Актуальность работы обусловлена неизбежными экологическими вызовами при строительстве скважин в Ненецком автономном округе (НАО), входящем в Арктическую зону РФ, и необходимостью их решения. Нефтегазовая отрасль как у нас в стране, так и за рубежом, несмотря на постоянное совершенствование техник и технологий производственных процессов, до сих пор является одной из наиболее потенциально опасных по загрязнению окружающей среды. При строительстве скважин в НАО неизбежны криогенные процессы, связанные с деградацией многолетнемерзлых пород (ММП), оказывающие негативное влияние на экологическую обстановку, также неизбежны и отходы бурения. В данной статье представлены результаты промыслового применения термокейса для предотвращения слияния ореолов протаивания соседних скважин, что позволяет уменьшить расстояние между устьями скважин, сократить размеры кустовой площадки и объемы грунта для ее отсыпки и обваловки, снизить трудозатраты и стоимость строительства скважин, улучшить экологическую обстановку. В работе приведены результаты установления класса опасности отходов бурения расчетным методом, без траты времени на лабораторные исследования. Корректность результатов расчетного метода подтверждается итогами биотестирования в аккредитованной независимой лаборатории.

В таблицах 1–6 приводятся сведения по технико-технологическим параметрам строительства одной из скважин.

Для сохранения ММП в мерзлом состоянии и предотвращения протаивания и неравномерных осадок основания вертикальной планировкой предусмотрена отсыпка площадок высотой не менее 2 м (при высоте отсыпки менее 1,8 м предусмотрена укладка материала Пеноплэкс-45 толщиной
5 см как теплоизоляционного материала).
Отсыпку площадок следует вести в зимний период после промерзания грунта основания на глубину не менее 0,30 м, грунтом влажностью не более 10 %, слоями не более 0,3 м с уплотнением каждого слоя и обязательным контролем качества уплотнения.
При сооружении насыпи используется геотекстиль «Геоманит» в качестве армирующей прослойки, устраиваемой в нижней части насыпи, что позволяет повысить устойчивость основания насыпи земляного полотна площадок, снизить величину и неравномерность осадки. По периметру площадок запроектировано устройство обвалования высотой 1,0 м, шириной по верху 0,5 м. Для обеспечения устойчивости откосов от размыва атмосферными осадками и ветровой эрозии проектом предусмотрено укрепление откосов земляного полотна геоматами МТД 1-15 (300).
Поверх геомата засыпается торфопесчаная смесь (40 % торфа, 60 % песка) толщиной 8 см с посевом трав. Для предотвращения загрязнения окружающей среды в верхней части насыпи площадок устраивается геомембрана “Carbofol” (либо аналогичные материалы), по поверхности которой собираются стоки в лоток и направляются в емкость дождевых стоков. Сверху геомембраны предусмотрен защитный слой толщиной 0,3 м из песчаного грунта.
Исходя из опыта строительства и эксплуатации нефтедобывающих скважин при кустовом способе их размещения, можно предположить возникновение осложнений, вызываемых процессами оттаивания и обратного промерзания ММП. Эти осложнения способны привести к образованию приустьевых воронок, смятию обсадных колонн давлением обратного промерзания водосодержащих масс в межколонном и заколонном пространстве, несмотря на вышеописанные меры по недопущению растепления ММП.

На Новопортовском НГКМ, расположенном в тундре ЯНАО вдали от транспортной и энергетической инфраструктуры (аналогичного по размещению скважин в НАО), опробован способ оптимизации размещения скважин на кустовых площадках с целью сокращения расстояния между скважинами без осложнений, связанных с растеплением ММП при бурении и эксплуатации. Эффективным решением, позволяющим уменьшить зону растепления мерзлых пород вокруг скважины, является применение теплоизолирующих направлений (термокейсов). Термокейс — конструкция из двух стальных труб 426/630 мм с заполнением межтрубного пространства теплоизолирующим материалом — пенополиуретаном [1].

В результате внедрения данной технологии было достигнуто сокращение расстояния между устьями скважин с 20 до 9 м. В результате длина кустовой площадки сократилась с 500 до 360 м, что привело к сохранению площади тундры в 12,9 тыс. м2. Уменьшились затраты на инженерную подготовку и сократилось время по отсыпке кустовых площадок [2]. Авторы предлагают провести ОПР с применением термокейса на рассматриваемом месторождении. При этом произойдут изменения в конструкции скважины (табл. 2).

При строительстве скважин экологически значимым является процесс промывки, включающий технологические операции приготовления, циркуляции и обработки буровой промывочной жидкости.

В таблице 3 представлены сведения об основных реагентах, используемых при приготовлении буровых растворов.

Установление класса опасности отходов бурения (отработанный буровой раствор (ОБР), буровой шлам (БШ), буровые сточные воды (БСВ)) может быть проведено экспериментальным, лабораторным методом, биотестированием и т.д. Это все требует длительных затрат времени на проведение эксперимента, поэтому в статье приводятся данные, полученные расчетным методом.
Оценка экологической безопасности буровой промывочной жидкости проведена путем установления класса опасности отхода (БШ, ОБР, БСВ) расчетным методом с применением программного комплекса «Отходы 3.0» серии «Эколог» в соответствии c [3].

Согласно расчету класса опасности отхода, отработанный буровой раствор, буровой шлам и буровые сточные воды относятся к IV классу опасности для окружающей среды.
Исходя из [3] расчетные данные об установлении класса опасности отхода необходимо подтвердить результатами биотестирования. Биотестирование, проведенное аккредитованной испытательной лабораторией на двух тест-объектах, подтвердило расчетный класс опасности отходов. Опыт работы в области проектирования строительства скважин показывает постоянство 4 класса опасности отработанного бурового раствора на биополимерной основе, варьирование компонентов и добавок не оказывает существенного влияния на изменение класса опасности отхода, в связи с их незначительным присутствием по отношению к общей массе отхода.

В соответствии с Регламентом по переработке и последующему использованию отходов бурения на месторождениях [4] и технологией обезвреживания отходов бурения методами химической коагуляции в блоках флокуляции и коагуляции мобильной комплексной установки по переработке бурового шлама (КУПБШ), смонтированной ООО СПАСФ «Природа» на территории буровой площадки, обезвоженный осадок отходов бурения перерабатывается с получением инертного наполнителя для шламонакопителя (по ТУ 2458-001-24975172-2011 от 08.07.2011 г.) и последующим использованием данного продукта для рекультивации шламонакопителя, находящегося на территории буровой площадки. Инертный наполнитель имеет сертификат соответствия
РОСС RU.AГ92.H00346 от 24.04.2012 г. [5–8].