В Ханты-Мансийском автономном округе – Югре, обеспечивающем более 50% российской добычи нефти, ежегодно образуются миллионы тонн буровых шламов. Буровой шлам представляет собой отход бурения, состоящий из выбуренной породы (60–80%), органического вещества (8–10%), водорастворимых солей (6%), нефти и других веществ [1-3]. Несмотря на то, что шламы на водной основе традиционно относят к IV классу опасности, их масштабное накопление в шламовых амбарах создаёт долгосрочные экологические риски: миграцию токсичных соединений в грунтовые воды, засоление почв, деградацию земель. В условиях Западной Сибири, характеризующихся низкими температурами, высокой увлажненностью и почвами с пониженной устойчивостью к антропогенным нагрузкам (подзолистые, торфяники), проблема эффективной утилизации шлама стоит наиболее остро [1].
Существующие подходы к геохимической оценке бурового шлама часто требуют дорогостоящего и длительного лабораторного сопровождения, что затруднительно в удалённых промысловых условиях. В связи с этим актуальным является разработка экспресс-методов типирования отходов на основе ограниченного, но информативного набора показателей, позволяющих оперативно классифицировать шлам и обоснованно выбирать направление их переработки. Поэтому целью работы было обобщение современных подходов к классификации и геохимической оценке буровых шламов, выявление ключевых параметров, определяющих экологические риски и технологические решения, и предложение алгоритма принятия решений на основе минимального набора аналитических данных.
В зависимости от типа бурового раствора выделяют шламы на водной основе и углеводородной основе. Шлам, полученный при использовании растворов н углеводородной основе, характеризуется высоким содержанием нефтепродуктов (до 9000 мг/кг), тогда как шлам на водной основе отличается крайне высокой минерализацией (хлориды до 71087 мг/кг в растворе) [4; 8].
В условиях ограниченных аналитических ресурсов и удаленности объектов в литературе предлагается двухэтапный алгоритм экспресс-оценки [4; 7]:
- Идентификация по типу бурового раствора или по двум анализам (нефтепродукты и хлориды). Результат – выбор основного технологического направления (деструкция органики или обессоливание)
- Анализ валового содержания тяжелых металлов (As, Pb, Cd, Hg). Результат – корректировка рецептуры (подбор сорбента) в рамках выбранного направления для иммобилизации металлов
На основе обобщения литературных данных могут быть выделены следующие подходы:
Таблица 1
Технологии рекультивации бурового шлама в зависимости от преобладающего загрязнителя
|
Состав отхода |
Рекомендуемая технология |
|
Высокая минерализация (хлориды) [5] |
Обессоливание, стабилизация/солидификация с добавлением песка, торфа, доломитовой муки |
|
Комбинированное загрязнение [6] |
Физико-химическая стабилизация (солидификация) с цементом, сорбентами |
|
Высокое содержание нефтепродуктов [8] |
Термическая десорбция (800–900 °С), сжигание |
|
Отходы IV класса [9] |
Биологический метод – лесная рекультивация с посадкой ивы |
На основе анализа литературных данных обоснована возможность использования минимального набора показателей – содержания нефтепродуктов и хлоридов – в качестве экспресс-индикаторов для комплексной геохимической оценки буровых шламов. Предложенный двухэтапный алгоритм позволяет классифицировать отходы по типу бурового раствора и ключевым загрязнителям, что дает возможность оперативно выбирать направление утилизации или рекультивации. Для условий Западной Сибири, с ее специфическими климатическими, почвенными и логистическими ограничениями, такой подход может служить эффективным инструментом принятия решений при обращении с отходами бурения.
Список литературы
- Дубовцев, Д. А. Нефтешламы: хранение и накопление. Вопросы безопасности и утилизации / Д. А. Дубовцев, У. Э. Аллаяров, Э. Н. Абдрахманова // Нефтегазовое дело. – 2019. – № 5. – С. 34–47
- Власов, А. С. Использование отходов бурения в составе дорожно–строительных материалов / А. С. Власов, К. Г. Пугин, К. Ю. Тюрюханов, И. С. Глушанкова, Л. В. Рудакова // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. – 2019. – Т. 9, № 3. – С. 510–521
- Дашиев, Э. В. Оценка экологической безопасности размещения бурового шлама на территории ХМАО-Югры на примере компании ОАО "Сургутнефтегаз" / Э. В. Дашиев; науч. рук. М. Р. Цибульникова // Проблемы геологии и освоения недр: труды XIX Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 70–летнему юбилею Победы советского народа над фашистской Германией. – Томск: Изд–во ТПУ, 2015. – Т. 2. – С. 640–643
- Гаевая, Е. В. Комплексная геоэкологическая оценка буровых шламов и подходы к их утилизации // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2025. – Т. 33, № 2. – С. 219–230
- Тарасова, С. С. Исследования токсичности буровых шламов и возможности их утилизации / С. С. Тарасова, Е. В. Гаевая // Проблемы региональной экологии. – 2021. – № 3. – С. 75–79
- Recycling stabilised/solidified drill cuttings for forage production in acidic soils / R. B. Kogbara, B. B. Dumkhana, J. M. Ayotamuno, R. N. Okparanma. // Chemosphere. – 2017. – Vol. 184. – P. 652–663
- Development of a rapid field-testing method for metals in horizontal directional drilling residuals with XRF sensor / H. Zhang, J. Antonangelo, Penn, C. // Sci Rep. – 2021. – Vol. 11
- Тарасова, С. С. Экологическое воздействие буровых шламов на углеводородной основе и способы их утилизации / С. С. Тарасова, Е. В. Гаевая // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. – 2019. – № 3 (73). – С. 48–55
- Морозов, А. Е. Эффективность рекультивации шламовых амбаров посадкой черенков ивы в условиях подзоны северной тайги / А. Е. Морозов, Л. А. Белов, С. В. Залесов, Р. А. Осипенко // Успехи современного естествознания. – 2021. – № 2. – С. 19–25
