Способ очистки нефтезагрязненного грунта



Способ очистки нефтезагрязненного грунта
Способ очистки нефтезагрязненного грунта

 


Владельцы патента RU 2574745:

Сафаров Айрат Муратович (RU)

Изобретение относится к области очистки грунтов от нефтепродуктов. При осуществлении способа очистки нефтезагрязненного грунта сооружают сетку нагнетательных скважин. Нагнетательные скважины выполняют глубиной ниже залегания загрязненного грунта. Сооружают сетку откачивающих скважин. Откачивающие скважины расположены в шахматном порядке относительно нагнетательных скважин. Подают через нагнетательные скважины жидкость для очистки и диоксид углерода. Откачивают и разделяют водонефтяную эмульсию. Возвращают условно очищенную воду в технологический цикл. В качестве жидкости для очистки используют карбонизированную воду. Обеспечивается повышение эффективности очистки грунта без внесения в природные среды химических средств. 5 ил.

 

Изобретение относится к области очистки грунтов от нефтепродуктов.

Известны способы очистки почвы, загрязненной нефтепродуктами, включающие отбор загрязненной почвы с последующей очисткой и возвратом на место отбора. Например, способ очистки почвы, загрязненной нефтепродуктами (патент РФ №2309808), по которому отобранную с загрязненного участка почву пропаривают с добавлением соды и поверхностно-активных веществ. Пропаренную почву смешивают с торфом и удобрениями, после чего добавляют в полученную смесь нефтеокисляющие аэробные микроорганизмы и подготовленную смесь помещают в биобарабан, в котором осуществляют обработку смеси при постоянном ее перемешивании с добавлением подогретого воздуха, поддерживая температуру обрабатываемой смеси не ниже 16°C в течение 1-2 суток. После этого смесь удаляют из барабана и выдерживают в гуртах в течение 2-3 месяцев, после чего осуществляют возврат обработанной почвы.

Недостатком способа является необходимость использования соды и ПАВ, а также высоких температур.

Известен способ очистки загрязненного нефтью и/или нефтепродуктом грунта (патент РФ №2295402). Согласно способу место загрязнения локализуют обвалованием, а в подстилающий водоносный слой под напором подают воду с интенсивностью, обеспечивающей в месте загрязнения поднятие уровня грунтовой воды с вымываемой из грунта нефтью и/или нефтепродуктом на его дневную поверхность. После чего нефть и/или нефтепродукт удаляют с дневной поверхности. Воду в подстилающий водоносный слой под напором подают посредством гидрозавесы, выполненной в виде канавы, расположенной вдоль обвалования с ее наружной по отношению к месту загрязнения стороны и гидравлически сообщенной с подстилающим водоносным слоем. Канаву заполняют водой до уровня, превышающего уровень дневной поверхности грунта места загрязнения и уровень жидкой фазы на этом месте загрязнения и обеспечивающего в месте загрязнения изменение направления движения жидкой фазы в подстилающем водоносном слое на противоположное. Канаву по длине разделяют на участки перемычками, обеспечивающими возможность создания перепада уровней воды между смежными участками канавы. Дополнительно осуществляют подачу воды под напором в подстилающий водоносный слой путем ее закачки, по меньшей мере, через одну скважину, выполненную в средней части места загрязнения с площадки, образованной насыпью и/или возвышенным участком рельефа.

Недостатком известных способов является невозможность их применения для реабилитации глубоко залегающих нефтезагрязненных грунтов и подземных вод, подземных нефтяных скоплений, а также привнесение в природные среды не свойственных им реагентов.

Известен способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель (патент РФ №2331489). Для осуществления способа на подлежащей рекультивации территории производят оконтуривание загрязненных участков дренажными канавами и приемными шурфами, сбор с поверхности участков, частично из загрязненного грунта в шурфы «обратной» эмульсии, транспортировку ее из шурфов в очистную установку, разделение в ней эмульсии на составляющие и повторное их использование. На последующем этапе рекультивации участка в частично очищенный грунт устанавливают перфорированные трубы и под давлением подают в них горячую воду. Вымываемую из грунта эмульсию также собирают в приемные шурфы и транспортируют в очистную установку, где под воздействием аэрации горячим воздухом и вибрации разделяют на составляющие. Заключительная стадия работ включает проведение на очищенных землях биологической рекультивации.

Недостатком указанного технического решения является использование высоких температур (горячая вода, горячий воздух), сложность и малая эффективность процесса.

Наиболее близким к заявляемому является способ очистки нефтезагрязненных грунтов и грунтовых вод, реализованный по полезной модели РФ №129521. Сооружение очистки нефтезагрязненных грунтов и грунтовых вод включает сетку нагнетательных скважин глубиной ниже залегания загрязненного грунта, трубопроводы подвода воды к нагнетательным скважинам, отводы удаляемой жидкости к отстойнику-накопителю, сетку эксплуатационных скважин, расположенных в шахматном порядке относительно нагнетательных скважин, соединенных трубопроводом отвода воды с отстойником-накопителем, коллектор перехвата грунтовых вод вблизи уреза воды водного объекта, соединенный трубопроводом отвода воды с отстойником-накопителем. Раствор технического моющего средства от нагнетательной скважины фильтруется в грунте, пропитанном нефтепродуктами, вытесняя нефтепродукты к эксплуатационным скважинам. Водонефтяная эмульсия откачивается вакуумным насосом из эксплуатационных скважин и подается в отстойник-накопитель, в котором осаждаются взвешенные вещества и удаляются на обезвоживание на шламовые площадки. Из отстойника-накопителя водонефтяная эмульсия подается в гидрофобный фильтр, в котором отделяются нефтепродукты при фильтровании сквозь слой углеводородной жидкости. Очищенная от нефтепродуктов вода проходит доочистку в электрофлотаторе, после чего в воду добавляют техническое моющее средство до указанной концентрации. Далее цикл повторяется. Часть грунтовых вод, содержащих нефтепродукты, не попавших в эксплуатационные скважины, фильтруются в грунте, перемещаясь по уклону местности в направлении водного объекта установившимся за многие годы путем, затем попадают в коллектор перехвата.

Недостатком указанного технического решения является необходимость использования технического моющего средства, невысокий эффект отмыва грунта водой за счет фильтрования воды в порах грунта, заполненных нефтепродуктами.

Задачей изобретения является разработка способа очистки нефтезагрязненного грунта с достижением следующего технического результата - повышение эффективности очистки грунта без внесения в природные среды химических средств.

Указанная задача решается тем, что в способе очистки нефтезагрязненного грунта, включающем 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, согласно изобретению очистку грунтов осуществляют закачиванием в пласт карбонизированной воды, получаемой растворением диоксида углерода СО2 в воде, с дополнительной подачей диоксида углерода через нагнетательные скважины.

Вода после промывки грунтов откачивается на поверхность и направляется в систему прудов-отстойников, откуда, после отделения пленочных и эмульгированных нефтепродуктов и механической взвеси, возвращается в технологический цикл.

На фиг.1 показана технологическая схема очистки нефтезагрязненных грунтов, на фиг.2 - система нагнетательных и откачивающих скважин, на фиг.3 показана эффективность отмыва грунта (Сн/пр=10%) с использованием природной (1) и карбонизированной (содержание СО2 0,3%) воды (2), на фиг.4 показана эффективность доотмыва грунта от остаточного содержания нефтепродуктов с использованием природной воды (1), воды с продувкой воздуха (2), карбонизированной воды (3) и карбонизированной воды с продувкой СО2 (4), на фиг.5 показано остаточное содержание нефтяных углеводородов в грунте.

Технологическая схема состоит из системы нагнетательных и откачивающих (депрессионных) скважин и системы оборотного водоснабжения технологических циклов.

Схема включает блок 1 подготовки (газирования) воды, дожимной насос 2, нагнетательные скважины 3, откачивающие (депрессионные) скважины 4, сепаратор 5, систему прудов-отстойников 6.

Способ очистки осуществляется следующей последовательностью операций.

Первым этапом реабилитации нефтезагрязненных грунтов на уровне водоносного горизонта является ликвидация линзы нефтепродуктов путем откачки углеводородного слоя. Наиболее эффективной является откачка системой спаренных скважин (Фокина, Л.М. Формирование природно-техногенных систем нефтегазовых комплексов. Комплексный мониторинг и оптимальные технологии минимизации экологического ущерба: автореф. дис. доктора геолого-минерал. наук. - М., 2007. - 38 с.), позволяющей раздельно откачивать нефтепродукт и воду из водоносного горизонта.

После извлечения основной массы нефтяных углеводородов из подземного скопления проводится второй этап - очистка грунтов и подземных вод.

В загрязненный пласт через нагнетательные скважины 3 при помощи дожимного насоса 2 подают карбонизированную воду, получаемую растворением диоксида углерода СО2 в воде в блоке 1 подготовки воды.

Для промывки грунтов, загрязненных нефтепродуктами, используют карбонизированную воду, получаемую растворением диоксида углерода СО2 в воде и закачиваемую в пласт для вытеснения из него нефтеуглеводородов (НУВ). При контакте карбонизированной воды с НУВ молекулы CO2 диффундируют, разрыхляют пленки тяжелых НУВ на поверхности зерен породы, делают их подвижными, что приводит к более эффективной очистке грунтов и увеличению количества извлекаемых НУВ.

Воду после промывки грунтов через откачивающие (депрессионные) скважины 4 откачивают на поверхность и подают в сепаратор 5. Углекислый газ возвращают в блок 1 подготовки воды.

Эмульсию воды с нефтеуглеводородами направляют в систему прудов-отстойников, откуда, после отделения пленочных и эмульгированных нефтепродуктов и механической взвеси, условно очищенную воду возвращают в технологический цикл. Для ускорения разделения эмульсии в первый отстойник через распределительные решетки подают углекислый газ.

Углекислый газ, присутствующий в промывных водах, способствует лучшему разделению водно-нефтяной эмульсии, выполняя роль флотатора для углеводородных частиц.

Оценку эффективности применения карбонизированной воды и углекислого газа для извлечения нефтепродуктов из нефтезагрязненных грунтов проводили по результатам выделения свободных НУВ из межпорового пространства и доотмыва от нефтепродуктов, сорбированных мелкодисперсной фракцией грунта. Проводили лабораторное исследование модельных образцов и образцов кернов грунта, загрязненных НУВ в районе южного промышленного узла, отобранных на участке левобережья р. Белой. Значение каждой точки на фиг.3-5 получено путем усреднения данных пятнадцати параллельных экспериментов.

Установлено, что использование карбонизированной воды увеличивает эффективность доотмыва НУВ, составляющих пленку на поверхности твердых частиц грунта, на 7-10% по сравнению с природной водой. Дополнительное поступление в зону доотмыва потока воздуха или углекислого газа увеличивает эффективность удаления из грунтов прочно связанных НУВ до 13 и 30% соответственно по сравнению с природной водой.

На фиг.4 приведены кривые, полученные при доотмыве пленочных НУВ из грунта после вытеснения свободных НУВ из порового пространства, на фиг.5 - остаточное содержание нефтепродуктов в грунте. Нулевой эффект был получен с природной водой. Максимальный эффект был получен с использованием углекислого газа. Увеличение количества выделенного нефтепродукта при пропускании через грунт потока воздуха свидетельствует о влиянии скорости водного потока. Лучший результат получен при использовании карбонизированной воды с дополнительной подачей диоксида углерода.

При проведении эксперимента было установлено, что пропускание углекислого газа через водонефтяную эмульсию, получаемую в результате промывки грунта, значительно (в 60 раз) увеличивает скорость ее расслоения.

Способ очистки нефтезагрязненного грунта, включающий 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, отличающийся тем, что очистку грунтов осуществляют закачиванием в пласт карбонизированной воды, получаемой растворением диоксида углерода СО2 в воде, с дополнительной подачей диоксида углерода через нагнетательные скважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разработки и обработки продуктивного пласта скважины. Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины включает заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с боковыми отверстиями и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, хвостовик, дополнительный клапан и пакер, штанги, соединенные с плунжером и выполненные с возможностью регулирования длины.

Группа изобретений относится к топливно-энергетическому комплексу и может быть использована для добычи трудноизвлекаемой, преимущественно сланцевой, нефти. Технический результат - упрощение операций по гидроразрыву пласта и обеспечение возможностей их совмещения во времени с процессом добычи нефти и проведением мероприятий по увеличению нефтеотдачи пласта в рамках одной дренирующей системы.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к интенсификации добычи нефти из продуктивных карбонатных пластов с открытым горизонтальным стволом.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение для увеличения нефтеотдачи залежи, вскрытой горизонтальной скважиной. Технический результат - повышение качества изоляции обводнившихся интервалов.

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений, пласты которых представлены водонасыщенными и нефтенасыщенными зонами и предназначено для изоляции заколонных перетоков и водонасыщенных зон в скважинах, в том числе с горизонтальным стволом.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с большим углом наклона эксплуатационной колонны. Устройство для интенсификации работы горизонтальной скважины включает колонну насосно-компрессорных труб с штанговым глубинным насосом и хвостовиком, оснащенным на нижнем конце клапаном и фильтром, выполненным в виде трубы с отверстиями радиальной конической формы, обращенными большим диаметром конуса внутрь фильтра, и заглушенным сферической заглушкой снизу.

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, представленных многопластовыми неоднородными по проницаемости коллекторами и неколлекторами. Способ заключается в том, что производят строительство многозабойной нагнетательной скважинной системы в виде горизонтального ствола, пробуренного в устойчивых горных породах на заданном расстоянии до кровли нижележащих нефтематеринских горных пород, из которого забурен ряд нисходящих боковых стволов, и многозабойной добывающей скважинной системы в виде горизонтального ствола, пробуренного в устойчивых горных породах на заданном расстоянии до подошвы вышележащих неустойчивых, склонных к катастрофическим обвало- и желобообразованиям, нефтематеринских горных пород, из которого забурен ряд восходящих боковых стволов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для разработки нефтяных залежей сообщаемыми через продуктивный пласт скважинами.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с большим углом наклона эксплуатационной колонны. Технический результат - повышение надежности работы устройства в горизонтальной скважине и эффективности очистки добываемого продукта, увеличение межремонтного периода работы устройства, а также снижение его металлоемкости.

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйства, в частности к области рекультивации песчаных почв в зоне полупустынь, и может быть использовано для улучшения водно-воздушного и питательного режимов корнеобитаемого слоя песчаных почв.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Кондиционер почвы в форме гранул включает минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и извести, причем он выполнен из гранул нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м3 и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равном 0,85:1, в свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода:сухая смесь, равном 0,75:1, при этом сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь.
Изобретение относится к композиционному влагоудерживающему материалу, который может быть использован в растениеводстве для улучшения водно-воздушного и питательного режима почвы, а также восстановления растительности на почвах разного типа.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и почвоведения, а именно, к способам улучшения водно-физических свойств почв путем внесения в почву сильнонабухающих полимерных гидрогелей.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных сооружений и закрепления пылящих поверхностей. Техническим результатом является создание почвообразующего слоя за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища.
Изобретение относится к технологии получения составов для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Водный состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, а в качестве натуральных добавок мох вида Andreaeopsida и хвою лиственницы Larix kaempferi в разных количествах, отраженных в вариантах составов полимерно-природного мульчирующего покрытия.
Изобретение относится к составам для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, натуральные добавки - мох вида Andreaeopsida и хвою лиственницы Larix lariciana, и воду.
Изобретение относится к химической и сельскохозяйственной промышленности и касается составов с использованием полимеров в смеси с органическими и природными веществами, например, к составам для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий.
Изобретение относится к составам для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, натуральные добавки - мох вида Pellia endiviifolia и хвою можжевельника Juniperus Blue Alps, воду.
Изобретение относится к технологии получения составов для мульчирования различных видов почв, газонов, парковых территорий. Водный состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, Na-карбоксиметилцеллюлозу, калий хлористый, а в качестве натуральных добавок мох вида Pallavicinia и хвою можжевельника Juniperus h.

Изобретение относится к экологии и может найти применение при дезактивации токсических территорий. Для дезактивации почв, загрязненных радиоактивными нуклидами, сеют сорбирующую культуру вязеля пестрого, скашивают надземную биомассу и покрывают ее слоем цеолитсодержащей глины аланит.
Наверх