RU2752983C1 - Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии - Google Patents
Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752983C1 RU2752983C1 RU2020135452A RU2020135452A RU2752983C1 RU 2752983 C1 RU2752983 C1 RU 2752983C1 RU 2020135452 A RU2020135452 A RU 2020135452A RU 2020135452 A RU2020135452 A RU 2020135452A RU 2752983 C1 RU2752983 C1 RU 2752983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- soil
- cleaning
- pressure
- solution
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 2
- 101100194817 Caenorhabditis elegans rig-6 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области защиты окружающей среды и может быть использовано для очистки грунта от нефти и нефтепродуктов, а также для устранения последствий аварийных разливов. Данный способ предполагает очистку грунта на всю глубину распространения нефтяного загрязнения. Сущность изобретения заключается в очистке грунта, загрязненного нефтепродуктами, с использованием энергии высоконапорной струи карбонизированной воды и диоксида углерода. Очистка грунта, загрязненного нефтепродуктами, осуществляется при помощи нагнетания раствора в скважины с использованием высоконапорной технологии. Конечная глубина скважин должна быть ниже уровня нефтезагрязненного грунта. Раствором для очистки нефтезагряненного грунта выступает карбонизированная вода. Закачку раствора в массив нефтезагрязненного грунта производят под высоким давлением при помощи высоконапорной технологии, с использованием энергии струи карбонизированной воды и диоксида углерода, создаваемой при обратном ходе нагнетательной форсунки, расположенной на нижнем конце буровой колонны. Закачка раствора в массив нефтезагрязненного грунта происходит с применением высоконапорной технологии при помощи соответствующих технических средств. При применении данной высоконапорной технологии, а также при дополнительной подаче диоксида углерода повышается эффективность очистки грунта в результате широкого распространения применяемого раствора в порах грунта. Неотъемлемой частью представленного способа очистки является устройство откачивающих скважин. После подачи и распространения раствора в толще массива происходит его извлечение при помощи предварительно пробуренных откачивающих скважин. Обеспечение высокой степени очистки при реализации способа достигается за счет высокого давления нагнетания, широкого прогнозируемого распространения применяемого раствора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки нефтезагрязненного грунта, находящегося непосредственно под промышленными единицами и на удалении от них, в производстве которых используются нефть и нефтепродукты.
Известен способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта и система сооружений для его реализации (патент РФ №2331488). Данное изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами. Способ включает обваловку грунта в виде дамбы по контуру его загрязнения. Как внутри, так и снаружи обваловки прокладывают траншеи и заполняют их сорбентом - отходом производства активированного угля фракции 0,1-5,0 мм с отрицательной и/или положительной плавучестью. Траншеи внутри обваловки заполняют сорбентом, имеющим как отрицательную, так и положительную плавучесть, а траншеи, расположенные снаружи обваловки, заполняют сорбентом, имеющим только отрицательную плавучесть. По ходу движения грунтовых вод выполняют контрольные скважины. Система сооружений для осуществления способа включает обваловку места разлива нефти в виде дамбы и ряд траншей внутри и снаружи обваловки, заполненных сорбентом как с отрицательной, так и с положительной плавучестью. По ходу движения грунтовых вод за обваловкой расположены контрольные скважины.
Недостатком данного способа является ограничение использования выше представленного метода только на поверхности грунта, а также применение сорбента при очистке, что приводит к вторичному образованию нефтезагрязненных отходов.
Известна технология локализации и ликвидации нефтяной линзы с помощью принудительных средств (патент РФ №2386802). Данный способ локализации и ликвидации нефтяной линзы из глубинных слоев почвы включает обнаружение границ линзы, бурение скважин, локализацию линзы и вытеснение нефти на поверхность. Локализация осуществляется путем проходки по контуру нефтяной линзы скважин или шурфов, после чего осуществляют их заряжание взрывчатым веществом такой массы и мощности, при которых после взрыва происходит создание нефтеводонепроницаемой внутренней оболочки, блокирующей нефтяную линзу путем уплотнения и оплавления грунта. Ликвидация включает многократные последовательные взрывы в тех же скважинах или шурфах, возникающие ударные волны от которых вытесняют нефтяную линзу из почвы. Возможно применение дополнительного обводнения грунта, с целью увеличения его плотности, и, тем самым, увеличения эффективности воздействия ударной волны, которая направленно смещает нефтяную линзу вверх. Изобретение увеличивает эффективность извлечения нефти из почвы, повышает производительность труда, улучшает экологию, освобождает почву от нефтяного загрязнения.
Недостатком данного способа является невозможность его применения на территории действующих предприятий и населенных пунктов в связи с необходимостью осуществления взрывных работ и риском разрушения зданий и сооружений.
Прототипом заявленного метода является способ очистки нефтезагрязненного грунта (патент РФ №2574745). Данный способ включает сооружение сетки нагнетательных скважин глубиной ниже залегания загрязненного грунта, сетку откачивающих скважин, расположенных в шахматном порядке относительно нагнетательных скважин, подачу через нагнетательные скважины жидкости для очистки, откачку и разделение водонефтяной эмульсии, возвращение условно очищенной воды в технологический цикл, очистку грунтов осуществляют закачиванием в пласт карбонизированной воды, получаемой растворением диоксида углерода СО2 в воде, с дополнительной подачей диоксида углерода через нагнетательные скважины.
Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются сооружение сетки нагнетательных скважин с ограниченной областью очистки грунтов, обусловленной типовыми конструкциями фильтрующих элементов скважины, невозможность обеспечения равномерного распределения давления по стволу скважины и неравномерность очистки, отсутствуют метод обоснования расположения сети откачивающих скважин.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и уменьшение продолжительности процесса очистки с использованием энергии высоконапорной струи карбонизированной воды и диоксида углерода, создаваемой при обратном ходе нагнетательной форсунки, расположенной на нижнем конце буровой колонны.
Указанный технический результат достигается тем, что закачку производят под высоким давлением при помощи высоконапорной технологии, с использованием энергии струи карбонизированной воды и диоксида углерода, создаваемой при обратном ходе нагнетательной форсунки, расположенной на нижнем конце буровой колонны без обустройства скважины, а также рассчитывают радиус распространения применяемого раствора в толще массива нефтезагрязненного грунта для определения оптимального расположения скважин и повышения эффективности очистки.
На фиг. 1 изображен состав оборудования для высоконапорной технологии, где подача воды из емкости для хранения воды 1 и диоксида углерода из емкости для хранения диоксида углерода 2 происходит в промышленный сатуратор 3 для создания карбонизированной воды. Карбонизированная вода при помощи насоса высокого давления 4 и диоксид углерода при помощи компрессора 5 подаются в буровую установку 6 для закачивания в пласт загрязненного грунта.
Одновременное применение карбонизированной воды и углекислого газа обеспечивает ослабление связей нефтепродуктов с частицами грунта, за счет чего повышается подвижность углеводородов, что приводит к более эффективной очистке нефтезагрязненного грунта.
После завершения процесса санации геосреды при помощи откачивающих скважин происходит извлечение водонефтяной эмульсии и последующее использование ценных фракций нефтепродуктов. Смесь не откачанных нефтепродуктов после процесса фильтрации попадает в подземные воды и перемещается в область разгрузки подземных вод, где улавливается при помощи предварительно установленных дренажных коллекторов.
Скорость фильтрации в толще массива нефтезагрязненного грунта зависит от начального давления нагнетаемой жидкости в предварительно пробуренную скважину. При применении выше представленной высоконапорной технологии давление закачки раствора достигает 500 атмосфер.
При расчете характеристик закачиваемой жидкости рассмотрен идеальный случай распространения применяемого раствора в теле массива нефтезагрязненного грунта и приняты следующие допущения:
1. Тело массива нефтезагрязненного грунта имеет бесконечно большие размеры.
2. Скважины пробурены на всю мощность нефтезагрязненного грунта.
Нагнетание в скважину происходит одномерным потоком, в котором параметры являются функцией только одной пространственной координаты, направленной по линии тока.
При однородности массива нефтезагрязненного грунта по пористости и проницаемости, фильтрация происходит по закону Дарси и объемный дебит скважины нагнетания раствора - Q (отток жидкости) определяется по формуле Дюпюи:
где k - коэффициент фильтруемости;
μ - динамический коэффициент вязкости;
h - мощность массива нефтезагрязненного грунта;
рс - давление на забое скважины;
pk - давление на внешней границе массива нефтезагрязненного грунта;
Rc - радиус скважины;
Rk - радиус ограниченного горизонтального цилиндрического пласта грунта.
Скорость фильтрации на расстоянии r определится следующим образом:
Время движения порции фильтрационной воды осадков вдоль линии тока от точки с координатой r0 до точки с координатой r описывается уравнением
где m - пористость среды.
На фиг. 2 изображена интерференция скважин, где h - толщина пласта грунта; - радиус скважины; Rk - радиус контура насыщения; pk - давление края насыщения; рс - давление скважины; b/2 - расстояние от скважины до середины интервала потока; 1 - кривая изменения давления скважины 1; 2 - кривая изменения давления скважины 2; 3 - кривая суперпозиции давления скважин 1 и 2.
Рассмотрим интерференцию двух одинаковых скважин, расположенных на расстоянии "b" друг от друга (фиг. 2). На фиг. 2 кривая 1 изображает изменение давления в массиве нефтезагрязненного грунта в зависимости от расстояния от скважины 1, кривая 2 - в зависимости от расстояния от скважины 2. Точка В соответствует давлению в середине интервала создаваемому потоком осадков от скважины 1 и 2. По принципу суперпозиции полей суммарное давление в середине интервала будет равно удвоенному значению давления в точке В и соответствовать точке С. Кривая 3 изображает результат суперпозиции давления создаваемого двумя скважинами.
Расчет расстояний между двумя одинаковыми скважинами проводится по следующей формуле:
При проведении эксперимента были выявлены следующие особенности: задавая начальные условия для закачивания карбонизированный воды в толщу массива нефтезагрязненного грунта (диаметр труб - 0,15 м, объем закачиваемого раствора - приблизительно 20 м3, напор создаваемый насосом - до 30 МПа) можно рассчитать расстояние b между скважинами нагнетания ОСВ, скорость фильтрации и ожидаемое время закачки для различных зон присутствующих в массиве нефтезагрязненного грунта.
В соответствии с проведенными расчетами необходимое расстояние для эффективной очистки нефтезагрязненного грунта между скважинами должно составлять 30-40 м.
Claims (1)
- Способ очистки нефтезагрязненного грунта, включающий очистку нефтезагрязненного грунта при помощи закачки карбонизированной воды и углекислого газа, отличающийся тем, что закачку производят под высоким давлением при помощи высоконапорной технологии, с использованием энергии струи карбонизированной воды и диоксида углерода, создаваемой при обратном ходе нагнетательной форсунки, расположенной на нижнем конце буровой колонны без обустройства скважины, а также рассчитывают радиус распространения применяемого раствора в толще массива нефтезагрязненного грунта для определения оптимального расположения скважин и повышения эффективности очистки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135452A RU2752983C1 (ru) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135452A RU2752983C1 (ru) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752983C1 true RU2752983C1 (ru) | 2021-08-11 |
Family
ID=77349220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020135452A RU2752983C1 (ru) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752983C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098334C1 (ru) * | 1991-11-19 | 1997-12-10 | Технолиценц Эстеблишмент | Способ удаления подземных загрязнений и устройство для его осуществления |
| RU2119580C1 (ru) * | 1997-06-16 | 1998-09-27 | Закрытое акционерное общество "Интойл" | Способ разработки нефтяной залежи |
| WO2000002676A1 (fr) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Hazama Corp. | Procede de purification d'un sol pollue et agent purifiant pour purifier un sol |
| RU2574745C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-02-10 | Айрат Муратович Сафаров | Способ очистки нефтезагрязненного грунта |
-
2020
- 2020-10-27 RU RU2020135452A patent/RU2752983C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098334C1 (ru) * | 1991-11-19 | 1997-12-10 | Технолиценц Эстеблишмент | Способ удаления подземных загрязнений и устройство для его осуществления |
| RU2119580C1 (ru) * | 1997-06-16 | 1998-09-27 | Закрытое акционерное общество "Интойл" | Способ разработки нефтяной залежи |
| WO2000002676A1 (fr) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Hazama Corp. | Procede de purification d'un sol pollue et agent purifiant pour purifier un sol |
| RU2574745C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-02-10 | Айрат Муратович Сафаров | Способ очистки нефтезагрязненного грунта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2478778C2 (ru) | Способ обработки продуктивного пласта и скважинное оборудование для его осуществления | |
| RU2343275C2 (ru) | Способ интенсификации добычи природного газа из угольных пластов | |
| CN108868736B (zh) | 利用压裂开采海洋水合物藏的双l井结构及方法 | |
| CN105089600B (zh) | 暂堵转向材料辅助水平井进行拖动式水力喷射改造的方法 | |
| MX2008013512A (es) | Sistemas y metodos para producir combustible y/o gas. | |
| MXPA05007415A (es) | Metodo avanzado de inyeccion de gas y aparato complejo para recuperacion de hidrocarburos liquidos. | |
| CN106761650A (zh) | 油、水井多微裂缝压裂解堵技术 | |
| RU2372487C1 (ru) | Способ дегазации угольного пласта | |
| RU2231631C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи | |
| CN105888613A (zh) | 钻屑深井注入工艺 | |
| RU2752983C1 (ru) | Способ очистки нефтезагрязненного грунта с применением высоконапорной технологии | |
| RU2597305C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи в карбонатных коллекторах | |
| RU2225942C1 (ru) | Способ разработки битумного месторождения | |
| RU2612693C1 (ru) | Способ ограничения водопритоков в добывающих скважинах без подъема глубинонасосного оборудования | |
| RU2162915C2 (ru) | Способ извлечения техногенных скоплений нефтепродуктов с поверхности грунтовых вод | |
| RU2693623C1 (ru) | Способ ликвидации скважин | |
| RU2136859C1 (ru) | Способ разработки нефтяных месторождений | |
| RU2666561C1 (ru) | Способ гидрогеодинамической очистки от нефтепродуктов водоносных пластов и гидрогеодинамическая ловушка для нефтепродуктов | |
| RU2662724C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи с глиносодержащим коллектором | |
| RU2047742C1 (ru) | Способ извлечения газа из водоносных пластов | |
| RU2601879C1 (ru) | Способ очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины после проведения гидравлического разрыва пласта | |
| RU2781721C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны пласта (варианты) | |
| SU1040154A1 (ru) | Способ добычи угл из крутых и крутонаклонных пластов | |
| RU2244109C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
| RU2165497C1 (ru) | Способ охраны грунтовых вод от загрязнения отходами шламохранилищ |