استفاده مجدد و بهینه از کنده های حفاری ناشی از حفاری چاه های نفت و گاز (مطالعه موردی: طرح توسعه میدان گازی کیش)- كوشا شوشتري اخوان- مرکز مهندسی عطران

0

یکی از مهمترین مشکلات محیط زیستی که عملیات حفاری در صنایع نفت و گاز با آن مواجه است تولید پسماند و پساب هایی شامل کنده های حفاری، گل حفاری، آب همراه تولیدی و مواد شیمیایی می باشد. آلوده کننده اصلی عملیات حفاری، گل حفاری می باشد که برای ساخت آن ها از مواد شیمیایی متنوعی استفاده می شود، که شامل عناصر ناخواسته¬ای مانند فلزات سنگین، نمک ها و هیدروکربن¬ها هستند که خارج از محدوده استاندارد برای محیط زیست اثرات مخربی را در پی خواهند داشت. در فرآیند عملکرد سیستم تصفیه کنده های حفاری Zero Discharge که در سطح تمامی طرح های توسعه ای شرکت مهندسی و توسعه نفت مورد استفاده قرار می گیرد،

از جمله طرح توسعه ای میدان گازی کیش، کنده های حفاری بوسیله دستگاه های کنترل جامدات از گل حفاری جدا می شوند سپس تمام خواص آن ها آزمایش شده و پس از عملیات بهسازی به صورت جامد و تثبیت شده به محل مخصوص حمل و با رعایت الزمات محیط زیستی دفن می شوند یا برای استفاده مجدد از قبیل توسعه فضای سبز، استفاده در پروژه های راهسازی، زیر سازی، ساختمانی و احیای خاک های تخریب شده یا دارای کیفیت پایین به کار روند. در این تحقیق سعی شده است روش های مختلف استفاده مجدد از کنده های حفاری پس از اجرای عملیات بهسازی را معرفی نماییم تا راهکار مناسبی برای مدیریت هر چه بهتر رفع کنده های حفاری در صنایع نفت و گاز ارایه گردد و تا حد امکان این مشکل در صنایع مذکور مرتفع گردد.

کلمات کلیدی: مدیریت پسماند، استفاده مجدد، کنده های حفاری، طرح توسعه میدان گازی کیش، گونه هاي گياهي مقاوم، تاثیرات محیط زیستی

 

1- مقدمه:

در حال حاضر و بر اساس آخرین اخبار نفت و گاز، تعداد 145 میدان هیدروکربنی و 297 مخزن نفتی و گازی در ایران کشف شده است، که تعداد 102 میدان نفتی و 43 میدان گازی می باشند. از تعداد کل مخازن، 205 مخزن نفتی و 92 مخزن گاز طبیعی    می‌باشند(Wikipedia). چرخه نفت و گاز از اکتشاف و حفاری گرفته تا بهره برداری و تولید، تصفیه و پخش فرآورده های آن ها، فرآیندی است که به تولید پسماند می انجامد و در صورت مدیریت پسماند ناصحیح ممکن است اثرات محیط زیستی جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. در برخی فعالیت های صنعتی نظیر حفاری، تولید آلودگی امری اجتناب ناپذیر است، در چنین مواردی باید باید مقدار آن را به حداقل رسانید و سعی در بازیافت و یا استفاده بهینه و مجدد از آن کرد (سبزقبایی و همکاران، ۱۳۹۳).

بدون وجود گل حفاری و افزایه های آن، حفاری چاه های نفت و گاز میسر نخواهد بود. سیالات حفاری دارای ترکیبات پیچیده و گوناگونی به نام گل حفاری هستند، ترکیب گل های حفاری بسیار متنوع است و طبقه بندی آن ها بطور دلخواه انجام گرفته است. به هر حال گل ها را عموماً بر پایه ترکیب فاز پیوسته مایع آن ها به ترتیب به گل های پایه آبی، گل های پایه روغنی و گل های پایه زیستی طبقه بندی می کنند (تسفندیاری و همکاران، ۱۳۹۴)، اغلب گل های حفاری مخلوطی از دو و گاهی مخلوطی از هر سه نوع نامبرده بالا بطور همزمان با یکدیگر حضور دارند و هر کدام خصوصیاتی از مایع حفاری را به عهده دارند (کریمی و همکاران، ۱۳۹۴)، که پس از عملیات بهسازی، تثبیت و جامد سازی گل های حفاری، آن ها کنده های حفاری خوانده می شوند، گل حفاری عملکرد های گوناگونی از قبیل روانکاری مته حفاری، بلبرینگ ها و پمپ های گل می باشد.

به ویژه عامل جلوگیری از سایش مته در اثر تماس با دیواره چاه، تامین فشار هیدرو استاتیک جهت موتور برای راندن مته حفاری به داخل حفره چاه، تمیز کردن و خنک کردن مته حفاری، انتقال کنده ها به سطح، انتقال سیمان و دیگر مواد به نقاط مورد نظر در چاه، حفظ فشار چاه و جلوگیری از فوران چاه بوسیله خنثی کردن فشار هیدرو استاتیکی چاه می باشد (Patin، ۱۹۹۱).

به دلیل وجود مواد و ترکیبات شیمیایی متنوع در سیال حفاری و همچنین ویژگی هایی که پسماند حفاری از قبیل اشتعال پذیری، واکنش پذیری، خورندگی و طول عمر زیاد دارا می باشند، این پسماندها می توانند اثرات نامطلوبب بر انسان، گیاه و حیوان داشته باشند (Wonjtanowic، ۱۹۹۱) و در صورتی که برنامه ریزی مناسبی برای پردازش و حذف مواد آلاینده از کنده هایی حفاری وجود نداشته باشد، در دراز مدت اثرات نامطلوبی را با توجه شرایط اقلیمی بر محیط اطراف بر جای خواهد گذاشت (کریمی و معزی، ۱۳۹۰). فرآیند حفاری و تولید نفت و گاز، تولید کننده گونه های مختلفی از انواع آلودگی ها می باشند که در صورت عدم مدیریت و برنامه ریزی مناسب می تواند اثرات نامطلوبی را در پی داشته باشد.

با در نظر گرفتن نیاز به حفظ محیط زیست برای نسل های آینده، شناخت عملیات حفاری و آسیب های ناشی از این عملیات بر محیط زیست، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. قوانین محیط زیستی موجود، شرکت ها و کارخانجات را ملزم به کاهش اثرات منفی محیط زیستی این آلودگی ها کرده است. یکی از مهمترین عوامل در کاهش اثرات منفی محیط زیستی، مدیریت پسماند صحیح است به گونه ای که برخی مواقع هزینه های مورد نیاز در حذف آلودگی ها و کنترل انتشار آلودگی، با اعمال مدیریت صحیح و ابتکاری به میران چشمگیری در واقعیت کاهش پیدا می کند (کریمی، ۱۳۹۴). مدیریت پسماند حفاری به یک سیستم مدیریتی اطلاق می شود که برای انتخاب استراتژی بهینه و تعیین تکنولوژی ها و روش های موثر برای سازماندهی پساب حفاری در یک ساختار محیط زیستی یا جغرافیایی مشخص به کار گرفته می شود (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

از اینرو استفاده از سیستم Zero Discharge برای تصفیه گل حفاری، پایین آوردن حجم جامدات محتوی گل حفاری از طریق دور ریز با استفاده از تجهیزات مکانیکی و فرآیند های شیمیایی جهت به حداقل رساندن تصفیه و بازسازی ضروری گل و نگهداری ویژگی های سیال در سطحی قایل قبول همواره در دستور کار قرار دارد (Piper و همکاران، ۲۰۱۰ ). یکی از اجزای مهم در مدیریت پسماند بازیافت و استفاده مجدد از پسماند ها با به کارگیری روش های گوناگون می باشد (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳). که البته استفاده از هرکدام از روش هایی که در ادامه این تحقیق معرفی می گردند باید با امکان سنجی اقتصادی، محیط زیستی و عملیاتی مورد ارزیابی قرار بگیرند تا بر اساس شرایط هر پروژه بهترین روش انتخاب گردد.

  • طرح توسعه میدان گازی کیش (شرکت مهندسی و توسعه نفت):

طرح توسعه میدان گازی کیش شرکت مهندسی و توسعه نفت با هدف استحصال حدود سه میلیارد فوت مکعب گاز در روز فرآورش و انتقال آن به خط هفتم سراسری (IGAT-7) می باشد. این طرح در راستای سیاست های کلان توسعه دولت جمهوری اسلامی ایران و منطبق بر هدف کلی گسترش شبکه گاز رسانی کشور انجام می پذیرد. این طرح دارای 13 حلقه چاه گاز می باشد که 6 حلقه آن در مرکز جزیره کیش در محدوده کلاستر شماره 1 به مساحت تقریبی حدود سه هکتار قرار دارد و 7 حلقه چاه دیگر در محدوده کلاستر شماره 2 به مساحت تقریبی چهار هکتار در غرب جزیره کیش واقع گردیده اند.

گاز استخراج شده در کلاستر های شماره 1 و 2 توسط خط لوله 32 اینچ به طول 10 کیلومتر به ساحل جزیره و سپس توسط خط لوله زیر دریایی به طول 17 کیلومتر به تاسیسات اصلی فراورش گاز در ساحل گرزه در غرب بندر چارک منتقل خواهد شد. بعد از فراورش گاز در پالایشگاه گاز سبک و شیرین تولیدی پس از افزایش فشار توسط خط لوله 56 اینچی به طول 94 کیلومتر به خط هفتم سراسری (IGAT-7) منتقل می گردد.

میعانات گازی حاصل از فراورش گاز نیز از طریق یک رشته خط لوله زیر دریایی به طول 5 کیلومتر به سکوی شناور صادراتی (SBM) واقع در خلیج فارس انتقال می یابد (شرکت مهندسی طرح و پالایش، ۱۳۸۷).

بعد از به پایان رسیدن حفاری 13 حلقه چاه گازی، بر اساس بانک اطلاعاتی موجود در واحد HSE شرکت مهندسی و توسعه نفت در مجموع حدود 21770متر مکعب کنده های حفاری پایه آبی در این طرح تولید گردید که این مقادیر از پسماند های حفاری به دو محل دفع کنده های حفاری که با رعایت الزامات محیط زیستی و مهندسی ساخته شده اند و در نزدیکی کلاستر شماره 2 طرح توسعه میدان گازی کیش قرار دارند، منتقل گردیدند. سيالات حفاري پايه آبي، بسته به عمق چاه بين 10 هزار تا 30 هزار بشكه باطله براي هر چاه توليد مي كنند(World Oil Drilling، ۲۰۰۴). در جدول شماره 1 به تفکیک مقادیر کنده های حفاری موجود در هر یک از محل های دفع بیان گردیده است.

جدول 1- مقادير كنده هاي حفاري موجود در محل هاي دفع طرح توسعه ميدان گازي كيش

رديف محل های دفع پسماند های حفاری (کنده های حفاری) مقادیر موجود در هر یک از لندفیل ها (بر حسب متر مکعب m3)
1 محل دفع شماره یک 16650
2 محل دفع شماره دو 5120
3 مجموع 21770

۳- برنامه و فرآیند مدیریت پسماند های حفاری:

هر نوع برنامه ای که جهت مدیریت پسماند ارایه گردد می بایست متکی به اطلاعات محیطی منطقه اجرای طرح باشد. این بدان معناست که شرایط طبیعی منطقه شامل عوارض سطح زمین و پستی و بلندی ها، مقدار بارش، زمین شناسی، آب های جاری و زیر زمینی، ویژگی ها و حساسیت های محیط زیستی و کاربری اراضی می بایست در نظر گرفته شود. همچنین اطلاع از برنامه حفاری چاه، نوع و حجم پسماند (کنده) تولید شده نیز تاثیر بسزایی در تهیه برنامه مدیریت پسماند خواهد داشت. جهت تهیه یک چنین برنامه ای برای هر پروژه می بایست مراحل زیر انجام پذیرد (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳):

الف) تایید مدیریت و ذینفعان طرح: تایید و حمایت مدیریت و ذینفعان طرح جهت هر برنامه می بایست جلب شود. هزینه، زمان بندی، مشخصات برنامه، افراد کلیدی برنامه و همچنین اهداف می بایست به صورت روشن در برنامه مشخص گردد.

ب) تعریف محدوده محیط و محل انجام طرح: برنامه های مدیریت پسماند بستگی شدیدی به محیط طبیعی انجام طرح نظیر: شرایط اقلیمی (اکولوژی) منطقه، پستی و بلندی (توپوگرافی)، مقدار بارش، وزش باد، زمین شناسی، آب های جاری و زیر زمینی، ویژگی ها و حساسیت های محیط زیستی، کاربری اراضی و … دارد، هر برنامه می بایست شرایط فوق را در نظر بگیرد و محدوده پروژه مشخص گردد.

ج) شناسایی نوع پسماند: در هر برنامه می بایست نوع پسماند تولید شده، فعالیت های تولید کننده پسماند، حجم پسماند، مشخصات فیزیکی و شیمیایی پسماند، ترکیبات و منشا آن به دقت شناسایی گردد.

د) تجزیه و تحلیل قوانین و شناسایی مسیولیت ها: مطالعه قوانین و ظوابط جهت شناسایی نوع، مقدار و مشخصات پسماند هایی که رفع یا دفع آن ها الزامات قانونی دارد از ضرورت های هر برنامه می باشد، همچنین شناسایی پسماندهایی که ضرورت قانونی خاصی برای آن ها در نظر گرفته نشده الزامی می باشد.

ه) دسته بندی و جداسازی پسماندهای حفاری: در این مرحله می بایست خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و سمی هر نوع از پسماند های حفاری مشخص گردد. سپس بر اساس مقدار آسیب رسانی به محیط زیست آن ها را برای انتخاب روش بهینه مدیریت پسماند حفاری دسته بندی نمود.

و) ارزیابی روش های مدیریت پسماند: در این مرحله می بایست با توجه به دو مرحله قبل برای کنده های حفاری روش مناسب و بهینه مدیریت پسماند حفاري را مشخص نمود. هر یک از روش ها می بایست تحت ارزیابی اقتصادی، محیط زیستی و عملیاتی قرار بگيرند تا بهترين روش انتخاب گردد.

ز) کاهش دادن پسماند: هر نوع فرصت یا زمینه برای کاهش، حذف، بازیابی، سم زدایی و تصفیه پسماند را می بایست به دقت بررسی نمود و در صورت امکان راهکارهای اجرایی برای آن ها تهیه کرد.

ح) انتخاب روش بهینه جهت مدیریت پسماند حفاری: طی مراحل گفته شده بالا می بایست بهینه ترین روش جهت برخورد با انواع پسماند های حفاری انتخاب گردد، در این مرحله می بایست کلیه مخاطرات شناسایی گردیده و راهکارهای مقابله با آن ها نیز تهیه گردد.

ط) اجرای روش انتخاب شده و نظارت بر آن: در این مرحله بهترین روش جهت اجرا انتخاب شده و در حین اجرا نیز می بایست کنترل های لازم توسط متخصصین امر صورت پذیرد تا نتیجه نهایی حاصل گردد. لازم به ذکر است در این مرحله می بایست برنامه به طور مرتب بازبینی و به روز گردد.

از اصول مهم و اساسی مدیریت پسماند می توان به این موارد اشاره کرد: کاهش در مبدا، بازچرخش، بازیافت و استفاده مجدد، دفع پسماند.

۱-۳ روش های مدیریت پسماند عملیات حفاری:

– حفاري جهت دار

– حفاري دسترسي توسعه يافته

– حفاري افقي

– چاه هاي خوشه اي

 

بكارگيري روش هاي حفاري براي توليد پسماند كمتر

 

 

 

 

 

كاهش حجم پسماند توليدي

 

 

 

 

 

روش هاي مديريت پسماندهاي حفاري (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳)
– حفاري با روش هاي لوله مغزي سيار حفاري چاه هاي با قطر حفره كوچكتر
– حفاري با هوا روش هاي نوين حفاري با استفاده از سيال كمتر
– استفاده از پسماند حفاري در جاده سازي

– استفاده از پسماند حفاري در ساختمان سازي

– به كار گيري كنده ها به عنوان سوخت

– استفاده از مواد مازاد حفاري در توليد سيمان

– ايجاد و يا توسعه فضاي سبز

– ترميم باتلاق ها

– زيبا سازي شهر ها و معابر

– احياي خاك هاي تخريب شده

 

استفاده از پسماند و كنده هاي حفاري

 

 

 

بازيافت گل حفاري

 

 

 

بازيافت و استفاده مجدد

 

 

 

 

– بهسازي و تصفيه بيولوژي  

 

 

 

 

روش هاي تصفيه، بهسازي و كنترل

– جامدسازي و تثبيت
– آب زدايي
– خشك كن ها
– به كارگيري تجهيزات جداسازي
– تصفيه حرارتي
Zero discharge-
كمپوست-
– راكتور زيستي
– پرورش كرم
– دفن در محل  

 

 

 

دفع پسماند

– دفن در لندفيل
– تخليه در گودال هاي پسماند (پيت ها)
– تزريق در غارهاي نمكي
– تزريق در جداره و يا چاه هاي تزريقي پسماند
– پخش كردن در زمين
– پاشيدن روي زمين
– پاشيدن روي زمين حين حفاري

۴- بازيافت، استفاده مجدد:

۴-1 بازيافت گل حفاري:

بيشتر گل هاي پايه آبي با اتمام كار حفاري دفع مي شوند، اما در مورد سيالات پايه روغني و سيالات پايه سنتزي وضعيت به گونه‌اي ديگر است. اين گونه گل ها در هر زمان كه امكان پذير باشد، بازيافت مي شوند. گاهي اوقات خواص فيزيكي و شيميايي گل هاي استفاده شده كاهش مي يابد و مي بايست بر روي گل ها عملياتي انجام گيرد تا خواص لازم را دوباره بدست آورند. درموارد ديگر، كيفيت گل آنقدر كاهش مي يابد كه نمي توان آن را به صورت اقتصادي به عنوان گل جديد بازيافت كرد و مي بايست به شكل ديگري مورد استفاده قرار گيرد.

روش هاي نسبتاً ساده متعددي وجود دارند كه به وسيله آن ها مي توان سيالات تميز را كه امكان از بين رفتن آن ها وجود دارد، گرفت و به چرخه مصرف بازگرداند. مثال هايي از اين روش عبارتند از: تميز كننده هاي لوله هاي حفاري، سطل هاي گل و مكش گل هايي كه بر روي فلور مي ريزند. بازيافت گل در طول تميز كاري تانك ها امكان استفاده مجدد از گل را به ما مي دهد. تجهيزات كنترل جامدات مانند سانتريفوژها مي توانند براي حذف جامدات از جريان گل برگشتي مورد استفاده قرار گيرند.

همچنين بسياري از مواد زائد توليد شده در عمليات حفاري را مي توان مجدداً فراورش كرد و به كار گرفت. به عنوان مثال آب موجود در پيت هاي ذخيره را مي توان براي آماده سازي گل حفاري، شستشوي توري لرزان و همچنين شستشوي سطح دكل يا دوباره در چاه استفاده كرد. يكي از مواد پر مصرف در گل حفاري باريت است.  باريت از مواد وزن افزاي گل حفاري است كه به مقدار زيادي در گل پايه آبي مورد استفاده قرار مي گيرد.

با توجه به اينكه در طي عمليات حفاري مقدار زيادي باريت همراه با كنده هاي حفاري به محل های دفع کنده های حفاری و حوضچه هاي اطراف دكل منتقل مي شود، لذا پسماندهاي گل حفاري اطراف چاه هاي نفت مي تواند يكي از منابع تأمين باريت محسوب شود. بنابراين به لحاظ اقتصادي، بازيابي ذرات باريت خرد شده از پساب گل حفاري مي تواند مقرون به صرفه باشد. مي توان براي بازيافت باريت از الك لرزان و هيدروسيلكون ها استفاده كرد (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

۴-2 استفاده مجدد از كنده هاي حفاري:

كنده هاي حفاري از سنگ هاي زميني تشكيل شده است كه با يك لايه از سيال حفاري پوشانده شده اند. بيشتر كنده هاي حفاري دفع مي شوند. اگر چه تعدادي از آن ها مورد تصفيه قرار گرفته و از آن ها استفاده سودمند مي شود. قبل از اينكه كنده ها مورد استفاده مجدد قرار گيرند، حصول اطمينان از ميزان هيدروكربن، فلزات نسگین، ميزان رطوبت، شوري و ميزان رس كنده ها براي هدف مورد نظر امري لازم و ضروري است که اینگونه آزمایش ها در تمامی طرح های شرکت مهندسی و توسعه نفت توسط آزمایشگاه های معتمد سازمان حفاظت محیط زیست صورت می پذیرد تا در صورت استفاده مجدد از کنده های حفاری مشکل ایجاد آلایندگی مطرح نگردد،

نتایج حاصل از آزمایش کنده های طرح توسعه میدان گازی کیش كه در چهار نقطه نمونه برداري صورت پذيرفته است به صورت بيان حداقل و حداكثر مقدار بر حسب Mg/Kg در جدول شماره 2 به نمایش گداشته است و بر اساس همین نتایج عدم آلایندگی کنده های حفاری طرح توسعه میدان گازی کیش اثبات می گردد و می توان از این کنده ها در موارد دیگري استفاده مجدد نمود (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

تعدادي از كنده ها، به ويژه هنگامي كه گل آب نمكي براي حفاري چاه مورد استفاده قرار مي گيرد، قبل از استفاده براي هدف مورد نظر نياز به شستشو به جهت حذف نمك محلول دارند. آبي كه براي اين شستشو مورد استفاده قرار مي گيرد، مي تواند در يك چاه تزريقي دفع شود یا برای تبخیر به یک حوضچه ایزولاسیون شده منتقل گردد.

جدول 2- نتايج حاصل از آزمايش كنده هاي حفاري طرح توسعه ميدان گازي كيش

 

رديف ويژگي / شرح آزمون واحد نتيجه آزمون (حداقل مقدار) نتيجه آزمون (حداكثر مقدار)
1 K Mg/Kg 2039 2541
2 Zn Mg/Kg 49.6 435
3 Cu Mg/Kg 39.4 213.5
4 Cr Mg/Kg 33.05 51.7
5 Mg Mg/Kg 72.96 364.8
6 جيوه (Hg) Mg/Kg 0.1 › 0.1 ›
7 سلنيوم (Se) Mg/Kg 0.1 › 0.1 ›
8 EC Ds/m 126.66 175.75
9 PH 7.77 10.27
10 OC % 1.06 2.03
11 Ni Mg/Kg 57.85 194.45
12 Pb Mg/Kg 344 4041.5
13 Cd Mg/Kg 5.45 9
14 TOG PPM 0 0

*: اين آزمايش ها توسط آزمايشگاه معتمد سازمان حفاظت محيط زيست انجام گرفته است و نتايج آن معتبر و قابل استفاده مي باشد.

روش های استفاده مجدد از کنده های حفاری شامل موارد زیر می باشد:

  • استفاده از كنده ها در عمليات جاده سازي:

يكي از استفاده هاي كنده هاي حفاري استفاده از آن ها در تثبيت سطوحي است كه درمعرض سائيدگي و فرسايش هستند مانند جاده ها يا بتن آرمه هاي مكان حفاري، كنده هاي حاصل از گل هاي روغني مي توانند همچون قيرهايي كه بر سطح جاده ها ريخته مي شوند عمل كنند. همه سازمان هاي قانون گذار اجازه پخش كنده هاي حفاري روي جاده را نمي دهند. در جايي هم كه مجوز براي پاشيدن كنده ها برسطح جاده ها صادر مي شود،

كساني كه مي خواهند چنين كاري را انجام دهند بايستي پيش از پاشيدن كنده ها بر سطح زمين از سازمان هاي قانون گذار و مالك زمين مجوز بگيرند. نقاطي كه در آن ها پاشيدن صوت ميگيرد نبايستي نزديك به محل تقاطع نهرها يا سراشيبي ها باشد. ميزان مورد استفاده بايد به گونه اي تنظيم شود كه هيچ گونه گازوئيل يا روغن آزاد بر سطح جاده مشاهده نشود (Parker و Salider، ۱۹۹۱).

  • استفاده از مواد مازاد حفاري درتوليد سيمان:

طبق مطالعات انجام گرفته مي توان از گل حفاري مازاد براي توليد سيمان استفاده كرد. فرآيند تبديل گل حفاري به سيمان با محيط زيست سازگار بوده و سيمان حاصل از لحاظ كارايي قابل قبول گزارش شده است. درواقع گل حفاري جايگزين آهك و رس مورد نياز براي توليد سيمان مي شوند و مي توان از آن ها استفاده كرد (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

  • استفاده ازپسماند حفاري در ساختمان سازي:

بعد از جداسازي اوليه بر روي الك هاي لرزان، كنده ها هنوز با سيال پوشيده شده اند و هنوز نسبتاً مشكل است كه در ساخت و ساز، استفاده شوند. مراحل تصفيه اي بيشتري مي بايست بر روي كنده ها انجام گيرد تا به صورت بي ضرر تر بتوان از آن ها استفاده كرد. درمواردي از حرارت براي حذف هيدروكربن استفاده ميشود كه مواد جامد بدست آمده از اين روش نسبتاً تميز هستند. براي حذف قسمت عمده گل از ديگر كنده ها از روش غربال يا فيلتراسيون استفاده مي كنند. اگر كنده ها حاوي مقدار زيادي مايع باشند، مي توان ازخاكستر بادي، سيمان يا تعدادي موارد ديگر جهت پايدار سازي و سهولت در كار با كنده ها استفاده كرد (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

كنده هاي تصفيه شده به روشهاي مختلف مي توانند مورد استفاده قرار گيرند:

  • مواد پركردني
  • به عنوان مواد پوششي روزانه در محل هاي دفن
  • به عنوان مواد پركننده در بتون، آجر يا بلوك

از ديگر كاربردهاي ممكن درساخت و ساز شامل استفاده در سنگ فرش جاده ها، و قير و آسفالت يا استفاده درتوليد سيمان مي باشد. حداقل، كنده ها مي توانند براي چاه هاي مسدود شده و رهاسازي شده استفاده شوند. امكان پذيري استفاده از پساب حفاري براي توليد آجر دركشورهاي مختلف انجام شده است. طبق مطالعات انجام گرفته مشاهده شد كه براي ساخت آجر 17تا 100 درصد پساب حفاري وابسته به ميزان موارد آلي موجود در آن مي توان به كار برد. هرچه قدر ميزان مواد آلي درپساب حفاري كمتر باشد قابليت استفاده مجدد افزايش مي يابد.

  • به كارگيري كنده ها به عنوان سوخت:

در مطالعات متعددي از كنده هاي روغني به عنوان سوخت نيروگاه استفاده شده است. كنده های حفاری با يك ميزان كمي     زغال سنگ مخلوط مي شدند و به عنوان منبع سوخت اوليه كاربرد دارند. خاكستر به وجود آمده به مقدار زيادي شبيه خاكستري بوده كه فقط از سوختن زغال سنگ تنها حاصل مي شود. ايستگاه هاي توليدي بايستي نزديك محلي قرار گيرند كه كنده ها توليد      مي شوند (گلستانی فر و بهشتی، ۱۳۹۳).

  • ايجاد و يا توسعه فضای سبز:

با استفاده از گونه های مقاوم به کنده های حفاری می توان فضا های سبز صنعتی یا شهری را ایجاد و يا توسعه داد. . استفاده از گياهان مناسب جهت پالايش آلودگي ها به عنوان كم هزينه ترين و پاك ترين مكانيسم در جهت كنترل آلاينده ها توصيه مي شود علاوه بر اين بايد عنوان كرد كه استفاده از گياهان براي توسعه فضاي سبز و پاكسازي مناطق آلوده، سبب كاهش صدمات وارده به محيط زيست خواهد شد و باعث بالا رفتن روحيه مردم محلي و كاركنان آن منطقه خواهد گرديد،

در همين راستا استفاده از گياهاني مانند خر دل وحشي و پنيرك جهت كاشت در خاك هاي حاوي كنده هاي حفاري توصيه مي گردد زيرا اين گياهان توانايي بالايي در جذب فلزات سنگين مانند نيكل و واناديوم دارند، البته لازم به ذكر است كه توانايي گياه خر دل وحشي در جذب فلزات سنگين از گياه پنيرك بيشتر است (کریمی و معزی، ۱۳۹۰).

 

  • ترمیم باتلاق ها:

ترمیم باتلاق ها با استفاده از کنده های حفاری یکی از کاربرد های جدید این نوع از پسماند ها می باشد (کریمی و همکاران، ۱۳۹۴).

  • زیبا سازی شهر ها:

با توجه به انواع سازند های متنوع و زیبایی که از کنده های حفاری می توان ساخت، می توان به زیبا سازی شهرها و معابر پرداخت (کریمی و همکاران، ۱۳۹۴).

  • احیای خاک های تخریب شده یا دارای کیفیت و حاصلخیزی پایین:

موادی که در گل حفاری موجود است از جمله میکاهای آسیاب شده متوسط و ریز و سه نوع متفاوت از مخلوط های تجاری فیبرهای سلولزی بازیافت شده که برای جامد سازی کنده های حفاری مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند موجب احیای خاک‌أهای تخریب شده یا دارای کیفیت پایین و پرورش گل گردند (خواجوي شجاعي، ۱۳۹۴).

۵- نتیجه گیری

جدول 3- پیشنهادات جهت استفاده مجدد از کنده های حفاری طرح توسعه میدان گازی کیش:

رديف مورد استفاده مجدد مقدار مورد استفاده (بر حسب متر مكعب m3)
1 ايجاد و توسعه فضاي سبز 11328
2 ساختمان سازي، بهسازي ديواره هاي 2 برن پيت موجود 5442
3 احياي خاك هاي تخريب شده يا داراي كيفيت پايين 1000
4 زيباسازي شهر ها و معابر و پر كردن پروفيل هاي مسير خط لوله 4000
5 مجموع مورد استفاده 21770

۶- منابع:

1) گلستاني فر، حافظ و بهشتي، علي، 1393، كتاب مديريت پسماند حفاري در چاه هاي اكتشافي نفت و گاز، انتشارات دانشگاهي فرهمند، چاپ اول، فصل چهارم.

2) خواجوي شجاعي، زهرا، 1394، «بازيافت پسماند هاي ناشي از حفاري چاه هاي نفت و گاز»، كنفرانس ملي كشاورزي پايدار، محيط زيست وتوسعه روستايي، اهواز.

3) شركاء، عليرضا و همكاران، 1387، «تزريق پسماند حفاري از طريق داليز»، اولين كنگره صنعت حفاري ايران، اهواز.

4) اسفندياري، مجتبي و همكاران، 1394، «اثرات زيست محيط گل حفاري و روش هاي مديريت پسماند حفاري»، چهارمين كنفرنس ملي مهندسي مخازن هيدروكربوري و صنايع بالا دستي، تهران.

5) سبز قبايي، غلامرضا و همكاران، 1393، «مديريت پسماند هاي نفتي و روش هاي بازيافت آن»، دومين سمپوزيوم بين المللي علوم مديريت با محوريت توسعه پايدار، تهران.

6) كريمي، سارا و همكاران، 1394، «تحليل اثرات زيست محيطي سيالات حفاري در عمليات حفاري چاه هاي نفت و ارائه راهكار هاي مديريتي در راستاي تقليل اثرات سو آن ها»، كنفرانس بين المللي توسعه پايدار با محورت كشاورزي، محيط زيست و توريسم، تبريز.

7)كريمي، سارا و معزي، عبدالامير، 1390، «شناسايي گونه هاي گياهي مقاوم جهت كاشت در خاك هاي آلوده به كنده هاي حفاري، مطالعه موردي دستگاه حفاري 83 فتح چاه شماره 438»، اولين همايش ملي مباحث نوين در كشاورزي، ساوه.

8) شركت مهندسي طرح و پالايش، 1387، گزارش ارزيابي اثرات محيط يستي طرح توسعه ميدان گازي كيش شركت مهندسي و توسعه نفت.

(9 Drilling Fluids Processing Handbook, Gulf Professional Publishing is an Imprint of Elsevier, ASME, William Piper, Tim Harvey, Hemu Mehta, 2010 chapter (16) page 367-412

10) World Oil Drilling, Completion and Work over Fluids,2004, World Oil 225(6)

11) Wonjtanowic AK, Ye Y, 1991, Environmental Control of Drilling Mud Discharges through Dewatering in Cold Weather Climates: effect of ambient temperature. Proceeding of International Arctic Technology, Alaska, Jun 11-15, PP:711-719

12) Patin, S. A, 1991, Environmental Impact assessment of offshore Oil & Gas industry. ECO monitor publishing, East North port, New York.

13) Parker, J. , SAlider, A, 1991, Geomembrane Application in Australia, Geosynthetics Conferences, Atlanta, USA.

14) Wikipedia

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

برچسب‌ها : % % % % % % % % % % % % % %