Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ШЛАМОВ

Изобретение относится к способам утилизации и рекультивации бурового шлама на основе применения отходов производства (магния) в сочетании с комплексным использованием биопрепаратов и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для утилизации буровых шламов.

Известен способ утилизации бурового шлама, заключающийся в том, что в отработанный буровой шлам вносят модифицированный торф, известь и минеральные удобрения [RU 2005107571 А, МПК⁶ Е21В 43/22, опубл. 27.08.2006]. Все смешивают до получения сыпучей массы, которая складируется в бурты и укрывается полимерной пленкой. Перед распределением смеси на участке земельного отвода проводят ее переработку, усредняя ее физико-химические показатели смеси, рассредоточивают смесь на участке и на ее поверхность вносят измельченную известь и при необходимости комплексные минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор, калий, после чего участок перекапывают и засеивают травами или проводят посадку деревьев.

Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса переработки бурового шлама, при отсыпке откосов автодороги существует риск размыва наносимой смеси, а также неудобства при перемещении ее на объект отсыпки и при распределении по участку.

Известен способ переработки отработанного бурового раствора и бурового шлама в искусственный почвогрунт путем переработки промышленных отходов с использованием торфа и фосфоросодержащих минеральных удобрений [RU 2187531 С1, МПК⁷ С09К 7/02, опубл. 20.08.2002].

Недостатком данного способа является возможность использования только модифицированного торфа моховой группы, полученного путем вымораживания с последующей его сушкой нейтральных газов при температуре 50-60°С.

Известен способ, включающий переработку бурового шлама путем смешивания его с карбамидным пенопластом в количестве 5-20% от массы бурового шлама [RU 2298567 С2, МПК C08J 1/00, С04В 18/04, В09В 3/00 (2006.01), опубл. 2007].

Недостатком данного способа является неоправданное количество вносимого пенопласта, при размещении на откосах перерабатываемого таким образом бурового шлама не представляется возможным выращивание растений ввиду отсутствия органических соединений, при высыхании полученной смеси может произойти сильное ее выветривание и миграция токсических компонентов на прилегающие территории, а также не предусматривается внесение нефтеразлагающих организмов.

Известен способ утилизации бурового шлама следующим образом: в буровой шлам добавляется торф 10-60% от массы бурового шлама и перемешивается до однородной массы на специально отведенной площадке либо на откосе автодороги формируется искусственный дерн, состоящий из армированной основы и смеси бурового шлама, торфа и травосмеси семян растений [RU 2347629 С1, МПК⁶ В09В 3/00, Е21С 41/32, опубл. 27.02.2009]. Формирование дерна происходит посредством поочередного наложения смеси торфа со шламом и армирующей синтетической сеткой (полиэтилен), быстроразлагающей органической (хлопковая нить и др.), либо металлической.

Недостаток данного способа заключается в том, что торф не устраняет физико-химические свойства бурового шлама (высокая щелочность, солонцеватость, заплываемость, токсичность водорастворимых солей (NaCl, Na₂SO₄, NaHCO₃, Na₂CO₃ и др.). Сохраняется низкая биологическая активность почвогрунта, полученного на основе торфа и бурового шлама.

Задачей данного изобретения является эффективная утилизация бурового шлама, что выражается в следующем техническом результате: создаются благоприятные физические и химические свойства отработанного раствора, снижается РН (с 9,77 до нейтральной), улучшается оструктуренность полученного грунта.

Указанный технический результат достигается тем, что способ утилизации буровых шламов включает введение в буровой шлам карналлита магния, ризоторфина, суперфосфата с перемешиванием компонентов до получения почвогрунта, при этом в буровой шлам добавляют карналлит в количестве 20-25 кг/т, суперфосфат в количестве 400-500 г/т, ризоторфин - 150-200 г/га. При наличии в буровых шламах нефти дополнительно вносят нефтеразлагающие бактерии, а также дополнительно вносят мизорин.

Способ утилизации буровых шламов основан на вытеснении обменного натрия магнием карналлита, тем самым (РН) бурового шлама изменяется от щелочной (РН=9,77) до нейтральной, кроме того, создаются благоприятные физические, биологические, химические и другие свойства буровых шламов, за счет использования коагулянта, нефтеразлагающих бактерий, ризотофина, ассоциативных диазотрофов и суперфосфата.

Карналлит - минерал, сложный водный хлорид магния и калия состава KCl·MgCl₂·6Н₂О. Является отходом производства Mg, a Mg - как сырье для производства титана. Обычно в составе присутствуют примеси Br, Li, Rb, Cs, а также механические частицы глинистых минералов, гематита, водных окислов железа и др.

Карналлит хорошо кристаллизуется, обычно образует зернистые агрегаты, смешанные с галитом, сильвином и др., минералами соляных отложений, бесцветен или окрашен в грязно-бурые, красно-розовые и др. цвета за счет включения посторонних примесей, гигроскопичен.

Для карналлита характерен жгучий горько-соленый вкус. Твердость по минералогической шкале 2-3; плотность 1600 кг/м³. Является одним из главных минералов в калийных соляных месторождениях. По своему химическому и радионуклидному составу шлам карналлитовых месторождений не токсичен, экологически безопасен.

Способ утилизации бурового шлама осуществляют следующим образом.

В буровой шлам добавляют отход химического производства магния карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂0), препарат ризоторфин - штаммы бактерий для ризобиального и ассоциативного симбиоза бобовых и злаковых растений, посева смеси многолетних трав. При содержании в буровых шламах эмульгированной нефти 1 и более % вносятся нефтеразлагающие бактерии в дозах, которые зависят от содержания нефти в буровых шламах.

Для рекультивации 1 т бурового шлама необходим карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂O) в количестве 20-25 кг. При этой дозе происходит максимальная фильтрация воды, вымываются легкорастворимые соли, улучшается структура бурового шлама, снижается щелочность; 150-200 г/га активных шламов препарата ризоторфин (это препарат, который повышает фиксацию азота воздуха бобовыми растениями и определенную дозу нефтеразлагающих бактерий). Обеспеченность культур-фитомелиорантов в азоте достигается за счет фиксации атмосферного азота, дефицит фосфора устраняется внесением суперфосфата (минеральное удобрение с содержанием фосфора 46%) в дозе 90 кг/га.

Полученную смесь компонентов перемешивают до получения почвогрунта. Препарат мизорин вносят для ассоциативного симбиоза, данный препарат предназначен для усиления процесса фиксации азота злаковыми многолетними растениями, который содержится в атмосферном воздухе.

Полученную смесь компонентов перемешивают до получения почвогрунта.

Заявляемый технологический процесс по утилизации буровых шламов не требует больших материальных и финансовых затрат и позволяет использовать отходы промышленного производства карналлита (отход при производстве магния).

На двух уральских заводах Пермской области (края) в г.Березняки и «Соликамский магниевый завод» (г. Соликамск) ежегодно накапливается около 14 тысяч тонн магнийсодержащих отходов. Химический состав магнийсодержащего шлама карналлитовых хлоратов приведен в таблице 1.

Полученный почвогрунт можно использовать для рекультивации техногенно-нарушенных земель, с последующим возделыванием бобовых и злаковых культур-фитомелиораторов.

В таблице 2 приведены основные свойства бурового шлама до и после обработки препаратом карналлит. Из нее следует, что при внесении карналлита снижается содержание: хлор-иона, сульфат-иона, рН калия, натрия в буровом шламе.