического процесса предусматривается ряд природоохранных мер и мероприятий для уменьшения воздействия на почвы, как:

• — формирование искусственной насыпной площадки;
• — сбор и хранение отходов бурения в шламовых амбарах;
• — захоронение отходов бурение в шламовых амбарах;
• — для предотвращения загрязнения почв химическими реагентами, их транспортировка и хранение производится в закрытой таре (мешки, бочки);
• — отходы подвергаются отверждению в соответствующих амбарах с целью обезвреживания и захороняются в гидроизолированных накопителях шлама;
• — все образующие отходы собираются в шламовый амбар объемом 3000 м³. Дно и стенки амбара обваловываются естественным грунтом высотой 1 м, шириной 1,5 м и огораживаются.
• — горюче-смазочные масла (ГСМ) привозятся с вахтового поселка на буровую в автоцистернах и перекачиваются в специальные закрытые емкости для ГСМ, от которых по герметичным маслопроводам производится питание ДВС.

Основные правила безопасной эксплуатации бурового оборудования За последние годы достигнуты значительные успехи в области создания безопасных условий труда в бурении вследствие внедрения новой техники, пневматических систем управления, разработки и оснащения производств контрольно-измерительной, регистрирующей, ограничительной и др. аппаратурой многих видов.

Дальнейшее внедрение новых видов оборудования, автоматизация и механизация технологических процессов в бурение сыграют немалую роль в деле снижения травматизма.

При бурении нефтяных и газовых скважин значительное число несчастных случаев происходит в процессе эксплуатации оборудования. Правильный монтаж, своевременный осмотр оборудования и уход за ним создают условия для последующей безопасной работы. Поэтому перед вводом в эксплуатацию вновь смонтированной буровой установки необходимо проверить укомплектованность её приспособлениями и устройствами по технике безопасности, элементами малой механизации, контрольно-измерительными приборами и запасными ёмкостями.

Перед началом бурения буровой мастер должен иметь следующие документы:

• 1) акт о заложении скважины;
• 2) геолого-технический наряд;
• 3) утверждённую схему расположения бурового и силового оборудования.

Бурение скважин Основные причины несчастных случаев следующие:

• 1) отсутствие ограждений движущихся частей бурового оборудования, их неисправность или же несоответствие условиям работы;
• 2) недостатки в содержании рабочего места;
• 3) падение с высоты различных предметов, оставленных на площадках выше незакреплёнными, а также детали вышки и обшивки буровой;
• 4) отсутствие или неисправность контрольно-измерительных приборов для наблюдения за параметрами производственного процесса;
• 5) нарушение требований технологии бурения;
• 6) применение опасных приёмов труда;
• 7) нарушение трудовой дисциплины (состояние алкогольного опьянения и т. д.)

Для обеспечения безопасности и безаварийной работы членов буровой бригады, прежде чем приступить к проводке очередной скважины, необходимо изучить (ГТН) геолого-технический наряд, чётко распределить обязанности между членами вахты, проверить наличие и исправность ограждений, приспособлений и устройств по технике безопасности, наличие и исправность контрольно-измерительных приборов (манометров, индикатора веса, амперметров, вольтметров). На буровой необходимо иметь резервуары для содержания рабочего и запасного объёмов бурового раствора, а также устройства для перемешивания и обогрева при низких отрицательных температурах.

При бурении скважин, которыми предполагается вскрытие зон с возможными нефтегазопроявлениями или продуктивных горизонтов на вновь разбуриваемых площадях, а также при бурении на газовых и газоконденсатных месторождениях, месторождениях, содержащих (Н2S) сероводород и других агрессивных и токсичных компонентов на буровой необходимо иметь постоянный запас бурового раствора в количестве, равном объему скважины.

На территории буровой также должен быть запас утяжелителей и химических реагентов.

Устье скважины, в которой ГТН-ом предполагается нефтегазопроявления, следует оснастить противовыбросовым оборудованием (превенторами), а под ведущей трубой установить обратный клапан (шаровый кран).

Буровые установки, применяемые в нефтяной промышленности, в зависимости от глубины бурения, существенно различаются по конструкции также видам привода, установленной мощностью, параметрами бурового оборудования и др. Шум и вибрация, действующая на буровых, во многом определяются перечисленными выше факторами, а также видом бурения, характером выполняемых технических операций, техническим состоянием буровых машин и механизмов.

Шум на буровой площадке обусловлен акустической активностью двигателей, привода, лебедки и ротора, шумом, излучаемым лебедкой при (СПО) спуско-подъемных операциях и ротором при бурении.

Существенное влияние на создаваемый шум оказывает работа механизма, пневмосистемы, включая автоматический буровой ключ АКБ-3 с пневмоприводом.

Уровни вибрации определяются режимом работы и нагружения двигателей и, соответственно, скоростями спуска-подъёма талевого блока и нагрузкой на крюке.

Наиболее интенсивная вибрация наблюдается в зоне дизелиста, на посту бурильщика и у буровых насосов, если они смонтированы на раме.

На установках с дизельным приводом параметры вибрации при бурении определяются работой дизелей и режимом работы бурового ротора. Уровни вибрации находятся в прямой зависимости от частоты вращения стола ротора при механическом бурение и от скорости подъёма талевого блока, при спуске и подъёме бурильной колонны.

При бурении на характер вибрации и её значения существенное влияние оказывает твёрдость разбуриваемых пород, она резко возрастает, колебания принимают ударный характер.

Таким образом, проблема виброзащиты членов буровой бригады сводится к снижению уровня вибрации на рабочем месте бурильщика и в рабочей зоне дизелиста. Вибрация может быть уменьшена путём усиления рамы, блоков и повышения жёсткости настила путём приварки снизу рёбер жёсткости.

Вредные вещества, применяемые в бурении Для создания промывочных жидкостей и поддержания на нужном уровне их свойств используется множество органических и неорганических веществ.

Органические вещества наиболее распространённые: производные целлюлозы (карбоксилметилцеллюлоза-КМЦ), крахмальные реагенты (модифицированный крахмал-МК и др.), реагенты на основе акриловых полимеров (гипан, метан), реагенты на основе гуминовых кислот (УЩР), нефть, дизельное топливо и др.

В качестве добавок к промывочной жидкости неорганические вещества, как щелочи (каустическая сода, NaOH; гидрат окиси калия KOH), гашенная и негашенная известь, поваренная соль (NaCl), хлористый кальций (CaCl2), хлористый магний (бишофит, MgCl), мел (CaCO3), гипс (CaSO4 х 2H2O), соли хрома (хроматы, бихроматы, хроматы натрия и калия), барит, пенообразующие вещества (сульфанол, окисленый петролатун и др.).

Основными промывочными жидкостями в большинстве случаев являются водные алюмосиликаты (так называемые глинопорошки). В процессе крепления скважины для ликвидации поглощений промывочной жидкости используют цемент, а для регулирования свойств цементного раствора такие вещества как, гитан, лигносульфонаты кальция, нефть, пластификаторы, бихроматы натрия или калия для улучшения прокачиваемости цементных растворов, КМЦ, ОКЗИЛ, различные ПАВ — для увеличения сроков загустевания и схватывания.

Бентонит, мел, тонкодисперсный кремнезем (трепел, опока, диатомит) — для увеличения водосодержания цементного раствора и др.

Для изоляции пластов при проходке используют жидкое стекло, а для ликвидации прихватов бурильного инструмента — концентрированную соляную кислоту, нефть, дизельное топливо.

Герметизация резьбовых соединений обсадных труб достигается при помощи смазки УС-1, состоящей из компаунда К-153, отвердителя и наполнителя.

Вредные вещества в процессе строительства скважины могут поступать в рабочую зону в качестве продуктов сгорания топлива (в котельных установках, газовых турбинах, ДВС — двигатель внутреннего сгорания): двуокиси углерода (СО2), окосил углерода (СО), каменноугольной смолы.

Кроме того, при ненормально проходящем технологическом процессе возможно поступление вредных веществ на рабочие площадки из недр углеводородов (метан), сероводорода и др.

Защита от воздействия вредных веществ на производстве ГОСТ 12.1.005−76 «Воздух рабочей зоны выделяет технологические, технические и объёмно-планировочные средства нормализации воздуха рабочей зоны и индивидуальные средства защиты от вредных примесей. Названные средства нормализации должны обеспечить отсутствие вредных примесей или, в крайнем случае, их наличие в количествах, не превышающих ПДК — предельно-допустимых концентраций.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ-12.1.005−76 считаются концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течении 2 часов или при другой продолжительности (но не более 41 часа в неделю) в течение рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых своевременными методами исследований в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

В ГОСТе приводятся ПДК 646 вредных веществ и 57 аэрозолей. Технологические методы нормализации воздуха рабочей зоны должны исключать или редко ограничивать процессы и операции, сопровождающиеся выбросом в рабочую зону вредных газов, паров, аэрозолей.

При изготовлении промывочных жидкостей непосредственно на буровой следует тщательно подобрать их компоненты, по возможности, исключая наиболее вредные вещества и заменив их сходными по действию на промывочные жидкости, но менее вредными веществами.

Технологические процессы приготовления и использования промывочных жидкостей на буровой должны исключать их разлив и выделения из них вредных паров и газов.

Для этого следует:

— вводить закрытые системы приготовления и циркуляции промывочных жидкостей;

— перед подъемом бурового инструмента для предотвращения сифонов и переливов из труб заменять раствор в скважине до выравнивания его плотности в трубах и затрубном пространстве;

• — тщательно очищать промывочные жидкости перед закачкой их в скважину с тем, чтобы не закупорить отверстия в забойном двигателе и долоте и не вызвать сифона при подъеме инструмента;
• — поднимать инструмент с очисткой поверхности бурильных труб от промывочной жидкости при помощи резиновых обтураторов;
• — быстро удалять с рабочих поверхностей разлитые промывочные жидкости и реагенты;

— случайно поступающие вместе с промывочной жидкостью газы необходимо немедленно из неё выводить (дегазация) и удалять или нейтрализовать (в случае поступления сероводорода), пропуская через раствор извести;

— устанавливать контроль за количеством вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их концентрации при помощи переносных газоанализаторов или газосигнализаторов;

— отбор проб целесообразно вести одновременно с контролем параметров промывочной.

жидкости.

Технологические методы нормализации воздуха на буровой предполагают механизацию вредных и трудоемких процессов, приготовления, очистки дегазации промывочных жидкостей, введение в них реагентов, приготовление цементных растворов.

Так, для приготовления и утяжеления промывочных жидкостей промышленностью начат выпуск блока приготовления раствора (БПР) с герметичными бункерами для хранения материалов, реагентов и раствором ёмкостью по 25 и 40 м³.

Герметизация оборудования и коммуникаций.

Герметизация соединений оборудования и коммуникаций обеспечивается постоянным малым зазором, лабиринтным уплотнением, прижатием к уплотняемой поверхности колец, манжет и набивок (сальниковые уплотнения).

Уплотнения с постоянным малым зазором применяют при отсутствии значительных температурных колебаний.

Лабиринтные уплотнения используются для герметизации оборудования с быстровращающимися валами при высокой температуре рабочей среды, а также для герметизации ответственных неподвижных неразъемных соединений (фонтанной арматуры, обвязки буровых насосов и др).

Для сальниковых набивок используются шнуры, из асбеста, пеньки, полиэтилена и других материалов.

В нефтяной и газовой промышленности наибольшее количество разъемных соединений приходится на трубопроводы. Резьбовые соединения трубопроводов уплотняются путем подмотки пеньковых и льняных промасленных волокон, а также применения белил и специальных паст. Фланцевые соединения уплотняются посредством картона резины и других материалов. Фланцевые соединения, работающие при высоких давлениях, уплотняются металлическими концами.

Меры по обеспечению пожарной безопасности отдельных технологических процессов.

Основными технологическими процессами в нефтяной и газовой промышленности является бурение нефтяных и газовых скважин, процессы добычи, подготовки и транспортировки нефти и газа, а также связанные с осуществлением этих процессов строительно-монтажные и ремонтные работы.

Опасность возникновения пожара связана с возможностью открытого газонефтяного фонтана из-за нарушения технологии бурения (несвоевременной подкачки бурового раствора во время подъема бурильного инструмента или неудовлетворительного качества раствора,.

неумелого применения нефтяных ванн для освобождения прихваченного инструмента), неисправности противовыбросового оборудования или несвоевременного использования его для предотвращения выбросов и открытых фонтанов и др.

Пожары на буровых установках могут возникнуть также связи с применением нефти, дизельного топлива и других горючих материалов вследствие нарушения этих материалов или правил монтажа и эксплуатации оборудования (неправильного устройства выхлопных труб от ДВС, отсутствия или неисправности искрогасителей и т п). Для обеспечения пожарной безопасности площадка, предназначенная для монтажа буровой установки освобождается от надземных и подземных трубопроводов и кабелей, очищается от леса кустарника и травы в радиусе не менее 50 м. Вокруг вышки и других наземных сооружений устраиваются площадки шириной 10−12м. Сгораемые конструкции привышечного сарая обрабатываются защитным составом. Площадка для хранения горюче-смазочных материалов располагается не ближе 20 м, от любых объектов и сооружений буровой обваливается во избежание разлива нефтепродуктов по территории. Выхлопные трубу двигателей оборудуются искрогасителями, а выхлопные отводятся на расстояние 15 м от стены машинного сарая (при вертикальной прокладки выхлопных труб).

В местах прохода выхлопных труб через стену, полы и крышу помещения между трубой и сгораемыми конструкциями оставляется зазор не менее 15 см, а трубы обвертываются асбестом.

При использовании нефтяных ванн должны соблюдаться меры, исключающие возможность выброса или разлива нефти. В частности нефть закачивается в скважину по шлангам, выполненным из специального каучука или по металлическим шлангам с быстросъемными соединениями, а продавливается утяжеленным раствором. Если нефтяная ванна устанавливается в ночное время, то место проведения работ освещается прожекторами.

Трубы, по которым нефть наливается в емкости и перекачивается в скважину, надежно заземляются. Пролитая нефть смывается струей воды, загрязненные места засыпаются песком или тщательно проветриваются.

При бурении скважин с применением промывочных растворов на углеводородной основе желобная система и приемные ёмкости закрываются с целью предотвращения испарения легких углеводородных фракций. Около подъездных путей к буровой установке, вокруг последней устанавливаются щиты с надписями о необходимости строгого соблюдения правил пожарной безопасности.

Дизельное топливо и нефтепродукты для приготовления раствора хранятся не ближе 40 м от буровой установки. На такое же расстояние от установки удаляется промывочный раствор с выбуренной породой. Во время приготовления промывочного раствора на углеводородной основе принимают меры по предупреждению образования искр и других источников воспламенения.

В процессе бурения систематически измеряют температуру выходящего из скважины раствора. Превенторы проверяются на герметичность и надежность в работе перед каждым спуском и подъемом инструмента, но не реже чем одного раза в смену. Результаты проверок заносятся в журнал бурения скважины.

При бурении скважины с возможными газопроявлениями проводят непрерывный анализ воздуха на рабочей площадке с помощью газоанализатора. В случае обнаружения газа в количестве 20% от нижнего предела взрываемости буровые работы приостанавливают и принимают меры по выявлению и устранению мест утечек.

При эксплуатации нефтяных и газовых скважин определенная пожарная безопасность возникает в процессе освоения и возбуждения скважин, т. к. при этом возможно открытое фонтанирование скважины, разливы нефти, используемой для промывки скважины, а также внутрискважинные взрывы газовоздушной смеси (при возбуждении скважины нагнетанием воздуха) и другие случаи.

Тушение пожаров нефтяных и газовых фонтанов.

При нефтяных фонтанах большая часть нефти не успевает сгореть в струе и падает на землю, растекаясь и охватывая пожаром большие площади. Поэтому, прежде всего приступают к обваливанию зоны фонтана при помощи бульдозеров, постоянно омываемых струями воды.

Нефть, накапливающаяся внутри обваливания, отводят в амбары (вместимостью 10-суточного дебита фонтана), сооружаемые в 150−200м от устья скважины. Отводят нефть при помощи труб (иглофильтров) которые пропускают в основание обваливания. Далее обваловую площадь постепенно уменьшают, передвигая валы постепенно к устью скважины и при минимальной площади поверхности нефти (десяти квадратных метров) её начинают забрасывать крупными камнями, кусками металла, мешками с песком. Большая часть нефти отводится по иглофильтрам, меньшая часть и газ продолжают гореть на поверхности песка и металла, накаляя их.

Применявшиеся до последнего времени методы тушения заключались в подаче 2−10 струй воды на раскаленный песок и металл; бурного парообразования и обволакивания паром фонтана, горение нефти часто удавалось прекратить после одной — двух атак.

Иногда применяли взрыв разряда взрывчатого вещества вблизи от устья скважины для того, чтобы оторвать пламя от струи, создав на короткое время прослойку инертных газов между горящей и негорящей частями фонтана. В последнее время успешно внедряется метод тушения пожаров нефтяных фонтанов при помощи АГВТ.

Использование АГВТ показало высокую эффективность при тушении газовых и газонефтяных фонтанов. Перед тушением таких фонтанов расчищают территорию вокруг устья, формируют струю фонтана (она бывает раздробленной при истечении сквозь различные препятствия — ротор, обломки валика, вертлюг и т. д.), готовят запас воды (до 500−600м3) для подачи в АГВП, готовят технику и арматуру для ликвидации фонтана после его тушения.