چکیده

از جمله مشکلات زیست محیطی که امروزه صنعت نفت با آن مواجه است آلودگی هاي ناشی از پسماندهاي حفاري (دور ریز کنده هاي حفاري و سیالات حفاري) چاههاي نفت و گاز در مناطق نفتخیز می باشد و این مشکل در جنوب کشور بعلت تراکم بالاي چاهها نمود بیشتري دارد. قوانین زیست محیطی جاري در کشور صنایع فعال در این زمینه را ملزم به مدیریت اصولی اینگونه پسماندها و کاهش اثرات زیست محیطی آنها نموده است. یکی از مهمترین عوامل در کاهش اثرات زیست محیطی پسماندها مدیریت آنها بر اساس روش هاي نوین و پربازده میباشد به گونه ایی که برخی مواقع هزینه هاي مورد نیاز در حذف آلودگی هاي یک مجموعه صنعتی و یا کنترل انتشار آلودگی آن، با اعمال مدیریت صحیح و ابتکاري به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند. در این تحقیق سعی شده است نتایج عددي استفاده از سیستم تثبیت کنده هاي حفاري که یکی از مهمترین و در عین حال ساده ترین روشهاي کنترل پسماند حفاري است در یک نمونه چاه در میدان اهواز تشریح گردد.

کلمات کلیدي : مدیریت پسماند حفاري، تثبیت کنده هاي حفاري، محیط زیست

۱

۱٫ مقدمه

در قرن اخیر چاههاي نفت و گاز زیادي در جهان مورد حفاري قرار گرفته اند. در طول فرآیند حفاري، سالانه میلیونها بشکه از پسماندهاي حفاري تولید میشود که این پسماندها عمدتا شامل سیالات حفاري مستعمل و بدون استفاده مجدد و نیز کنده هاي حفاري تولید شده در فرآیند حفاري چاهها میباشد. انجام پروژه هاي حفاري در مقیاس ملی و بین المللی مستلزم ارائه گزارشات ارزیابی زیست محیطی قبل و پس از عملیات حفاري است. عملیات حفاري یک چاه نفت از ابتدا تا انتها، اثرات متعددي را بر روي محیط پیرامونی (حساس و غیرحساس) خواهد گذاشت. حفر گودالهاي زمینی در کنار دستگاههاي حفاري، جهت دفع مواد زائد، پساب و کنده هاي حفاري، نفوذ سیال حفاري به درون سازند در حین عملیات حفاري، دفع پساب و کنده ها به درون آب دریا و چند نمونه دیگر از مواردي هستند که باعث آلودگی منابع آب و خاك میشوند. گسترش روزافزون این ترکیبات منجر شد تا سازمانهاي حامی محیط زیست الزامات سختگیرانه تري را در جهت کاهش این مواد وضع نموده و شرکت ها را ملزم به اجراي آن نمایند.

با توجه به توسعه روزافزون اکتشاف و توسعه میادین مختلف نفت و گاز در کشور و لزوم دستیابی به هیدروکربور، تعداد زیادي از چاههاي اکتشافی، توسعه ایی و توصیفی میبایست در مناطق دریایی و خشکی مورد حفاري واقع گردند. در این راستا با توجه به مهندسی انجام فرآیند حفاري این چاهها، سیالات حفاري مختلف با توجه به شرایط مختلفی مانند کنترل فشار هیدرواستاتیک نفت

æ گاز، دیواره سازي چاه، روانکاري مته حفاري و… به کار میرود که به ناچار بعد از اتمام فرآیند حفاري این سیالات بلا استفاده بوده

æ در محیط اطراف چاه رها میشوند و بعضا حجم بسیار کمی از این مواد شیمیایی مورد استفاده مجدد قرار می گیرد. در نتیجه بعد از اتمام فرآیند حفاري حجم بسیار زیادي از محیط آغشته به این مواد شیمیایی میشود که در صورت عدم انجام فرآیند خاص و مهندسی شده اي باعث آسیب هاي جبران ناپذیري به محیط زیست خواهد شد. در این مطالعه سعی داریم تحلیل و اهمیت روش کنترل پسماند سیالات حفاري با استفاده از روش تثبیت و پایدارسازي کنده هاي حفاري را شرح دهیم.

.۲ مروري بر تحقیقات گذشته در ایران

در این مقاله با توجه به آمارها و نتایج موجود در چاههاي شماره۱۱و ۱۴ و ۱۵ و۱۸ و۲۰ و ۰۰۶ آزادگان شمالی و تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه و انجام شرایط عملیاتی، به صورت عملی در چاه ۴۵۸ میدان اهواز روند کنترل پسماند (تثبیت کنده ها) بررسی و تحلیل شده است. این اطلاعات جهت تخمین کنترل هزینه استفاده از سیستم تثبیت کنده ها در چاههاي مجاور و میادین مشابه با دقت بالایی قابل استناد است.

۳٫ شرح فرآیند تثبیت و پایدار سازي کنده هاي حفاري (Fixation and Stabilization)

کنده هاي سازند جدا سازي شده از سیال بوسیله الک هاي لرزان ممکن است هنوز با مقدار زیادي گل پوشیده شده باشند که براي استفادة بعدي یا دفع مناسب نباشند و یا اینکه حمل و نقل یا کار بر روي آنها سخت باشد. اجزاء سازنده کنده ها یا سیال پوشاننده آنها (گازوئیل، فلزات) ممکن است از درون آن خارج شود و آنرا براي استفاده در زمینها یا دفع نامناسب سازد. مواد متعددي ممکن
است براي تثبیت و جامدسازي کنده هاي گل به آنها اضافه شود. اصولا جامدسازي شامل روش هایی است که طی آن پسماند به واحدهاي جامد صلب با یکپارچگی بالا تبدیل می شود. این واحدها ممکن است به صورت ذرات پسماند ریز (کپسول ریز) یا یک قالب بزرگ یا ظروف حاوي پسماند (کپسول بزرگ) باشند. جامد سازيلزوماً شامل یک واکنش شیمیایی بین پسماند و مواد جامدساز نمی باشد بلکه ممکن است بطور مکانیکی پسماند را به صورت واحدهاي یکپارچه درآورد. در نتیجه این مرحله، تراوش آلودگی با کاهش سطح به حجم و یا با قرار دادن پسماندها در درون کپسولهاي نفوذناپذیر محدود می شود.

تثبیت شامل روش هایی است که پتانسیل خطر پسماند را بوسیله تبدیل ناخالصی ها به شکلی با کمترین سمیت، قابلیت حرکت و قابلیت انحلال کاهش می دهد. طبیعت فیزیکی و خواص کارکردي پسماندلزوماً با جامدسازي تغییر نمی کند.

۴٫ انواع افزایه ها جهت انجام عملیات تثبیت و پایدار سازي

در زمانهاي گذشته، سیمان، خاکستر بادي، آهک و اکسید کلسیم بیشتر براي عملیات سفت سازي و تثبیت سازي کنده ها و دیگر انواع جامدات مرطوب مورد استفاده قرار می گرفتاخیراً. ۷ نوع افزایه جدید براي تثبیت سازي کنده ها و تعیین عملکرد آنها به عنوان محیط کشت براي رشد گیاهان تالابی مورد بررسی قرار گرفته است. این مواد مشتمل بر خاك متوسط با پایه مایکا، مایکا ریز، سه مخلوط تجاري متفاوت از الیاف سلولزي بازیافت شده، پلاگ گردو، پلاگ گردو آمریکایی می باشند .[۱] جهت انجام فرآیند کنترل پسماند حفاري در این چاه از سیمان پرتلند، سیلیکات سدیم، پلی آلومنیوم کلراید و پلی الکترولایت استفاده شده است .[۲]

محصولات تثبیت شده نهایی حاصل از این روش براي پی ریزي جاده ها، عملیات خاك ریزي و خاك برداري و به عنوان مواد ساختمان سازي و یا کاربردهاي دیگر مورد استفاده قرار گرفته است .[۳]

.۵ بررسی فرآیند مدیریت پسماند (تثبیت کنده ها) در چاه ۴۵۸ میدان نفتی اهواز

در فاز نخست حفاري حفره ۲۶″ چاه مورد بررسی تا عمق ۶۰ متري به میزان ۲۸ متر مکعب کنده حفاري تولید شده است که از این عدد ۲۵ مترمکعب مربوط به محاسبه تئوري حجم کنده هاي حفاري چاه مورد نظر بوده است (جدول شماره (۱ و ۳ متر مکعب باقیمانده ناشی از هرزروي سیال حفاري همراه سیال حفاري بوده است .[۴]

از مواد شیمیایی مورد استفاده در جهت کنترل پسماند به روش تثبیت، در اینجا از سیمان پرتلند و سیلیکات سدیم در جهت تثبیت و از پلی آلومنیوم کلراید (PAC) و پلی الکترولایت (Polymer) جهت جداسازي ذرات بسیار ریز از سیال حفاري استفاده میشود (جداول شماره ۱ الی .(۹