Статьи по КМЦ, NaКМЦ и обойному клею.

ООО "Давос - Трейдинг" является производителем карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Одним из основных видов продукции предприятия являются буровые марки КМЦ.

Области применения буровых марок КМЦ достаточно обширны:

-Буровые марки КМЦ применяются в нефтегазодобывающей промышленности в качестве защитного коллоида - стабилизатора в глинистых высокоминерализованных суспензиях при бурении.

-Буровые марки КМЦ в нефтедобывающей и газовой промышленности используют для регулирования свойств буровых растворов. С этой же целью буровые марки КМЦ применяются в геологии.

-В горнохимической промышленности буровые марки КМЦ используют при флотационном обогащении сильвинитовых руд.

При работе в нефтегазовом секторе особое место занимает вопрос экологической и промышленной безопасности. В настоящее время данная проблема является актуальной не только в России, но и во всем мире. Всё чаще проблемы экологической и промышленной безопасности решаются на государственном уровне, тем самым, подчеркивая всю значимость данного вопроса. До недавнего времени, в России, требования безопасности устанавливались законами и иными нормативными правовыми актами, но в значительно большем объеме - нормативными документами органов государственного контроля и надзора. С принятием Федерального закона "О техническом регулировании" требования безопасности устанавливаются только техническими регламентами.

ООО "Давос-Трейдинг", являясь производителем буровых марок КМЦ, заботится об экологической чистоте своей продукции. Но, при строительстве скважины экологически значимым является технологический процесс ее промывки, характеризующийся наибольшим разнообразием и объемом находящихся в обращении веществ (одним из которых и являются буровые марки КМЦ).

В этой связи представляет интерес анализ различных аспектов существующей системы требований безопасности.

Экологичность процесса промывки скважины.

Процесс промывки скважины включает технологические операции приготовления, использования и кондиционирования буровой промывочной жидкости [1]. При их осуществлении используются вещества: химические реагенты и материалы (в том числе и буровые марки КМЦ) и образуются технологические отходы бурения (ТОБ): буровой шлам (БШ), отработанные буровые технологические жидкости (ОБТЖ) и буровые сточные воды (БСВ).

Номенклатура веществ и материалов, используемых при приготовлении и кондиционировании промывочной жидкости, насчитывает сотни наименований (включают в себя буровые марки КМЦ), а их потребное количество для строительства одной скважины исчисляется тысячами тонн. Значительная часть этих веществ, впоследствии переходит в технологические отходы бурения. В частности, существует точка зрения, что несвоевременная обработка отходов бурения приводит к такой концентрации загрязняющих веществ в них, что существующими, даже самыми современными технологиями, их очистка и нейтрализация становятся невозможными [2].

Экологичность процесса промывки скважины можно оценить путем анализа трех показателей: ресурсоемкости, объема образования отходов и опасности веществ, находящихся в обращении. Чем меньше величина показателя, тем выше экологичность технологического процесса.


Оценка безопасности веществ.

Рассмотрим один из аспектов проблемы экологичности процесса промывки скважины - безопасность веществ.

С экологической точки зрения, используемые и образующиеся в бурении вещества целесообразно разделить на две категории: товарные (буровые марки КМЦ) и нетоварные [1].

Товарные вещества представляют собой промышленную продукцию, к нетоварным относятся буровые технологические жидкости и технологические отходы бурения и испытания скважины. Существуют, по крайней мере, три принципиальных различия между этими категориями веществ.

Во-первых, для веществ в товарной форме известны качественный (ингредиенты) и количественный (содержание ингредиентов) составы. Состав и свойства товарных веществ регламентированы соответствующими техническими документами, например техническими условиями (буровые марки КМЦ производства ООО "Давос - Трейдинг" сертифицированы). Что же касается нетоварных веществ, то они представлены композициями, для которых известна рецептура приготовления и/или содержание идентифицируемых компонентов.

Во-вторых, свойства товарных веществ постоянны (свойство карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) читайте в статье "Метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза: свойства растворов и пленок"), нетоварных - изменяются в течение технологического процесса.

В-третьих, для товарных веществ известны регламентированные нормативными и техническими документами методики определения их содержания в объектах окружающей природной среды. Для нетоварных веществ таких методик нет. Следует подчеркнуть, что объемы использования в бурении веществ второй категории (нетоварных) многократно выше, чем первой.

Указанные отличия являются веским основанием для того, чтобы по-разному подходить к оценке экологичности этих категорий веществ. Однако в нормативных документах федерального уровня не учитывается специфика использования веществ в бурении и предусматривается единый подход к оценке их опасности путем определения значения ПДК вещества для конкретных объектов окружающей природной среды.

Механизм влияния одного и того же вещества на окружающую природную среду (ОПС) и человека, как правило, различен. Вместе с тем, гигиенические (воздействие на человека) и экологические (воздействие на окружающую природную среду) свойства веществ тесно связаны. Прежде всего потому, что попав первоначально лишь в один из компонентов окружающей природной среды вредные вещества постепенно загрязняют остальные, оказывая прямое или косвенное негативное воздействие на человека.

Поэтому в целях обеспечения безопасности производственной деятельности используется гигиеническое и экологическое нормирование веществ. Устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные безопасные (ОБУВ) ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) воздействия веществ.

Химические вещества, внедряемые в хозяйственную деятельность, подлежат обязательной токсикологической оценке и гигиеническому нормированию.

Обоснование выбора веществ для гигиенического нормирования состоит из следующих последовательных этапов:

-Сбор и наработка информации, необходимой и достаточной для решения вопроса о целесообразности проведения исследований по гигиеническому нормированию;

-Определение веществ, не нуждающихся в разработке гигиенических нормативов;

-Определение очередности и объема исследований, необходимых для ускоренного обоснования гигиенических нормативов (ОБУВ, ОДУ, ПДК);

-Разработка гигиенического норматива на основе проведения принятых токсиколого-гигиенических исследований.

В целях обеспечения промышленной безопасности проводится также оценка пожаровзрывоопасности веществ. Результаты исследования веществ отражаются в документах, подтверждающих их безопасность.

Практика использования эколого-рыбохозяйственных нормативов в бурении. Значительный объем буровых работ выполняется в условиях возможного загрязнения водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей. В соответствии с требованиями содержание химических веществ не должно превышать эколого-рыбохозяйственные нормативы - предельно допустимую концентрацию (ПДК) или ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ).

Согласно "Инструкции по охране окружающей среды при бурении скважин на нефть и газ на суше" разработка эколого-рыбохозяйственных нормативов должна быть организована до начала проектирования строительства скважины. Она имеет смысл для товарных веществ. Существующая практика оценки экологичности веществ, обращающихся в бурении, этого не учитывает.

Рассмотрим целесообразность разработки эколого-рыбохозяйственных нормативов для нетоварных веществ - буровых промывочных жидкостей (буровых растворов).

В соответствии с решением Научно-технического совета Главрыбвода, буровые промывочные жидкости (БПЖ) классифицируются как смесевые препараты постоянного состава. В действительности же состав исходной БПЖ изменяется как в процессе циркуляции через скважину, так и при ее кондиционировании (главным образом за счет химической обработки). Следовательно, предположение о неизменности состава БПЖ в процессе промывки скважины является ошибочным.

Целью разработки эколого-рыбохозяйственных нормативов смесевых препаратов является экспертная оценка экологического риска применения препарата, проведение экологической и рыбохозяйственной экспертизы, а также подготовка материалов для предъявления исков за ущерб, нанесенный водным биоресурсам. Отметим, что эколого-рыбохозяйственные нормативы разрабатываются для исходной БПЖ, существующей весьма непродолжительное время, а не для той, которая длительное время используется в технологическом процессе и может представлять реальную опасность для окружающей природной среды. Поэтому оценка экологического риска технологии промывки скважины, реализуемой непосредственно в процессе бурения, по исходной БПЖ является весьма приближенной.

Что касается ущерба водным биоресурсам, то при его оценке сопоставляют фактическую концентрацию веществ в воде с предельно допустимой. Следовательно, процедура разработки и утверждения ПДК имеет практическую ценность только при наличии методик аналитического контроля вредных веществ в воде. Поскольку в воде промывочная жидкость распадается на отдельные растворяющиеся и осаждающиеся в воде компоненты, то создание методик аналитического контроля возможно не для БПЖ, а ее компонентов. В настоящее время для смесевых или биоразлагающихся препаратов в перечне ПДК указывают компонент-индикатор, по которому удобнее всего вести контроль. Поскольку методики аналитического контроля для БПЖ отсутствуют, то в графе "Метод анализа. Контролируемый показатель" указывают "Расчет". Однако утвержденных в установленном порядке методик обоснования компонентов-индикаторов или методик расчета концентрации БПЖ в воде по содержанию их компонентов также нет. Следовательно, напрямую использовать значение ПДК промывочной жидкости при оценке ущерба водным биоресурсам не представляется возможным. Практически эта задача решается путем определения концентрации в воде компонентов БПЖ, для которых утверждены эколого-рыбохозяйственные нормативы.

На стадии проектирования можно использовать метод биотестирования, который, кстати, применим для производственного экологического контроля БПЖ и других буровых технологических жидкостей, а также оценки ущерба водным биоресурсам в случае техногенного загрязнения водных объектов.

Все отмеченные недостатки являются основными, но не единственными. Покажем это на конкретном примере. В таблице 1 представлены сведения о двух буровых промывочных жидкостях (в состав данных жидкостей входят буровые марки КМЦ) из официального перечня ПДК, включающие: лимитирующий показатель вредности - ЛПВ (токсикологический), ПДК и класс опасности.

Таблица 1.
Эколого-рыбохозяйственная характеристика промывочных жидкостей

Наименование и состав
ЛПВ ПДК,мг/л Класс опасности

1. Буровой растворотработанный:
ДКС - экстендер - 0,004%,
карбоксиметилцеллюлоза,КМЦ - 0,3 %,НТФ - 0,027%,
тринатрийфосфат - 0,15%
триполифосфат натрия - 0,01% вода до 100%
Для Бованенсковского месторождения

токс. 1,25 4
2. Буровой раствор №1 полимерный:
бентоглинопорошок - 4,0 %,
ГПАА - 0,3 %
хлорное железо - 0,013 %,
КМЦ - 700 - 0,12 %,
хлорид калия - 0,5 %,
вода пресная до 100 %
Для месторождения ПО "Ухтанефтегазгеология"
токс. 50,0 4

 

Во-первых, как следует из таблицы, для описания состава БПЖ используются, как правило, обобщенные названия компонентов (бентоглинопорошок, полиакриламид гидролизованный, карбоксиметилцеллюлоза и т.д.). В этом случае возможно распространение результатов исследований на аналогичные вещества, не прошедшие токсикологическую оценку. Так, различные марки карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) характеризуются значениями ПДК, отличающимися на несколько порядков (табл. 2). При этом лимитирующим может быть как токсикологический, так и санитарно-токсикологический показатель вредности.

Таблица 2.
Эколого-рыбохозяйственная характеристика буровых марок КМЦ

Вещество ЛПВ ПДК, мг/л Класс опасности
1. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ - 500) токс. 12,0 4
2. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) производное. Компонент бурового раствора. токс. 1,0 4
3. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы высокозамещенной (NaКМЦ) токс. 0,1 4
4. Натриевая соль полианионного полисахарида на основе глюкозы (NaКМЦ) сан - токс. 5,0 4

Неоднозначны также такие названия веществ, как бентоглинопорошок (модифицированные глинопорошки различаются по составу и содержанию модифицирующих добавок), полиакриламид гидролизованный (состав конечного продукта зависит от технологии гидролиза), хлорид калия (в бурении используют не чистые химреактивы, а, как правило, калийные удобрения, в которых хлорид калия хотя и основное, но не единственное вещество). Таким образом, существующая практика представления в перечне ПДК информации об исходных компонентах не позволяет достоверно установить соответствие приготовленной в промысловых условиях промывочной жидкости, исследованной при разработке ПДК.

Во-вторых, концентрация компонентов БПЖ в перечне ПДК указывается в виде одного значения. В проектной и технологической документации приводятся интервалы значений концентрации компонентов БПЖ. Перед приготовлением промывочной жидкости на буровой осуществляют отработку ее рецептуры в лаборатории из реагентов и материалов, имеющихся на предприятии. При этом оптимизация рецептуры осуществляется по технологическим свойствам промывочной жидкости, которые, в отличие от экологических, можно оперативно измерить. Таким образом, задача воспроизведения БПЖ в соответствии с рецептурой, указанной в перечне ПДК, не ставится. Поэтому совпадение составов реально используемой промывочной жидкости и ее утвержденного аналога - дело случая.

В-третьих, анализируемые БПЖ (таблица 1) не содержат функциональных добавок. Если они предназначены для бурения только на площадях, где пластовое давление близко к гидростатическому, то отсутствие в составе растворов утяжеляющей добавки оправдано. Что же касается, например, смазочной добавки, то она применяется практически всегда - перед спуском обсадной колонны, при бурении наклонно направленных и горизонтальных стволов, а также в ряде других случаев. Неорганические и органические вещества, используемые в качестве функциональных добавок, могут существенно повлиять на эколого-рыбохозяйственные характеристики БПЖ. Следовательно, разработка ПДК должна осуществляться с учетом реального состава БПЖ в процессе их использования.

В-четвертых, ограничения типа "для Бованенковского месторождения" и, тем более "для месторождений ПО "Ухтанефтегазгеология", лишены всякого смысла. Рассматриваемые рецептуры БПЖ не содержат компонентов, специфичных для конкретных месторождений, например бурового шлама. Поэтому свойства этих промывочных жидкостей не зависят от места их приготовления. Как уже подчеркивалось, величина ПДК, указанная в таблице 1, относится только к исходной БПЖ. В процессе циркуляции через скважину экологичность промывочной жидкости теоретически может оставаться как неизменной, так и изменяться в худшую или лучшую сторону.

В силу этих и изложенных выше причин разработка и утверждение для БПЖ эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) представляются весьма сомнительными.

Разработка эколого-рыбохозяйственных нормативов технологических отходов бурения. Все операции, связанные с размещением ТОБ (сбор, обработка, утилизация и захоронение отходов), представляют потенциальную опасность для ОПС и должны являться предметом анализа при оценке экологического риска технологии бурения. Класс опасности отходов устанавливается по степени возможного вредного воздействия на окружающую природную среду при непосредственном или опосредованном воздействии опасного отхода на нее в соответствии с установленными критериями.

Существует пять классов опасности отхода для ОПС (табл. 3), которые определяются расчетным и экспериментальным путем. При отнесении отходов к пятому классу опасности расчетным методом необходимо это подтвердить экспериментальным методом.

Таблица № 3.
Классификация опасности отходов

№ п/п
Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС
Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС
Класс опасности отхода для ОПС
1
Очень высокая
Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует.
I класс. Чрезвычайно опасные.
2
Высокая
Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия.
II класс. Высокоопасные
3
Средняя
Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника.
III класс. Умеренно опасные
4
Низкая
Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3-х лет.
IV класс. Малоопасные
5
Очень низкая
Экологическая система практически не нарушена.
V класс. Практически не опасные.

Поскольку ТОБ - вещества, не имеющие постоянного состава, разработка и утверждение для них эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ), также как и для буровых промывочных жидкостей, не целесообразна. Следует использовать для этого расчетный или экспериментальный метод. Для получения достоверных результатов необходимо провести исследования по адаптации известных методик применительно к нетоварным веществам, используемым и образующимся в бурении. При этом необходимо учесть не только специфику бурения, но и ряд других факторов, в частности эффект биологической аккумуляции загрязнителей в трофических цепях, их химическое накопление в сопредельных средах, возможность трансформации мигрирующих веществ в более токсичные формы и другое.

Наиболее перспективным для оценки экологичности нетоварных веществ представляется использование метода биологического тестирования. В настоящее время методик использования его в бурении нет.

Поэтому необходимо:

-Обосновать определяемые путем биотестирования показатели экологичности веществ с целью учета не только токсической, но и других составляющих техногенного воздействия веществ на ОПС;

-Разработать шкалу оценки уровня техногенного воздействия на объекты ОПС по показателям биотестирования;

-Разработать методику определения показателей экологичности буровых технологических жидкостей и технологических отходов бурения.

Это позволит осуществлять анализ фактической экологической опасности веществ. При этом процедура анализа экологического риска нетоварных веществ будет основана на сопоставлении измеренного показателя биотестирования и сопоставления его со шкалой уровня техногенного воздействия. Важно подчеркнуть, что используемые с этой целью методики предназначены для оценки токсичности сточных вод и водных вытяжек. Токсичность промывочной жидкости определяется свойствами дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поэтому исследование только водной фазы не дает полного представления о токсичности промывочной жидкости.

Таким образом, для оценки экологичности нетоварных веществ вместо используемых в настоящее время рыбохозяйственных нормативов необходимо утвердить методику биотестирования и критерии уровня техногенного воздействия на окружающую природную среду.

Из всего вышеизложенного видно, насколько важен вопрос экологической и промышленной безопасности. ООО "Давос - Трейдинг", являясь производителем буровых марок карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), уделяет повышенное внимание экологичности выпускаемого продукта.
ООО "Давос - Трейдинг" выпускает следующие виды буровых марок КМЦ:

1. Буровая марка КМЦ 85/500

Внешний вид Волокнистый или порошкообразный материал от белого до кремоватого цвета.
Массовая доля воды, % не более 12
Степень замещения по карбоксиметилцеллюлозным группам не менее 80
Массовая доля основного вещества в абсолютно сухом техническом продукте, % не менее 50
Степень полимеризации 500-550
Растворимость в воде в перерасчете на абсолютно сухой технический продукт, % не менее 98
Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей КМЦ 1% в пределах 8-12
Динамическая вязкость 2 % раствора мПас в пределах 100-1000
Цена (в зависимости от объема) в рублях с учетом НДС - 18% 45-00
Область применения В нефтедобывающей и газовой промышленности и геологии для регулирования свойств буровых растворов и в горнохимической промышленности при флотационном обогащении сильвинитовых руд.

2. Буровая марка КМЦ 85/600

Внешний вид Волокнистый или порошкообразный материал от белого до кремоватого цвета.
Массовая доля воды, % не более 12
Степень замещения по карбоксиметилцеллюлозным группам не менее 80
Массовая доля основного вещества в абсолютно сухом техническом продукте, % не менее 50
Степень полимеризации 560-650
Растворимость в воде в перерасчете на абсолютно сухой технический продукт, % не менее 98
Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей КМЦ 1% в пределах 8-12
Динамическая вязкость 2 % раствора мПас в пределах 100-1000
Цена (в зависимости от объема) в рублях с учетом НДС - 18% 45-00
Область применения В нефтедобывающей и газовой промышленности и геологии для регулирования свойств буровых растворов и в горнохимической промышленности при флотационном обогащении сильвинитовых руд.

3. 2. Буровая марка КМЦ 85/700

Внешний вид Волокнистый или порошкообразный материал от белого до кремоватого цвета.
Массовая доля воды, % не более 12
Степень замещения по карбоксиметилцеллюлозным группам не менее 80
Массовая доля основного вещества в абсолютно сухом техническом продукте, % не менее 50
Степень полимеризации 660-700
Растворимость в воде в перерасчете на абсолютно сухой технический продукт, % не менее 98
Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей КМЦ 1% в пределах 8-12
Динамическая вязкость 2 % раствора мПас в пределах 100-1000
Цена (в зависимости от объема) в рублях с учетом НДС - 18% 45-00
Область применения В нефтедобывающей и газовой промышленности и геологии для регулирования свойств буровых растворов, работающих в агрессивных средах до 180.

Все буровые марки КМЦ, производимые ООО "Давос - Трейдинг", упакованы в полипропиленовые мешки по 15 кг.

ТУ - 2231-001-5353-5770-01

Гигиенический сертификат № 61. РУ. 03.238.П.001388.11.04 от 01.11.2004г.

При написании данной статьи использован материал:

1. Сайта: http://www.gubkin.ru/personal_sites/balabavi/circulation.php
2. Статьи: Балаба В.И. Экологическая безопасность технологического процесса промывки скважин//Бурение и нефть. - 2004. - № 3. - С. 36-38.

Назад в раздел статьи


Warning: include(sape.php) [function.include]: failed to open stream: No such file or directory in /var/www/u0526616/data/www/davosdon.ru/kmz11.html on line 804

Warning: include(sape.php) [function.include]: failed to open stream: No such file or directory in /var/www/u0526616/data/www/davosdon.ru/kmz11.html on line 804

Warning: include() [function.include]: Failed opening 'sape.php' for inclusion (include_path='.:') in /var/www/u0526616/data/www/davosdon.ru/kmz11.html on line 804
Новости
 
 
 
??????.???????