Исследование возможности синтеза алюмосиликатных пропантов на основе буровых шламов ЮФО»

Введение 8
1 Рециклинг буровых шламов и проблемы получения высокопрочных алюмосиликатных пропантов 9
1.1 Актуальность рециклинга буровых шламов 9
1.2 Современные технологии получения пропантов 11
1.3 Алюмосиликатные пропанты 14
1.3.1 Классификация и требования, предъявляемые к алюмосиликатным пропантам 14
1.3.2 Сырьевые материалы для синтеза алюмосиликатных пропантов 18
1.4 Обзор и обоснование выбора нефтяных месторождений ЮФО для синтеза алюмосиликатных пропантов на основе буровых шламов 19
2 Исследование сырьевых материалов для синтеза алюмосиликатных пропантов на основе буровых шламов нефтяных месторождений ЮФО 24
2.1 Буровые шламы Морозовского месторождения 24
2.2 Буровые шламы Восточно-Чумаковского месторождения 36
2.3 Выводы 42
3 Разработка составов и технологии синтеза алюмосиликатных пропантов на основе буровых шламов 45
3.1 Разработка составов алюмосиликатных пропантов на основе буровых шламов 45
3.2 Исследование влияния модифицирующих добавок на процессы спекания алюмосиликатных пропантов 49
3.3 Исследование влияния способа подготовки формовочной массы, влажности смеси, вида и количества модифицирующих добавок на воздушную и огневую усадку алюмосиликатных пропантов на основе буровых отходов 50
3.4 Закономерности высокотемпературного спекания алюмосиликатных пропантов на основе буровых отходов 55
3.5 Технологическая схема синтеза алюмосиликатных пропантов на основе буровых отходов 56
3.6 Выводы 65
Список использованных источников 68
Приложение А…...........................................................................................71

Весь текст будет доступен после покупки

Производственная деятельность предприятий нефтегазового комплекса приводит к техногенному воздействию на окружающую среду, которое выражается в загрязнении геосферных оболочек Земли, а именно атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. В процессе бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин образуются промышленные отходы – буровые шламы, которые преимущественно являются одной из причин загрязнения атмосферного воздуха, почвы, подземных и поверхностных вод нефтепродуктами, химическими реагентами и минеральными солями. В связи с этим рациональное использование минеральных ресурсов геосферных оболочек Земли, минимизация негативных воздействий является одной из основных задач геоэкологических исследований [1].
Перспективным методом рециклинга буровых шламов является использование их в качестве вторичного сырья для производства строительных материалов, так как данная отрасль является крупнотонажным потребителем сырьевых ресурсов. В настоящее время в строительной отрасли, в связи с ограниченностью природных материалов, таких как песок и щебень, начинают применяться вторичные сырьевые ресурсы – отходы производства [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Актуальность рециклинга буровых шламов
Бурение скважин является основным видом работ при разведке георесурсов. Основной объем работ приходится на бескерновое бурение с помощью долот различной конструкции. Ежегодно в России буровые организации бурят несколько тысяч скважин различного назначения и различной глубины, при этом образуются миллионы кубических метров бурового шлама [1].
Буровой шлам – это такой тип отходов, который образуется во время бурения или испытания скважины компаниями, ищущими и получающими сырье таким способом с использованием скважинных методов. Они образуются в результате отделения твердой породы от так называемого бурового раствора на таких устройствах, как центрифуги, опреснители, вибрационные грохоты и осадки. Еще один способ получения отходов добычи – изменение параметров бурения, когда буровой раствор заменяется другим типом [2].
Буровой шлам включает в себя:
1. стоки, образуемые в результате технологических операций во время бурения;
2. технологические воды, смешанные с помощью скруббера;
3. остатки цементной пасты;
4. скрубберы и отходы, содержащие сырую нефть и другие опасные вещества, барит и хлориды;
5. шламы, образующиеся в процессе бурения;
6. маслянистые воды;
7. отходы очистки резервуаров, содержащие масло или его продукты;
8. смеси сточных вод и нефтепродуктов;
9. масла;
10. вода после фосфоритов, уголь, железная руда.
Буровые отходы обладают экологически вредными химическими свойствами. Они зависят от состава бурильной породы, типа используемого бурового оборудования, типа бурового раствора, а также от способа обработки и самой технологии бурения.
Федеральный закон от 30.12.2008 г. № 309-ФЗ определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечения таких отходов в дальнейшее производство и переработку [3]. Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружающую среду подразделяются в соответствии с критериями, установленными федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственное регулирование в области охраны окружающей среды, на пять классов опасности:
- 1 класс – чрезмерно опасные отходы;
- 2 класс – высокоопасные отходы;
- 3 класс – умеренно опасные отходы;
- 4 класс – малоопасные отходы;
- 5 класс – практически неопасные отходы.
Буровые шламы – отходы, образующиеся в результате бурения и испытания скважин нефтедобывающей отрасли промышленности, относятся к 4 классу опасности согласно федеральному классификационному каталогу отходов [4]. Их состав зависит от исходного состава бурильной породы, типа используемого бурового оборудования, типа бурового раствора, а также от способа обработки и самой технологии бурения. Не все вещества, содержащиеся в отходах этого типа, одинаково вредны для окружающей среды, но все они требуют профессиональной утилизации. Их складирование оказывает негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека в виду содержания нефтяных углеводородов и тяжелых металлов. Поэтому необходима их переработка и утилизация в качестве дополнительного источника сырья. С точки зрения логистики буровые шламы целесообразно утилизировать в местах их образования – при добыче углеводородного сырья. Наиболее перспективным способом рециклинга буровых шламов является их применение в качестве сырья для синтеза материалов, используемых при бурении скважин.
Актуальность рециклинга буровых шламов обусловлена необходимостью решать экологические вопросы, возникающие при сооружении нефтяных и газовых скважин. Процесс идентификации отходов, образующихся при строительстве скважин, и использование их для нужд народного хозяйства являются актуальными задачами в настоящее время. Вопросы рециклинга бурового раствора включают в себя:
- разделение раствора на обезвоженную твердую фазу (буровой шлам) и дисперсную среду (буровой раствор);
- изготовление из бурового шлама различных видов сырья: повторное использование бурового раствора.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Третьяк А.А. и др. Технология очистки и рециклинга бурового раствора\ А.А. Третьяк, Е.А. Яценко, К.А. Борисов, Е.В. Карельская\\ Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022-. Т.333. №2. С.62-70
2. Я. А. Рязанов. Энциклопедия по буровым растворам. – Оренбург: Изд-во Летопись, 2005. – 644 с.
3. Федеральный закон "Об отходах производства и потребления" от 24.06.1998 N 89-ФЗ (в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)
4. Федеральный классификационный каталог отходов Приказ Росприроднадзора от 22.05.2017 № 242 (ред. от 02.11.2018) "Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов" (с изм. и доп., вступ. в силу с 04.10.2021)
5. Солодский Н.Ф. Минерально-сырьевая база Урала для керамической и стекольной промышленности / Н.Ф. Солодский, A.C. Шамриков // Стекло и керамика — 2006.-№9. С. 22-29.
6. Куколев Г.В. Исследование процесса спекания глинозема в различных системах/ Г.В. Куколев, E.H. Леве // ЖПХ. 1955. - Т.2. - №8. - С. 807-816.
7. Лукин Е.С. Особенности выбора добавок в технологии корундовой керамики с пониженной температурой спекания / Е.С. Лукин, H.A. Макаров // Огнеупоры и техническая керамика. 1999 - №9. - С. 10-13.
8. Смирнов В.В. Структура и прочность корундовой керамики с добавками, содержащими компоненты с низким поверхностным натяжением / В.В. Смирнов, Н.Т. Андрианов, Е.С. Лукин // Огнеупоры. 1994. - №1. - С. 14-
9. Химическая технология керамики и огнеупоров. Будников П.П., Полубояринов Д.Н. Учебник для студентов химико-технологических специальностей вузов. – М.: Издательство литературы по строительству, 1972г.- 553 с.

Весь текст будет доступен после покупки