Перед человечеством сегодня остро стоит вопрос: что делать с отходами, которые мы продуцируем? Представители газодобывающей отрасли тоже им задаются. Как и любая промышленность, она создает свои “хвосты”. Речь идет о буровом шламе — смеси пород и воды, которую поднимают из скважин.
О шламе часто пишут напуганные люди в социальных сетях: “Буровики сливают отходы в овраги”, “Шлам — это отравленные частички земли, которую выбрасывают после бурения”, “Активисты рассказали о захоронениях шлама, вокруг которых мертвая земля”. Это лишь несколько цитат из десятков тематических комментариев и постов.
Мы решили разобраться, что же собой представляет буровой шлам, ядовит ли он на самом деле и как газодобытчики его утилизируют. Мы поговорили с экологами и промышленниками. Спойлер: промышленность боится загрязнить окружающую среду, в отличие от нас самих.
Что и как мы достаем из-под земли
Чтобы понять, что такое буровой шлам, нужно разобраться в некоторых нюансах.
Первое: человечество и созданная нами экономика существует за счет ресурсов земли, воды, воздуха, флоры, фауны. Возможно, когда-то мы сможем оставить нашу планету в покое и добывать необходимое на Луне, Марсе или астероидах. Тогда многие вопросы экологии отпадут сами собой. Но мы пока в том настоящем, которое есть.
Второе: у землян нет технологий из фантастических фильмов, которые позволяют распылять породы на атомы, а потом использовать их в промышленности.
Третье: у нас есть старый добрый способ добычи полезных ископаемых из земли — до ресурсов нужно докопаться и поднять их на поверхность.
Четвертое: чтобы мы ни пытались выкопать, заодно достанем из глубин некоторое количество земли.
Ресурсы бывают разные. Чтобы добыть уголь, необходимо выкапывать глубокие и широкие шахты, в которых будут работать люди и мощная техника. Чтобы достать железо, необходимы карьеры (или шахты, если залежи глубоки), в которых также будут работать люди и мощная техника. При подобном строительстве появляются отвалы пород: их складируют на поверхности. Так, в частности, появились терриконы — рукотворные холмы извлеченных пород, которые теперь озеленяют. Видите, как человечество меняет ландшафты планеты?
Чтобы достать из-под земли газ, не нужно “потрошить” землю. Достаточно пробурить узкую скважину, зацементировать пространство между ею и грунтом, вставить в отверстие трубы. Получится, что давление под землей само вытолкнет ценный ресурс на поверхность. Следовательно, вы никогда не увидите возле скважин терриконы. Одна углеводородная скважина дает в сотни раз меньше отходов, чем шахта или карьер.
В Украине газ находят на глубине в несколько километров. Чтобы добраться к топливу, используют буровую установку. Принцип ее действия, кстати, одинаков для любых подобных установок, в том числе добывающих питьевую воду. Грубо говоря, длинная дрель уходит глубоко в землю, а потом ее достают. Если вы пользовались дрелью хотя бы раз в жизни, то знаете: сверло при этом нагревается. В обычной жизни мы просто откладываем прибор в сторону и ждем, пока остынет. При бурении скважины буровое долото — наконечник нашей “мегадрели” — нужно охлаждать с помощью жидкости.
В случае с буровыми установками есть еще одна проблема. При использовании дрели на небольшой глубине частицы ствола скважины сами вылетают наружу. Но когда она погружается на значительную глубину, остатки пород не выходят.
Решение нашли в 1833 году. Тогда буровой снаряд случайно попал в подземный ручей, который вынес отработанную породу на поверхность. Французский инженер Пьер-Паскаль Фовель стал свидетелем произошедшего и ему пришла в голову гениальная идея. В 1844 году он за собственные деньги пробурил 219-метровую скважину для артезианской воды, где испытал систему искусственной промывки. 31 августа 1846 года Фовель получил патент и показал технологию другим. Он подавал воду под давлением через буровой снаряд, вымывая частицы пород. С тех пор этот метод совершенствовался, сегодня он занимает меньше времени и не вредит окружающей среде, если собранный шлам правильно утилизируют.
Из чего состоит шлам и как его утилизировать
Чтобы понять, что конкретно извлекают из-под земли во время бурения скважин, давайте обратимся к науке. В своей работе эколог, аспирантка Харьковского политехнического института Надежда Рикусова объясняет: состав бурового шлама зависит от пород, которые разбуриваются. То есть, говоря проще, все зависит от того, где именно мы используем “мегадрель”.
“Примерный минералогический состав выбуренной породы при бурении скважины в районе Донецко-Днепровской впадины на территории Харьковской области: песок, известняк, аргиллит, алевролит, глина, песчаник”, — пишет эколог.
Глина, песок, песчаник и известняк — это основа любого строительства. Загадочные “аргиллит” и “алевролит” на самом деле тоже нам известны. Аргиллит — это кристаллизованная под высоким давлением глина. Ее применяют в производстве строительной керамики, цемента и огнеупорных материалов. Алевролит — это спрессованный под давлением кварц, который добывают для производства цемента и садовой плитки.
Что касается бурового раствора, то его состав за 200 лет видоизменился: теперь воду смешивают с коагулянтами — это абсорбирующие вещества, которые “притягивают” к себе частички породы. Примерно по такому же принципу действует активированный уголь: попадая в желудок и кишечник, он “собирает” шлаки и выводит их в связанном виде.
“Каждая скважина бурится с раствором, состоящем из воды и глинопорошка, который потом и выносит частицы породы наружу”, — говорит эксперт по бурению Михаил Падучак.
По его словам, компании, осуществляющие бурение, бережно относятся к окружающей среде.
“Когда бурение ведут специалисты с навыками и опытом, проблем нет. Ведь сегодня мы все соседи, поэтому качество воды, грунтов и среды в целом важны для всех, — подчеркивает Падучак. — Это отработанный десятилетиями процесс не только в Украине, но и в мире. Есть и экономический аспект. Буровой раствор дорогой, его потеря — это предаварийная ситуация. Поэтому бурение проектируют так, чтобы не потерять ни капли”.
Эксперт объясняет: шлам — это безопасный вид отходов производства: в нем в основном остатки твердых пород и частицы грунта. Можно сказать, что мы ходим по прототипу шлама каждый день, даже не задумываясь о его существовании. Но шлам все-таки отличается от верхнего слоя почвы, поэтому его утилизируют.
Сотрудник буровой компании Михаил Бондарук рассказывает, как происходит циркуляция бурового раствора и утилизация шлама.
“Раствор из специальных герметичных емкостей идет к долоту, входит в скважину, потом поднимает из нее частицы выбуренной породы. После этого по специальному желобу эта смесь попадает на вибросито, а оттуда отправляется в те же герметичные емкости для повторного использования, — говорит буровик. — Отсеянные частицы породы, в свою очередь, по шламовому конвейеру попадают в шламовый амбар”.
Шламовый амбар — это рукотворное озеро, дно которого выстлано герметичной армированной пленкой. Оно напоминает сборно-разборной каркасный бассейн. Только в данном случае он вкопан.
“По окончанию бурения утилизируются и вода, и порода. Есть заводы по переработке шлама. Что касается бурового раствора, он отправляется на другие скважины и используется снова”, — говорит Бондарук.
Эта технология, впрочем, касается лишь амбарного хранения шлама. Многие компании уже используют безамбарный способ. Он дороже, зато надежнее и экологичнее. Суть в том, что специальные установки разделяют буровой раствор и шлам. Его высушивают, а потом вывозят с помощью подрядчиков, которые и занимаются утилизацией или переработкой. На этом этапе добывающие компании следят за работой своих партнеров. Если вывоз, утилизация или переработка шлама ведутся неправильно, то такие недобросовестные подрядчики попадают под штрафные санкции и с ними разрывают договор.
По словам Надежды Рикусовой, существуют такие методы утилизации отходов бурения: термический (сжигание, сушка); химический (экстракция, отвердение с помощью реагентов); физический (отстаивание, отмывание, фильтрация и даже замораживание); физико-химический (обработка коагулянтами); биохимический/биологический (биотермическое, микробиологическое разложение).
“Буровой шлам рекомендуется использовать для изготовления керамики, — говорит эксперт. — Отработанный буровой раствор можно высушить и использовать в полимерных изделиях”.
Эколог Юлия Чухлиб подтверждает: технология давно отработана.
“Обращение с промышленными отходами регламентировано, наработана система обращения с ними. Идет учет промышленных отходов, компании, их производящие, контролирует государство”, — говорит она.
85% бурений производят люди в поисках воды
Бурение домашней артезианской скважины практически не отличается от бурения газовой. Тут также используют буровой раствор, точно также на поверхность выходит шлам.
Однако промышленность — в том числе и производителей воды — контролируют госорганы.
“В Украине действует “Закон об оценке влияния на окружающую среду”, который гармонизирован с директивой 2001/42 Европейского Союза. Согласно законодательству, любая работающая компания обязана сообщать органам местной и центральной власти о своих действиях в окружающей среде. Без документального оформления этого процесса бурение невозможно”, — говорит Михаил Падучак.
При этом 85% всех бурений в Украине совершают… Обычные люди. Согласно статистическим данным, ежедневно в стране бурят до 1000 (!) водоносных скважин. Ставят ли там обсадные колонны-кондукторы, защищающие водоносные слои? В большинстве случаев нет. В итоге колодцы пересыхают. Утилизируют ли шлам и буровой раствор по всем правилам? Ответ на этот вопрос знают лишь их владельцы. Однако опыт показывает: достаточно часто эти отходы оказываются не на специальных полигонах, а в ближайшем овраге или лесу.
Тем временем напуганные пользователи соцсетей, встретившие «шламовые ямы посреди поля», обвиняют в их появлении… газодобытчиков.
Автор: Анна Игнатенко
Комментарии