Повышение безопасности разработки нефтегазовых месторождений совершенствованием методов утилизации нефтешламов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат технических наук Хурамшина, Людмила Владимировна

• Хурамшина, Людмила Владимировна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хурамшина, Людмила Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

1 .ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДА БАШКОРТОСТАНА

1.1. Условия добычи нефти

I 1.1.1 .Краткая характеристика района деятельности

1.1.2.Геолого-промысловая характеристика

1.1.3 .Особенности нефтеносности Шкаповского месторождения

1.1.4 .Характеристика геолого-физических и физико-химических свойств пластовых систем

1.1.5.Текущее состояние разработки нефтяных месторождений (интегральные показатели)

1.1.6.Состояние разработки Шкаповского нефтяного месторождения

1.2 Совершенствование технологий повышения эффективности разработки и добычи нефти на рассматриваемом месторождении 29 1.2.1.Оценка эффективности применения методов увеличения нефтеотдачи

1.2.2. Анализ результатов вибросейсмовоздействия на Шкаповском нефтяном месторождении

1.3.Характеристика производственной среды, анализ опасностей и производственных вредностей на предприятии

1.3.1.Мероприятия по обеспечению безопасности производства, а так же безопасной эксплуатации установки по переработке нефтешлама

1.3.2.Анализ надежности защиты работников нефтедобывающих предприятий в чрезвычайных ситуациях

1.3.3.Мероприятия по охране окружающей природной среды в Аксаковском УДНГ

2.НЕФТЕШЛАМЫ КАК ГЛАВНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

2.1. Подготовка нефти, газа и воды

2.1.1. Общая схема подготовки нефти

2.1.2. Процессы, протекающие при подготовке нефти

2.1.3. Источники образования нефтешлама и его хранение

2.2. Методы переработки нефтешлама 75 2.2.1 .Описание установки по переработке нефтешламов «КХД Хумбольд Бедаг» 83 2.2.2. Описание установки по переработке нефтешламов «Альфа Лаваль»

2.3. Мероприятия по утилизации нефтешлама 87 2.3.1.Область применения, продукты переработки и утилизации нефтешлама

2.4. Способ захоронения токсичных промышленных отходов

3.СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМОВ

3.1 .Задача и ожидаемый технический результат

3.2.0писание установки для исследования

3.3.Комплекс исследований, результаты опытов

3.4. Применение технологии на основе многоатомных спиртов для увеличения нефтеотдачи слоисто-неоднородных слаборасчлененных пластов

4.0ЦЕНКА ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМА

4.1.Оценка предотвращенного эколого-экономического ущерба в результате осуществления мероприятий по утилизации 121 нефтешлама

4.2.0рганизационно-экономические вопросы утилизации нефтешлама на нефтедобывающих предприятиях

4.2.1.Основные технико-экономические показатели установки утилизации нефтешлама

4.2.2.Сравнительная характеристика методических подходов к оценке стоимости нефтешлама

4.2.3.0ценка стоимости нефтешлама в 1997-2001 гг.

4.3.Методика оценки экономической эффективности

4.4.0ценка экономической эффективности утилизации нефтешлама

4.5.Оценка экономической эффективности процесса переработки нефтешлама в НТК «Проект»

4.6.0ценка пределов экономической целесообразности переработки нефтешлама

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение безопасности разработки нефтегазовых месторождений совершенствованием методов утилизации нефтешламов»

Актуальность проблемы. Обеспечение безопасности производственных процессов, сохранение и охрана природных богатств и ресурсов - важнейшие мировые проблемы, все более усложняющаяся в связи с интенсивным развитием промышленности. Мероприятия, направленные на обеспечение промышленной безопасности рассматриваются как часть глобальных экономических и социальных мероприятий.

Деятельность нефтегазодобывающих предприятий вызывает обычно негативные изменения в каждом объекте окружающей среды. Необходимость возмещения ущерба, нанесенного окружающей среде, закреплена Конституцией РФ и законодательными актами РФ.

На предприятиях нефтяной промышленности нефтяные шламы, образующиеся при добыче, промысловой подготовке и транспортировке нефти накапливаются в открытых амбарах-накопителях. Накопление и хранение нефтешламов происходило в течение десятков лет, и на протяжении всего этого времени они оказывали негативное воздействие на воздух, почву, подземные воды и локальные биоценозы. Общее количество накопленного нефтешлама на предприятиях АНК «Башнефть» к 2000 году составило более 200 тыс.т. Ежегодно на предприятиях АНК «Башнефть» образуется от 4,2 до 9,2 тыс.т нефтешламов, которые при отсутствии технологии их обезвреживания и утилизации являются одними из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.

В результате проведенных опытных и научно-исследовательских работ было решено проверить эти разработки на специальных полигонах. Технология переработки нефтешламов состоит из двух отдельных технологий: переработки жидких нефтешламов в товарную нефть и деструкции нефтешламов, представленных донными осадками и загрязненными грунтами. Такая схема позволяет собрать и концентрировать нефтешламы непосредственно на месте их утилизации и хранить с минимальным ущербом для окружающей среды.

В результате централизованного сбора, переработки и утилизации имеющихся и вновь образующихся нефтешламов на нефтепромысловых объектах получается комплексный эффект:

1.Обеспечение промышленной и экологической безопасности. Снижения наличия и предотвращение накопления объемов загрязнения и концентрации вредных веществ в окружающей среде, а также кризисной экологической ситуации, связанной с нефтешламами.

2.Экономический. Сокращение и возврат земельных площадей, изымаемых из хозяйственного и сельскохозяйственного оборота для хранения и захоронения нефтешлама. Снижается плата за загрязнения окружающей среды твердыми отходами. Получение прибыли за реализацию товарной нефти, от переработанного нефтешлама.

З.Социальный. Снижение заболеваемости населения, оздоровление условий труда и среды обитания человека. Повышение занятости и создание структуры рабочих мест.

Утилизация нефтешламов делает возможным превращение вредных для окружающей среды соединений в ценные и безопасные продукты.

Актуальность проблемы утилизации нефтяных шламов обуславливается двумя основными задачами: во-первых, это обеспечение промышленной и экологической безопасности, во-вторых, использование содержащегося в их составе вторичного сырья (углеводородов, редких металлов и других полезных компонентов).

Цель работы. Повышение безопасности разработки нефтегазовых месторождений осуществлением научно-обоснованных мероприятий по утилизации нефтешламов.

Основные задачи исследований:

• проанализировать текущее состояние разработки объектов Аксаковского УДНГ и оценить эффективность внедрения технологий повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти (на примере Шкаповского месторождения);

• дать характеристику производственной среды и провести анализ промышленной безопасности объекта;

• обосновать использование нефтешламов в качестве сырья и предложить рациональный способ его утилизации;

• оценить экономическую эффективность утилизации нефтешламов и пределы экономической целесообразности их переработки.

Научная новизна;

1 .Разработана технология захоронения токсичных промышленных отходов, содержащих твердые донные осадки с остатками химреагентов и нефтешлама (патент РФ №2271881).

2.Разработана технология получения нефтевытесняющего состава на основе остаточной воды путем смешения раствора олигомера многоатомного спирта и глинистой суспензии (патент РФ № 2239056)

3.Проведена оценка величины предотвращенного ущерба путем осуществления мероприятий по утилизации нефтешламов, предотвращающих загрязнения водных ресурсов, земель химическими веществами, атмосферного воздуха и захламления земель несанкционированными свалками.

4.Рассчитана экономическая эффективность утилизации нефтешламов для предприятий, участвующих в процессе переработки, установлением пределов экономической целесообразности переработки и их утилизации.

Основные защищаемые положения.

1 .Геолого-технологические особенности и критерии применимости технологии воздействия на нефтяной пласт с целью интенсификации нефтевытеснения с использованием оставшейся после переработки нефтешламов воды для приготовления водного раствора олигомера многоатомного спирта и водной глинистой дисперсии.

2.Технология захоронения токсичных промышленных отходов.

3.Результаты оценки величины предотвращенного ущерба после осуществления мероприятий по утилизации нефтешлама.

4.Методика оценки стоимости и пределов экономической целесообразности переработки нефтешламов.

Практическая ценность работы и реализация в промышленности.

Результаты полученных рекомендаций использованы для приготовления новых растворов на основе продуктов переработки нефтешлама и их закачки в пласт для интенсификации нефтевытеснения на Шкаповском и Раевском месторождениях, что позволило добыть дополнительно 905,4 т нефти с экономическим эффектом 881 860 рублей. Научно-методические разработки для оценки экологического ущерба в водной среде, земель, атмосферного воздуха могут быть использованы в текущей производственной деятельности на нефтегазодобывающих предприятиях и нефтеперерабатывающих заводах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на региональных и международных конференциях: «Горное нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке» (г. Москва 2004г.); «Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике» (Уфа, БГУ 2004г.); «Проблемы освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов» (Уфа 2005г.); «Научные исследования и практика совершенствования эксплуатации нефтяных месторождений РБ» (Уфа 2005г.),

Заключение диссертации по теме «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», Хурамшина, Людмила Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе рассмотрены проблемы накопления, утилизации и использования продуктов утилизации нефтесодержащих отходов.

1.Проведен геолого-промысловый анализ разработки и оценена эффективность внедрения технологий повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти на крупнейшем в Аксаковском управлении добычи нефти и газа (УДНГ) Шкаповском нефтяном месторождении. Выявлены приоритетные направления развития и совершенствования технологий увеличения нефтеотдачи.

2.Дана характеристика производственной среды, проведен анализ промышленной безопасности объекта на примере Аксаковского УДНГ.

3.Обосновано использование нефтешламов в качестве сырья и предложен рациональный способ его утилизации, произведена оценка предотвращенного ущерба (от загрязнения водных ресурсов, от захламления земель несанкционированными свалками, от загрязнения земель химическими веществами, от загрязнения атмосферного воздуха) в результате осуществления мероприятий по утилизации нефтешлама.

4.Разработаны технология обработки нефтяного пласта с использованием оставшейся после переработки нефтешламов воды для приготовления водного раствора олигомера многоатомного спирта и глинистой дисперсии (Патент РФ №2239056), а также технология захоронения токсичных промышленных отходов (Патент РФ №2271881)

5.Рассчитана экономическая эффективность утилизации нефтешлама для предприятий участвующих в процессе переработки, установлен предел экономической целесообразности переработки нефтешламов, разработана методика учета изменения предела целесообразности переработки нефтешлама при изменении технологий и условий утилизации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хурамшина, Людмила Владимировна, 2006 год

1. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник/ Под ред. д-ра хим. наук, проф. Доломатова М.Ю., д-ра техн. наук, проф. Теляшева Э.Г. М.: Химия, 2002. - 608с.

2. Амирханова И.А., Русакова СВ., Ямалов И.У. Экологическая безопасность Республики Башкортостан. Выпуск №2 "Закон об экологической безопасности Республики Башкортостан. Лицензирование". Уфа: МЧС и экобезопасность РБ, 1996. 85 с.

3. Баймухаметов К.С., Викторов П.Ф., Гайнулин К.Х и др. Геологическое строение и разработка нефтяных и газовых месторождений Башкортостана. -Уфа: РИЦ АНК "Башнефть", 1997. 424 с.

4. Байков У.М.,. Галиев М.А Охрана природы на нефтепромыслах Башкирии. Уфа: Башк.кн. изд-во, 1987,-272 с.

5. Баширов В.В., Бриль Д.М., Фердман В.М., Техника и технология поэтапного удаления и переработки отборных нефтешламов. Обзор информ. / ВНИИ ОЭНГ-М., 1992. -140с.

6. Баширов В.В., Характеристика нефтепромысловых отборов и их влияние на окружающую среду. (Защита от коррозии и охрана окружающей среды). М.ВНИИ ОЭНГ.1993. - с.15-16

7. Белов П.С., Голубева И.А., Низова С.А. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа. Учебник для ВУЗов.- М.: Химия, 1991,256с.

8. Габитов Г.Х. Оптимизация процессов выработки остаточных запасов нефти и обеспечение безопасности нефтегазового комплекса республики Башкортостан. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Уфа, 2005г.,23с.

9. Габитов Г.Х. Оптимизация процессов выработки остаточных запасов нефти и обеспечение безопасности нефтегазового комплекса Республики Башкортостан. Дис. канд. техн. наук. Уфа, 2005.

10. Герштанский О. С. Добыча высокопарафинистой нефти на поздней стадии разработки многопластовых месторождений Казахстана/ Нефтяное хозяйство. 2004. - № 8. - С. 110-113

11. Данилов-Данильян В.И. Методика определения предотвращенного экологического ущерба, Москва 1999г.

12. Зайнуллин Х.Н., Минигазимов Н.С., Расветалов В.А., Утилизация и обезвреживание нефтесодержащих отходов Уфа: Экология, 1999.-300с.

13. Зайнуллин Х.Н., Минигазимов Н.С., Расветалов В.А., Пути решения проблемы утилизации нефтесодержащих шламов в Республике Башкортостан/ Промышленные и бытовые отходы. Проблемы решения. Матер, подгот. конф. 4.1. Уфа, 1996.- 158с.

14. Зайнутдинов Р.А., Крайнова Э.А., Юшкова И.В. Экономические рычаги взаимоотношения предприятий нефтегазового комплекса с окружающей средой. М.: "Альта-Пресс", 2001.- 188 с.

15. Игнатьева В.Е. Перспективы применения отходов нефтехимического производства для повышения нефтеотдачи пластов//Нефтепромысловое дело. -1994. -№ 5. С. 40-43.

16. Исследования и испытания методов увеличени нефтеотдачи пластов. Сборник научных трудов. М., Всерос. нефтегаз. науч. - исслед. исслед. ин-т, 1995.-138с.

17. Карник Ж.Л. Нефтепереработка в Западной Европе и законы о вредных выбросах //Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1991. - № 8. - С. 70-74.

18. Лалаева З.А. Нефтешламы нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности некоторых объектов Башкортостана, их свойства и пути рационального использования: Дис. канд. техн. наук. Уфа, 1995.

19. Лотош В.Е. Классификация утилизационных технологий переработки отходов. Екатеринбург: Издат-во Ур. гос. эконом, ун-та, 2003.-4с.

20. Магид А.Б. Технология переработки нефтешламов с получением товарных продуктов // Докл. отраслевого совета по экологии (г.Москва, 5 июня 2003г.). Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2003. - с. 169-172.

21. Мерзляков В.Ф., Обоснование и совершенствование технологий разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Москва. Недра. 2003.

22. Мерзляков В.Ф., Попов A.M., Игнатьева В.Е., Гафуров О.Г. Применение технологии на основе многоатомных спиртов для увеличения нефтеотдачи слоисто-неоднородных слаборасчлененных пластов. Нефтяное хозяйство, № 12.2005

23. Мерзляков В.Ф. Комплексные технологии основа управления разработкой месторождений Нефтяное хозяйство. - 2004. -№11. -С. 66-70.

24. Методика определения предотвращенного экологического ущерба, утвержденная 30 ноября 1999 года председателем Государственного комитета РФ по охране окружающей среды В. И. Даниловым-Данильяном

25. Мещеряков С. Концептуальные подходы к решению экологических проблем нефтегазового комплекса. Научно-технический журнал «Технологии ТЭК» № 12.2005

26. Мифтахов Р. А, Ямалов И.У. Экологическая безопасность Республики Башкортостан. Выпуск №3 "Отходы". Уфа: МЧС и экобезопасность РБ, 1997.-66 с.

27. Нефтепереработка и нефтехимия. 1989. - № 12.-е. 8-9.

28. Нормы пожарной безопасности 166-97 от 1 марта 1997г.

29. Отчет о научно-исследовательской работе по теме 3265. Корректировка ОВОС Шкаповского нефтяного месторождения. Уфа: БашНИПИнефть, 1997.-242с.

30. Отчет о состоянии источников пресной воды и пресноводного комплекса на месторождениях НГДУ «Аксаковнефть» за 2002 год.

31. Отчет о научно-исследовательской работе. Авторский надзор за реализацией уточненного проекта разработки Шкаповского нефтяного месторождения. Уфа: БашНИПИнефть, 1997. -450 с.

32. Отчет о научно-исследовательской работе по теме 3039. Оценка воздействия на окружающую среду разработки Шкаповского месторождения. -Уфа: БашНИПИнефть, 1991. -250 с.

33. Охрана окружающей среды/ Под ред. А.С. Брылова и К. Штродки. М.: Высшая школа, 1985. 288с.

34. Пальгунов П.П. и др. Утилизация промышленных отходов. М.: Стройиздат 1990. - с. 247-253.

35. Патент РФ № 2239056. Способ обработки неоднородного нефтяного пласта/В.Ф. Мерзляков, А.Г. Телин, Н.С. Волочков и др. 2004.

36. Патент № 2271881. Способ захоронения токсичных промышленных отходов/ Халилов В.Ш., Гильманов Х.Г., Мерзлякова JI.B., Шайбекова Э.Б., Гера Л.Н., 2004г.

37. Положение о производственном контроле за соблюдением требований производственной безопасности на опасных производственных объектах НГДУ "Аксаковнефть" от 25 мая 2001 г.

38. Положение о системе обеспечения производственной безопасности и охраны труда на предприятиях компании "Башнефть" от 17 марта 1998 г.

39. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.П. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов М.: Химия, 1985. - 230 с.

40. Пояснительная записка к годовому отчету за 1998 г. НГДУ "Аксаковнефть".

41. Пояснительная записка к годовому отчету за 1999 г. НГДУ "Аксаковнефть".

42. Пояснительная записка к годовому отчету за 2000 г. НГДУ "Аксаковнефть".

43. Пояснительная записка к годовому отчету за 2001 г. НГДУ "Аксаковнефть".

44. Пояснительная записка к годовому отчету за 2002 г. НГДУ "Аксаковнефть".

45. Программа работ по охране окружающей среды НГДУ "Аксаковнефть" на 2001-2005 годы. пос. Приютово, 2000.

46. Расветалов В.А., Брондз Б.И., Тяжкороб JI.A. Физико-химические свойства нефтешламов, активных илов и их смесей // Сб. научн. тр.: Разработки в области защиты окружающей среды. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. - с. 83-79.

47. Совершенствование технологии применения НПАВ для увеличения нефтеотдачи/В.Е. Игнатьева, Н.Н. Силищев, Р.Ф., Нигматуллина и др.//Нефтяное хозяйство. -1992. № 6. - С. 49-50.

48. Суханов В.П., Переработка нефти М.: Высш. школа, 1979. 335с.

49. Суфьянов P.P. Исследования воздействия высокочастотного электромагнитного поля на нефтяные шламы. Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Уфа, 2005.

50. Федеральный закон от 21.07.1997г №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;

51. Хайдаров Ф.Р., Хисаев Р.Н., Шайдаков В.В. и др. Экологические проблемы нефтяной промышленности. «Монография», Уфа, 2005. 190 с.

52. Хайдаров Ф.Р., Артемьев Ю.А., Хакимов Р.Н., Шайдаков В.В., Емельянов А.В. Проблемы образования и утилизации нефтешламов //Экология и безопасность жизнедеятельности: Сб. матер. III Международ, науч. конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2003.-с. 212-213.

53. Химия и технология топлив масел М.: "Химия" 1983, №8, - 48с.

54. Хурамшина JI.B. Методы переработки нефтешлама Международная дистанционная конференция «Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке» Российская Федерация, г.Москва С374-377, 2004г.

55. Хурамшина Л.В. Экономико-экологические вопросы утилизации нефтешламов в НГДУ «Аксаковнефть» Международная дистанционная конференция «Горное, нефтяное и геоэкологическое образование в XXI веке» Российская Федерация, г.Москва СЗ77-380, 2004г.

56. Хурамшина JI.B. Нефтешламы: образование, безопасная переработка, использование продуктов переработки. «Монография», Уфа, 2006. 116с.

57. Шорникова Е.А. Некоторые возможные способы утилизации отходов бурения и нефтедобычи // Биологические ресурсы и природопользование. Сургут: Дефис, 2002. - Вып.5. - с.99-109

58. Штур В.Б., И.Р. Киреев. Безопасность жизнедеятельности. -Уфа: УГНТУ, 2002. -55 с.

59. Яковлев B.C., Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды. М.: Химия, 1987. 152с.