Chất thải nguy hại - Khai thác dầu khí

Chất thải nguy hại - Khai thác dầu khí.

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN NGÀNH DẦU KHÍ VÀ HOẠT ĐỘNG THĂM DỊ – KHAI THÁC Chương CƠNG NGHỆ KHOAN THĂM DỊ VÀ KHAI THÁC 2.1 Khoan giếng thăm dò 2.2 Trám xi măng 2.3 Bắn mở vỉa 2.4 Lắp đặt thiết bị khai thá c 2.5 Gọi dòng sản phẩm 2.6 Khảo sát giếng 2.7 Thử vỉa 2.8 Duy trì áp suất vỉa 2.9 Khai thác 10 Chương CHẤT THẢI NGUY HẠI TỪ HOẠT ĐỘNG THĂM DỊ – KHAI THÁC DẦU KHÍ VÀ CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ 12 3.1 Mùn khoan dung dịch khoan 12 3.2 Nước vỉa: 19 3.3 Nước thải nhiễm dầu 20 3.4 Khí đồng hành lọc dầu 24 Chương KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Chương TỔNG QUAN NGÀNH DẦU KHÍ VÀ HOẠT ĐỘNG THĂM DỊ – KHAI THÁC Qua tìm kiếm thăm dị nay, tính tốn dự báo khẳng định tiềm dầu khí Việt Nam tập trung chủ yếu thềm lục địa, trữ lượng khí thiên nhiên có khả nhiều dầu Với trữ lượng thẩm định, nước ta có khả tự đáp ứng nhu cầu sản lượng dầu khí thập kỷ thiên niên kỷ thứ Tổng tiềm dầu khí bể trầm tích: Sơng Hồng, Phú Khánh, Nam Cơn Sơn, Cửu Long, Ma lay - Thổ Chu, Vùng Tư Chính - Vũng Mây xác định tiềm trữ lượng đến thời điểm từ 0,9 đến 1,2 tỷ m3 dầu từ 2.100 đến 2.800 tỷ m3 khí Trữ lượng xác minh gần 550 triệu dầu 610 tỷ m3 khí Trữ lượng khí thẩm lượng, khai thác sẵn sàng để phát triển thời gian tới vào khoảng 400 tỷ m3 Với biện pháp đồng bộ, đẩy mạnh cơng tác tìm kiếm - thăm dò, khoảng từ 40 đến 60% trữ lượng nguồn khí thiên nhiên nước ta phát đến năm 2010 Hiện nay, ngành Dầu khí nước ta khai thác dầu khí chủ yếu khu mỏ bao gồm: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Bunga Kekwa - Cái Nước chuẩn bị thức đưa vào khai thác mỏ khí Lan Tây - lô 06.l Công tác phát triển mỏ Rạng Đông, Ruby Emeral, Lan Tây - Lan Đỏ, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Hải Thạch, Rồng Đôi, Kim Long, Ác Quỷ, Cá Voi triển khai tích cực theo chương trình đề ra, đảm bảo trì tăng sản lượng khai thác dầu khí cho năm tới Dự kiến, mỏ Sư Tử Đen (lô 15-1) đưa vào khai thác quý năm Những phát dầu khí thềm lục địa miền Nam nước ta đáng phấn khởi, tăng thêm niềm tin thu hút quan tâm nhà đầu tư là: lô 09-2, giếng Cá Ngừ Vàng - IX, kết thử vỉa thu 330 dầu 170.000m3 khí/ngày Lơ 16-l, giếng Voi Trắng-IX cho kết 420 dầu 22.000m3 khí/ ngày Lơ 15.1, giếng Sư Tử Vàng – 2X cho kết 820 dầu giếng Sư Tử Đen – 4X cho kết 980 dầu/ngày Triển khai tìm kiếm thăm dị mở rộng khu mỏ Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng với giếng R-10, 05- ĐH-10 cho kết 650.000m3 khí ngày đêm dòng dầu 180 tấn/ngày đêm; Giếng R-10 khoan tầng móng cho kết 500.000 m3 khí/ngày đêm 160 Condensate/ngày đêm Tính chung, năm đầu kỷ mới, ngành Dầu khí nước ta thăm dị phát gia tăng thêm trữ lượng 70 triệu dầu thơ hàng chục tỷ m3 khí để tăng sản lượng khai thác năm Năm 2006, Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam bố trí kế hoạch khai thác 20,86 triệu dầu thơ quy đổi (tăng 1,5 triệu so với mức thực năm 2002) Đây năm nước ta khai http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT thác 20 triệu dầu thơ quy đổi Trong có 17,6 triệu dầu thơ 3,7 tỷ m3 khí thiên nhiên Dự kiến đến năm 2010, ngành Dầu khí nước ta khai thác từ 30 đến 32 triệu dầu thô quy đổi, nhằm đáp ứng ngành lượng sản xuất công nghiệp nước Dầu khí Việt Nam trở thành lĩnh vực đầu tư nước ngồi sơi động: Nhiều tập đồn dầu khí lớn có kế hoạch đầu tư mở rộng hoạt động Việt Nam Ngồi số hợp đồng thăm dị khai thác Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam (PetroVietnam) ký với nhá thầu nước từ đầu năm đến nay, hai tập đồn dầu khí lớn hoạt động Việt Nam BP ConocoPhillips xúc tiến kế hoạch mở rộng hoạt động Cho đến nay, loại sản phẩm dầu mỏ nguồn nguyên liệu nhiên liệu thiếu xã hội công nghiệp, phục vụ đắc lực cho việc phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên, hoạt động dầu khí, đặc biệt hoạt động thăm dị – khai thác tạo nhiều loại chất thải có chất thải thuộc loại nguy hại cần quản lý chặt chẽ để tránh hạn chế tác động có hại tới mơi trường, làm nhiễm mơi trường biển Ơ nhiễm biển việc đưa vào biển chất hoá học biến đổi đặc trưng vật lý, hố học môi trường biển Các chất ô nhiễm ảnh hưởng mức độ khác lên đời sống sinh vật như: - Giết chết động thực vật trưởng thành - Gây trở ngại qúa trình sinh lý, đặc biệt sinh sản - Gây hại cho phát triển ấu trùng - Làm cho vùng biển khơng cịn thích hợp cho phục hồi lắng đọng thể nuôi - Phá vỡ thay đổi cấu trúc quần cư Ô nhiễm biển tràn dầu gây dàn khoan dầu khí biển đáng lo ngại Riêng Việt Nam, hàng năm sản xuất khoảng 10 triệu dầu từ mỏ lòng biển lượng khí đồng hành đáng kể Q trình khai thác, vận chuyển dầu khí vào kho chứa thường xảy cố kỹ thuật làm tràn dầu biển Năm 1982, riêng mỏ Bạch Hổ, có vụ tràn dầu làm thất thoát 85 m3 dầu biển Trên dàn khoan dầu biển nước ta, hàng năm thải lượng mùn khoan lớn ngày gia tăng Việc quan tâm, đưa biện pháp quản lý hoạt động thăm dò khai thác dầu khí cho đáp ứng nhu cầu mà không hạn chế tác động xấu đến môi trường yêu cầu cấp bách, đòi hỏi phối hợp nhà nước doanh nghiệp trực tiếp hoạt động lĩnh vực http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Chương CƠNG NGHỆ KHOAN THĂM DỊ VÀ KHAI THÁC Quy trình thăm dị, khai thác dầu thường tiến hành qua bước sau: - Khoan thăm dò - Kết luận: kết luận có dầu hay khơng dự đốn trữ lượng dầu có đủ khai thác khơng - Khai thác 2.1 Khoan giếng thăm dị Trước hết, nhóm kỹ sư dùng thiết bị khoan khoan xuống độ sâu xác định trước, độ sâu nằm phía mức mà người ta cho có dầu Q trình khoan gồm có bước bản: - Đặt mũi khoan, vòng đệm, ống khoan vào lỗ - Nối thiết bị với mặt đĩa tròn bắt đầu khoan - Trong trình khoan, bùn bắn lên qua ống khỏi mũi khoan đẩy mẩu đá cắt khỏi lỗ - Nối thêm ống khoan lỗ khoét sâu - Khi mũi khoan chạm tới độ sâu định trước, tháo ống khoan, mũi khoan vòng đệm Hạ cột ống chống khai thác + Cần hạ cột ống nhanh tốt, vận tốc thả cột ống bị hạn chế tùy theo áp lực dư mà gây lên đáy thành giếng khoan + Khi hạ cột ống đến đáy, điều chỉnh thành phần dung dịch tuần hoàn đồng thời thao tác nâng thả cột ống chống để làm cho dụng cụ nạo thành giếng khoan hoạt động Việc tuần hoàn dung dịch dừng lại khi: - Dung dịch khơng cịn nâng mùn khoan lên - Lượng khí khơng thay đổi - Khơng có tượng dung dịch xâm nhập chất lỏng - Tồn thể tích dung dịch khoan tuần hồn đồng Sau đó, nhanh chóng trát xi măng lớp vỏ đậy miệng khoan để ngăn không cho đổ sập xuống Q trình khoan dầu tiếp tục theo giai đoạn: khoan, trát miệng lỗ, lại khoan thấy cát chứa dầu lộ Mũi khoan sau đưa khỏi lỗ Người ta đưa thiết bị cảm ứng xuống hố khoan để kiểm tra cấu trúc đá, áp suất đặc điểm mỏ dầu Công nghệ giếng đa nhánh Giếng đa nhánh (multilateral well) gồm thân giếng với nhiều nhánh phát triển kéo dài từ thân giếng - Thân giếng (thẳng đứng nằm ngang) có đường kính lớn khoan đến chiều sâu xác định http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT - Các giếng nhánh khoan định hướng xuất phát từ thân giếng đến chiều sâu thiết kế, nằm thành hệ hay tầng sản phẩm khác - Giếng đa nhánh kết hợp giếng khoan định hướng giếng khoan ngang Đối tượng úng dụng giếng đa nhánh - Các vỉa dầu nặng - Các vỉa có độ thấm thấp khe nứt tự nhiên - Các đới phân lớp hay thành hệ không đồng - Các vỉa bị cách ly thành ngăn - Các vỉa vệ tinh 2.2 Trám xi măng Trám xi măng đặt vữa xi măng thích hợp khoảng khơng hình xuyến thành giếng khoan cột ống chống chiều sâu xác định Trám ximăng cột ống chống nhằm mục đích sau: - Cách ly tầng khai thác với tầng lân cận - Đảm bảo chắn mặt học cột ống chống thành hệ - Bảo vệ cột ống chống khỏi rỉ sét, hư hại chất lỏng có tầng đất đá khoan qua - Tạo đáy kín cho thiết bị kiểm tra an tồn lắp đặt đầu giếng Có nhiều cách trám xi măng khác nhau: - Trám xi măng lót thành giếng cột ống - Trám xi măng áp suất gọi trám lèn chặt qua lỗ đục thủng ống - Đặt nút trám xi măng giếng khoan trần 2.3 Bắn mở vỉa Sau trám xi măng cột ống chống khai thác, tầng chứa bị cột ống chống vành đá xi măng bít kín, nên phải tiến hành bắn mở vỉa Phương pháp bắn mở vỉa phổ biến dùng đạn nổ tạo áp suất Có thể thả thiết bị bắn mở vỉa cáp cần khoan trước lắp đặt thiết bị lòng giếng khai thác, hay thả súng bắn mở vỉa cáp vào ống khai thác, gắn trực tiếp vào đầu cột ống khai thác Phương pháp cho phép tiến hành khai thác dòng chảy thiết lập sau trình bắn mở vỉa mà dập giếng sau để lắp đặt thiết bị khai thác lòng giếng Việc bắn mở vỉa tạo kênh dẫn cho chất lưu chảy vào giếng gây nhiễm bẩn thành hệ, giảm độ thấm đất đá vây quanh… Vì vậy, cơng tác bắn mở vỉa đòi hỏi phải thiết kế hợp lý nhằm khai thác hiệu quả, trì áp suất vỉa tăng cường hệ số thu hồi dầu Quy trình bắn mở vỉa Gồm ba giai đoạn: http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Súng bắn mở vỉa hạ đối diện tầng sản phẩm Nhóm – DH05MT Kích nổ Dịng chất lưu từ vỉa chảy vào giếng Vị trí bắn mở vỉa Vị trí bắn mở vỉa thường xác định sau: - Khi vỉa chứa dầu có tầng nước đáy, nên mở vỉa phần (nóc) đới sản phẩm - Khi vỉa chứa dầu có mũ khí, nên mở vỉa phần gần đáy đới sản phẩm - Khi vỉa chứa dầu vừa có mũ khí tầng nước đáy, nên mở vỉa phần đới sản phẩm Các thông số bắn mở vỉa Mật độ lỗ bắn Chiều sâu xâm nhập Đường kính lỗ bắn Góc pha Phương pháp bắn mở vỉa Các phương pháp kéo thả súng bắn mở vỉa - Kéo thả cáp ống chống - Kéo thả cáp ống khai thác - Kéo thả ống khai thác Các phương pháp bắn mở vỉa - Đục đạn - Đục tia xuyên - Đục mìn (hoặc đạn lõm) - Đục tia thủy lực - cát 2.4 Lắp đặt thiết bị khai thác Sau hồn tất cơng việc bắn mở vỉa, cột ống có đường kính nhỏ (cột ống khai thác) lắp vào giếng để làm đường ống dẫn dầu từ đáy giếng lên bề mặt Giữa cột ống chống cột ống khai thác có đặt packer lưu chất chảy từ thành qua lổ bắn mở vỉa vào ống khai thác lên bề mặt Lắp đặt đầu giếng khai thác Đầu giếng khai thác lắp đặt phía đầu ống chống Cột ống khai thác giếng treo từ thông khai thác cho sản phẩm khai thác chảy theo cột ống khai thác vào thông khai thác Sản phẩm khai thác kiểm sốt nhờ van tiết lưu lắp thông khai thác Cây thông khai thác http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí 2.5 Gọi dịng sản phẩm Nhóm – DH05MT Mục đích Tạo dịng sản phẩm từ vỉa chảy vào giếng Yêu cầu Không làm ảnh hưởng xấu đến tính chất vật lý vỉa, đặc biệt vùng cận đáy giếng môi trường xung quanh Không phá vỡ phân bố trạng thái ổn định tương đối ban đầu lưu chất vỉa khơng kích thích xâm nhập chất lưu không mong muốn Ưu tiên phương pháp sử dụng thiết bị có sẵn giàn khoan, hiệu cao Đảm bảo tối đa yêu cầu an tồn lao động Các phương pháp gọi dịng sản phẩm - Thay dung dịch - Sử dụng nitơ lỏng - Phương pháp gaslift - Sử dụng hệ bọt - Khí hóa cột dung dịch - Bơm phun tia - Dùng gàu múc pit tông Các yếu tố ảnh hưởng đến gọi dịng sản phẩm - Mức độ hồn thiện giếng - Dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm - Xi măng trám 2.6 Khảo sát giếng Mục đích - Khảo sát giếng thời gian hoạt động giếng nhằm đánh giá tiềm mỏ (giếng thăm dị tìm kiếm), đánh giá hiệu kích thích vỉa, hiệu thay đổi chế độ vận hành…(giếng khai thác) - Tìm hiểu mối liên hệ thuỷ động lực giếng mỏ, động thái áp suất vỉa giếng nhằm đưa biện pháp thích hợp để trì áp suất vỉa tăng độ thấm vỉa - Xác định thông số vỉa - Phân tích đặt kế hoạch cho cơng nghệ khai thác giếng dầu - Tính trữ lượng Các phương pháp khảo sát giếng - Khảo sát hạ áp - Khảo sát tích áp http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí - Khảo sát bơm ép Nhóm – DH05MT - Khảo sát giao thoa 2.7 Thử vỉa Mục đích q trình thử vỉa Quá trình thử vỉa nhằm xác định thông số sau: - Hệ số thấm - Hệ số skin - Áp suất ban đầu - Nhiệt độ vỉa - Bán kính vỉa - Sự diện đứt gãy Quy trình thử vỉa http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Các yếu tố ảnh hưỡng tới thử vỉa Nhóm – DH05MT - Cấu tạo địa chất - Mức độ đồng thành hệ - Sự nhiễm bẩn thành hệ trình khoan - Mức độ hồn thiện giếng - Hệ số lưu trữ giếng - Trang thiết bị - Khả tài Thơng tin đầu Mục tiêu ngắn hạn: dòng chảy hướng tâm - Áp suất vỉa ban đầu - Độ thấm hữu dụng lưu chất - Chiều dày vỉa - Hệ số skin - Bán kính ảnh hưởng Mục tiêu dài hạn - Xác định thể tích lưu chất vỉa - Diện tích vùng tiềm - Khoảng cách từ đứt gãy (nếu có) đến giếng - Hình dạng vỉa - Loại biên vỉa 2.8 Duy trì áp suất vỉa Định nghĩa số đặc điểm - Chất lỏng khí nằm vỉa chịu áp suất định gọi áp suất vỉa - Áp suất vỉa ban đầu áp suất vỉa trước đưa vào khai thác Áp suất vỉa ban đầu tỷ lệ với độ sâu vỉa tương ứng với áp suất thủy tĩnh cột nước - Áp suất vỉa yếu tố quan trọng tính tốn phương án khai thác tối ưu - Áp suất vỉa định chiều lưu lượng di chuyển chất lưu vỉa - Nếu áp suất vỉa đủ lớn, ta sử dụng phương pháp khai thác tự phun, áp suất vỉa suy giảm mạnh, cần có biện pháp trì áp suất vỉa - Với độ thấm đất đá, áp suất vỉa hay xác độ chênh áp vỉa đáy giếng định đến phương pháp lưu lượng khai thác Duy trì áp suất vỉa Mục đích http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí - Nâng cao lưu lượng khai thác Nhóm – DH05MT - Nâng cao hệ số thu hồi dầu Phương pháp - Duy trì áp suất vỉa bơm ép nước - Duy trì áp suất vỉa bơm ép khí 2.9 Khai thác Phương pháp khai thác tự phun Dòng chất lưu từ vỉa chảy vào giếng chênh áp áp suất vỉa áp suất đáy giếng, điều địi hỏi cần lượng dạng chênh áp Phương pháp khai thác học - Gaslift - Bơm li tâm điện chìm (Electric Submersible Pumping) - Bơm phun tia (Hydraulic Jet Pump) - Bơm cần hút (Rod Pump) a Phương pháp khai thác gaslift Phương pháp bơm khí cao áp (khí đồng hành, khí mỏ) vào giếng hồ trộn với chất lỏng giếng để giảm tỷ trọng đưa chúng lên bề mặt có tên chung phương pháp GASLIFT Phương pháp khai thác gaslift liên tục Nguyên lí hoạt động: Khí nén đưa vào giếng cách liên tục dòng sản phẩm khai thác đưa lên bề mặt cách liên tục Khí nén đưa vào giếng theo khoảng không vành xuyến cột ống chống khai thác ống khai thác (ống nâng), hỗn hợp sản phẩm khai thác theo ống khai thác lên bề mặt (hoặc ngược lại) Phạm vi ứng dụng: áp dụng với giếng sau - Có lưu lượng Qkt lớn - Sản phẩm có cát hay bị ngậm nước - Sản phẩm có μ cao, dịng chảy có to lớn - Có tỷ suất khí cao ( sản lượng giếng bé ) Phương pháp khai thác gaslift định kì Nguyên lý làm việc: Dựa vận chuyển nút chất lỏng, thường kết hợp q trình dịch chuyển khí hố nút chất lỏng từ đáy giếng lên bề mặt khí nén cao áp diễn khơng liên tục mà theo chu kỳ định http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT − Khi tới chắn, tiết diện bị thu hẹp, tốc độ dòng chảy tăng, dung dịch va đập vào chắn cấu trúc dung dịch yếu − Hạt mùn lắng xuống đáy máng b) Phương pháp học Nguyên tắc làm việc: dùng lưới kim loại có kích thước mắt lưới phù hợp để lọc dung dịch Phương pháp áp dụng để tách mùn dung dịch nặng mùn dung dịch nặng khó tách dung dịch thường phương pháp thủy lực lực đẩy Archimedes Sàng rung (shale shaker): thiết bị tách hạt mùn sử dụng phổ biến Chuyển động rung sàng động truyền qua hệ thống dây đai Trên sàng rung có hệ thống lưới lọc Kích thước mắt lưới tùy thuộc tốc độ khoan, lưu lượng bơm đặc điểm thành hệ khoan qua http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT c) Phương pháp ly tâm Nguyên tắc làm việc: tạo dịng chảy dung dịch dạng xốy, lực li tâm tách hạt mùn khỏi dung dịch Phương pháp tách hạt mùn kích thước nhỏ 0,1 mm Máy tách cát – máy tách bùn: hoạt động theo nguyên tắc Dòng dung dịch bơm vào máy theo ống tiếp tuyến với thân máy bị thu hẹp tiết diện để tăng vận tốc dịng chảy xốy ốc Hạt mùn có khối lượng kích thước lớn bị tách khỏi dung dịch http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí 3.1.2.2 Tách khí khỏi dung dịch Nhóm – DH05MT a) phương pháp học Khí dung dịch khoan bị tách cách cho dịng dung dịch chảy mặt thống va đập vào vách ngăn Trên giàn, người ta dùng thiết bị tách khí hoạt động theo nguyên tắc sau: − Dung dịch chứa khí hút vào máy tách khí qua ống lồng hình trụ áp suất chân không tạo máy bơm máy thổi − Các cánh quạt đẩy gắn cuối ống trụ để tăng tốc cho dung dịch, đẩy dung dịch va chạm với vách ngăn − Khí tách chuyển động hỗn loạn va chạm dung dịch bơm chân khơng hút thải ngồi − Dung dịch khí rơi xuống bơm khỏi máy tách khí máy bơm ly tâm chống sục khí http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT b) Phương pháp hóa lý: Cho vào dung dịch số chất làm giảm độ bền lớp bảo vệ chung quanh bọt khí, làm cho bọt khí dính lại với nhau, lên mặt thoáng vỡ Bọt khí kích thước lớn sức căng bề mặt nhỏ, bền vững Phương pháp hóa lý sử dụng hạn chế giá thành cao - Hệ thống làm dung dịch khoan khỏi mùn khoan để sau đổ xuống biển hay chở vào bờ, gồm: + Sàng rung để tách mùn khoan khỏi dung dịch khoan có hóa chất phụ gia: + Bộ phận tách cát khỏi dung dịch khan http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí + Bộn phận khử khí khỏi dung dịch khoan Nhóm – DH05MT + Lị điện hình tang trống để xử lý nhiệt mùn khoan có chứa hợp chất hóa học 3.1.2 Xử lý mùn khoan lẫn dung dịch khoan - Hiện nay, từ giàn khoan ngồi khơi Đơng Nam Việt Nam, chất thải chứa vào thùng vận chuyển tàu biển cảng Vũng Tàu chuyển điểm lưu giữ chất thải dầu khí Núi Dinh (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) Vietsovpetro chịu trách nhiệm quản lý Bãi thải Núi Dinh (kích thước 50m x 30 m x 8m) thiết kế bêtông, cách xa khu dân cư, cấu trúc địa chất vững khơng có khả gây nhiễm tầng đất nước bên Tuy nhiên, lưu giữ chất thải dạng lỏng sệt nhiều năm, bãi thải q đầy, lại khơng có mái che, trời mưa chảy tràn gây ô nhiễm môi trường xung quanh, gây khiếu kiện địa phương bị phương tiện truyền thông đại chúng phê phán Vietsovpetro có kế hoạch xây dựng lị đốt xử lý chất thải dầu khí cơng suất 3,2 nhằm xử lý triệt để chất thải dầu khí 3.1.3 Quy định hệ thống thu gom, tháo thải xử lý dung dịch khoan mùn khoan 3.1.3.1 Quy định hệ thống thu gom xử lý dung dịch khoan mùn khoan Để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường khoan dung dịch khoan mùn khoan gây ra, cơng trình khan biển phải có thiết bị sau: - Hệ thống kiểm tra mức dung dịch khoan thùng chứa với tín hiệu thị mức dung dịch đầy đặt tầm nhìn kíp trưởng khoan Người kíp trưởng phải biết mức dung dịch khoan thùng chứa - Hệ thống kiểm tra thường xuyên xuất khí dung dịch khoan từ giếng khoan Đồng hồ đo khí để xuất khí cần đặt trị vị trí kíp trường Người kíp trưởng phải biết cụ thể hàm lượng khí - Hệ thống thu gom dung dịch tràn rơi vãi mặn sàn khoan khu vực khan, nơi pha chế dung dịch v.v (gồm khay hứng, máng thùng chứa) - Thiết bị để bảo quản vận chuyển vật liệu dạng lỏng hay dạng bột, thiết bị pha bảo quản, dung dịch rửa giếng khoan - Các máy bơm chứa dung dịch khoan phải có máng phía thùng chứa Thùng chứa để chứa dung dịch khoan lẫn mùn khoan có hóa chất phụ gia, đưa lên tàu để chở đến bể chứa xử lý mùn khoan bờ Dung tích thùng cần tương ứng với khối lượng mùn khoan tối đa sinh suốt thời gian giàn khoan làm việc tự hành - Thùng để chứa bao bì đựng bột đất sét, xi măng, hóa chất, phụ gia mà sau chở lên bờ để tận dụng hủy bỏ 3.1.3.2 Quy định việc tháo thải dung dịch khoan mùn khoan Cấm đổ xuống biển tất dung dịch khoan, mùn khoan, dung dịch xử lý giếng khoan lẫn dầu có hóa chất độc hại http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Trong trường hợp sau đổ dung dịch khoan mùn khoan xuống biển: - Trong khoan lớp địa tầng trên, dung dịch khoan khơng pha thêm hóa chất - Mùn khoan sau làm khỏi dung dịch khoan khử độc 3.2 Nước vỉa: 3.2.1 Nguồn gốc Nước vỉa nước từ tầng chứa (vỉa) dầu khí đưa lên với dầu khí q trình khai thác Trong chất thải lỏng từ hoạt động dầu khí ngồi khơi, nước vỉa chiếm khối lượng 3.2.2 Thành phần Thành phần nước vỉa gồm muối tan, hydrocarbon, kim loại, chất diệt khuẩn chất ức chế ăn mòn chất phụ gia bơm vào trình xử lý chất rắn lơ lửng 3.2.3 Phương pháp xử lý Nước vỉa sau dẫn qua thiết bị tách dầu - nước đạt hàm lượng thải cho phép thải xuống biển Nước vỉa xử lý, số trường hợp có chứa hàm lượng tương đối cao số phụ gia tan nước, đặc biệt chất diệt khuẩn chất ức chế ăn mòn Các chất bị phân huỷ nhanh hệ thống xử lý song phần làm tăng độ độc hại nước vỉa Các nghiên cứu nồng độ chất độc hại nước vỉa thường thấp ngưỡng gây độc nên nước vỉa không gây độc tức thời; sau thải nước vỉa có khả phân tán pha lỗng nhanh, ảnh hưởng gây độc lên sinh vật biển không đáng kể; ảnh hưởng lên quần thể sinh vật đáy nhận thấy vùng nước nông cửa sông Nước vỉa sau tách khỏi dịng dầu khí dẫn đến thiết bị tách dầu - nước để xử lý đạt hàm lượng thải cho phép (TCVN quy định hàm lượng dầu lại nước vỉa thải không lớn 40 mg/l) trước thải Việc thải nước vỉa thiết kế cho vừa tăng khả phân tán vừa tạo điều kiện thuận lợi cho hợp chất độc tính lại sau xử lý bay thêm Việc làm loại bỏ tác động việc thải nước vỉa gây 3.2.4 Biện pháp đề xuất để quản lí chất thải - Giảm nguồn khối lượng độ độc hại tương đối chất thải sinh nước vỉa muối tan, hydrocarbon, kim loại, chất diệt khuẩn chất ức chế ăn mòn chất phụ gia Điều chỉnh thành phần phụ gia theo tỉ lệ hợp lí nhằm làm giảm dư lượng không cần thiết nứoc vỉ - Tái sử dụng tái chế tới mức tối đa lượng dầu, khí, chất phụ gia thu lại - Áp dụng công nghệ sản xuất đại tối ưu hố q trình sản xuất để tăng hiệu tách dầu, giảm tối đa lượng chất thải phát sinh giai đoạn xả bỏ nước vỉ http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT - Sử dụng biện pháp pha lỗng tính tốn hợp lí để đưa chất thải vào môi trường theo cách làm giảm tối đa tác động xấu chúng - Xác định loại chất thải nguy hại có nước vỉa mà khó phân huỷ, có tác động xấu thải môi trường để thu gom, vận chuyển đến nơi xử lý tiêu huỷ 3.3 Nước thải nhiễm dầu 3.3.1 Nguồn phát sinh Hoạt động thăm dò khai thác: bao gồm nước làm mát, nước dằn, nước rửa… tiếp xúc với dầu Tồn trữ vận chuyển dầu biển: Thường xảy cố tràn dầu do: - Tàu chở dầu bị hỏng, va chạm - Đường ống dẫn dầu bị rò rỉ gây phát tán dầu - Chuyển dầu qua lại phương tiện gặp cố, sơ xuất làm dầu bị mất, … Hoạt động vệ sinh súc rửa tàu dầu :nước thải nhiễm dầu trình vệ sinh, súc rửa, vệ sinh máy móc, thiết bị 3.3.2 Đặc trưng nước thải nhiễm dầu Có hàm lượng dầu cao từ hàng chục đến hàng trăm ppm: nước thải sinh súc rửa bồn chứa Đặc trưng loại nước thải có hàm lượng dầu cặn vô cao Trạng thái dầu tuỳ thuộc vào cơng nghệ súc rửa bồn: − Nếu q trình súc rửa dùng nước dầu nước thải chủ yếu dạng tự nhũ tương học − Nếu q trình súc rửa có sử dụng chất tẩy rửa ngồi trạng thái nêu cịn có dạng nhũ hố học Nước thải nhiễm dầu (khoảng 200ppm): loại nước thải nhiễm dầu lại Trạng thái dầu loại nước thải chủ yếu dạng tự nhũ học, hàm lượng chất rắn vô cao q trình di chuyển Tóm lại: Đặc tính chung tất loại nước thải thành phần dầu nhiễm dạng phân tán, hồ tan nhũ học khả xử lý chúng phương pháp học cho hiệu cao 3.3.3 Phương pháp xử lí nước thải nhiễm dầu.\ 3.3.3.1 Xử lí nước thải nhiễm dầu Nước thải nhiễm dầu giàn khoan, tàu thuyền thu gom xử lí hệ thống phân ly tách dầu đạt TCVN 15 mg/l trước thải xuống biển Việc thải thực hệ thống kín để ngăn chặn nước thải lẫn dầu chưa xử lý thải thẳng biển http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Bên cạnh nước thải nhiễm dầu cịn thu gom lại, vận chuyển chung đất liền để xử lí với loại chất thải khác Quy trình xử lí nước thải nhiễm dầu: Xử lý sơ Bể bẩy dầu Xử lý cấp I: API CPI,PPI Ly tâm, cyclon Lọc (cát, antraxit) Tuyển (DAF,IAF) Keo tụ (sợi, PVC, ) Xử lý cấp II: Bể sinh học (aeroten, hồ sinh vật, lọc sinh học, ) Lọc than hoạt tính Xử lý sơ bộ: − Đối với nước thải nhiễm dầu, việc xử lý sơ nhằm giảm hàm lượng dầu xuống cần thiết − Có thể sử dụng bể tiếp nhận điều hoà nước thải làm bể bẫy dầu − Thực chất bể bẫy dầu bể có khả lưu trữ nước thời gian từ đến với nước khỏi bể từ phía dầu lên mặt Xử lý tách dầu cấp I: Tại giai đoạn loại bỏ chất lơ lửng: − Dạng hạt rắn lơ lửng có nước thải (cát, sét, sỏi nhỏ) − Dầu dạng tự có đường kính từ 100-200micromet − Hoặc chất nhiễm dạng keo: Chất rắn lơ lửng nhỏ (bùn, sản phẩm ăn mòn) Dầu dạng nhũ học nhũ hố học Giai đoạn gọi xử lý hóa lý kết hợp sử dụng tác nhân đông tụ tách trọng lực cặn, cặn lắng lơ lửng dầu Các cơng trình xử lý cấp I: − Có thể sử dụng bể: API, CPI, PPI − Các bể lọc với vật liệu lọc cát, antraxit: Loại bỏ hiệu chất rắn lơ lửng, xử lý hiệu dầu dạng tự do, nhũ tương phân tán Có khả xử lý dầu xuống cịn thấp yêu cầu rửa ngược tái sinh vật liệu lọc phức tạp http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Chỉ áp dụng cho kho xăng dầu có lượng nước thải khơng liên tục-cơng suất thấp − Bể tuyển nổi: DAF, IAF − Các bể keo tụ dầu: Xử lý hiệu tất thành phần dầu ngoại trừ dầu hoà tan Nhưng hàm lượng chất rắn lơ lửng cao thường gây thối rữa cần phải xử lý sơ tốt Xử lý cấp II: Nước thải sau qua xử lý cấp I hàm lượng dầu tương đối thấp Tùy theo công nghệ áp dụng mà nước thải sau qua xử lý cấp I đạt tiêu chuẩn thải phải tiếp tục xử lý sinh học để loại nốt thành phần dầu thơ cịn lại dạng nhũ dầu hoà tan Tại giai đoạn loại bỏ chất hồ tan phân rã sinh học: − Các hợp chất oxi hóa axit, aldehyte, phenol, − Các hợp chất lưu huỳnh S2O32− Một phần hydrocacbon thơm, NH4 Các cơng trình xử lý cấp II: − Cơng trình xử lý sinh học: Bể bùn hoạt tính, hồ sinh vật, mương oxi hố lọc sinh học hiệu cao tách dầu hoà tan hàm lượng dầu đầu vào phải < 40ppm Tuỳ theo trường hợp mà lựa chọn cơng trình xử lý: Hồ sinh vật phương pháp đơn giản, hiệu quả, rẻ tiền, vận hành dễ dàng lại tốn diện tích Bể aeroten lọc sinh học tốn diện tích giá thành xây dựng vận hành cao Lọc hấp phụ: Sử dụng than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ, tách hiệu tất dạng dầu nước thải Nhược điểm chi phí xây dựng cao, cần xử lý sơ tốt, than cần phải tái sinh thay xử lý quy mô nhỏ Xử lý cấp III: Nhằm thoả mãn tiêu chuẩn cao tổng hàm lượng cacbon hữu cơ, chất rắn lơ lửng, COD, N_NH4 tái sử dụng Bao gồm bước thực hiện: − Làm nước thải loại phốt phát − Làm phenol lọc sinh học − Giảm chất thơm COD than hoạt tính GAC http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí 3.3.3.2 Xử lí cố tràn dầu Nhóm – DH05MT Khi cố tràn dầu xảy biển áp dụng biện pháp sau để ứng phó: a Thu hồi dầu: Tổ chức thu hồi dầu theo quy trình sau: Dự báo hướng lan truyền dầu Kết thúc việc thu dầu Lập báo cáo yêu cầu đền bù − Tổ chức thu hồi phân hủy dầu Công tác quan trắc Phương tiện vây dầu: rào cản, rào vây… − Phương tiện thu hồi dầu: Skimmer: Weir, olephilic, vaccuum mechanical Chất hấp phụ Phao vây chắn dầu tràn: sử dụng loại bơm dùng khí nên triển khai nhanh hiệu thường áp dụng cho khu vực biển lớn, dòng chảy cao Phao thường trực: triển khai thường xuyên, gắn cố định chân cầu cảng, offshore, … Thiết bị hút dầu tràn: Sử dụng cho vùng nước dòng chảy nhỏ (dưới hải lý) b Phân hủy dầu − Sử dụng hóa chất phân tán: Chất xúc tác có cấu trúc phân tử phân cực, làm giảm sức căng bề mặt tiếp xúc dầu_nước Dầu bị đánh mỏng phân hủy nhanh lắng chìm dần − Phân hủy dầu biện pháp sinh học: http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT − Một số VSV vi khuẩn, nấm, men, tảo có khả phân hủy dầu thành hợp chất đơn giản CO2, H20 sinh khối 3.4 Khí đồng hành lọc dầu 3.4.1 Định nghĩa Khí đồng hành (associated gas) khí tự nhiên tìm thấy dầu thơ, dạng hồ lẫn với dầu thơ tạo thành khơng gian phía lớp dầu thơ mỏ dầu Khí thu với q trình khai thác dầu Khí nằm mỏ dầu có áp suất cao nên chúng hòa tan phần dầu Khi khai thác lên áp suất giảm nên chúng tách thành khí đồng hành Khí đồng hành tách khỏi dầu thô hỗn hợp chủ yếu gồm etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) pentan (C5H12) Ngoài cịn tạp chất khơng mong muốn khác nước, sulfua hiđrô (H2S), CO2, Helium (He), Nitơ (N2) số tạp chất khác 3.4.2 Thành phần khí đồng hành số mỏ dầu Việt Nam (% thể tích) Thành phần khí Mỏ Bạch Hổ Mỏ Rồng Mỏ Đại Hùng CH4 71,5 76,54 77,25 C2H6 12,52 6,98 9,49 C3H8 8,61 8,25 3,83 http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí i-C4H10 1,75 n-C4H10 C5 0,78 Nhóm – DH05MT 1,34 CO2 + H2S 2,96 0,94 1,26 1,84 + 1,49 2,33 0,7 5,02 4,5 3.4.3 Các giải pháp xử lý Trong khứ loại khí thành phần không mong muốn thường bị đốt bỏ (Năm 1947, Mỹ, hàng ngày khoảng tỷ feet khối khí đồng hành bị đốt bỏ; đến năm 2002, số giảm 13 lần sản lượng khai thác cao năm 1947 Kể tới năm 2003, việc đốt bỏ khối lượng lớn, hàng ngày có đến 10 -13 tỷ feet khối toàn giới) Tuy nhiên, với tiến cơng nghệ, giá thành dầu thơ khí tự nhiên tăng lên ứng dụng khí tự nhiên trở nên phổ biến, khí đồng hành tận dụng trở thành nguồn nguyên liệu mang lại hiệu cao Ở Việt Nam, dầu thô khai thác quy mơ cơng nghiệp từ năm 1986 khí đồng hành bị đốt bỏ mỏ Việc xử lý khí đồng hành với khối lượng lớn cần lượng máy móc đồ sộ mà điều kiện khai thác biển không cho phép thực Giải pháp triệt để lắp đặt đường ống đưa số khí vào bờ Năm 1997, hệ thống xử lý đồng hành Việt Nam bắt đầu vận hành, hàng năm đưa khoảng tỷ m³ vào bờ, cung cấp khí hóa lỏng, dung mơi pha xăng (condensate), khí tự nhiên cho nhà máy điện, v.v Ngày nay, khí đồng hành ngun liệu chủ yếu sản xuất khí hóa lỏng dung môi pha xăng; phần nguyên liệu cung cấp cho Nhà máy phân đạm Phú Mỹ, nhiên liệu cho nhà máy điện dùng turbine khí Các giải pháp cho việc sử dụng khí đồng hành * Bơm ngược trở lại giếng dầu để thu hồi sau có giải pháp kinh tế đồng thời trì áp lực giếng để dầu tiếp tục tự phun lên * Chuyển hóa thành sản phẩm khác (ví dụ metanol - CH3OH) để dễ chuyên chở * Tách tạp chất để có khí hóa lỏng tự nhiên chuyển xuống bồn chứa * Chuyến hóa thành hợp chất (ví dụ metanol) làm ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu * Dùng phát điện mỏ cho nhu cầu vận hành truyền tải xa * Vận chuyển đường ống tới nhà máy xử lý khí Quy định việc thải khí đốt bỏ khí tháp đốt Khí dầu mỏ khí thiên nhiên không sử dụng phải đốt cháy hồn tồn tháp đốt Cấm khơng thải thẳng mơi trường Ví dụ vị trí tháp đốt phải xác định http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT cho khí đốt thải khơng ảnh hưởng tới môi trường làm việc cán bộ, công nhân cơng trình phải đảm bảo an tồn tuyệt đối Thiết bị tách khí đồng hành khỏi dầu thô giàn khoan phải đảm bảo đủ công suất đáp ứng với sản lượng dầu khai thác mức cao Khơng để hàm lượng khí ngưng tụ lẫn khí thải q lớn đốt cháy khơng hồn tồn gây nhiễm mơi trường http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Chương KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Việt Nam nước trữ lượng dầu dồi Các loại sản phẩm dầu mỏ nguồn nguyên liệu nhiên liệu khơng thể thiếu, đóng góp phần khơng nhỏ vào ngân sách quốc gia Hoạt động thăm dò khai thác dầu khí ngày phát triển cơng nghệ lẫn quy mơ Trong q trình thải nhiều loại chất thải nguy hại (mùn khoan, dịch khoan, nước vỉa, chất thải nhiễm dầu, …) gây tác động xấu tới môi trường, trực tiếp chịu ảnh hường hệ sinh thái quanh khu vực thăm dò khai thác Việc đẩy mạnh công tác quản lý, kiểm sốt nhiễm hoạt động khoan thăm dị khai thác dầu khí ngày trở nên cần thiết Hiện có nhiều phương án kĩ thuật quản lý giúp kiểm sốt nhiễm ngành dầu khí, nhiên để đạt hiệu cần phối hợp quan chức doanh nghiệp trực tiếp hoạt động lĩnh vực 4.2 Kiến nghị - Về phía quan chức Trước mắt, cần có quy định nghiêm ngặt việc lưu trữ, sử dụng thải bỏ chất thải nguy hại phát sinh trình khoan thăm dị khai thác dầu khí Tăng cường công tác kiểm tra giám sát việc tuân thủ quy định doanh nghiệp Áp dụng thu phí môi trường chất thải nguy hại đem đất liền chơn lấp đốt bỏ Khuyến khích hỗ trợ thúc đẩy hướng nghiên cứu dùng chế phẩm sinh học xử lý chất thải rắn nhiễm dầu Việc ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải nhiễm dầu cặn dầu giúp xử lý chỗ chất thải nhiễm dầu, chuẩn bị chế phẩm sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam áp dụng thực tế xử lý khắc phục hậu ô nhiễm khôi phục mơi trường sau cố tràn dầu - Về phía doanh nghiệp Nghiêm chỉnh chấp hành quy định xử lý thải bỏ chất thải phát sinh q trình thăm dị khai thác dầu khí http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT TÀI LIỆU THAM KHẢO Website http://chatthainguyhai.net http://moitruongxanh.info http://www.pvdmc.com.vn http://www.pvdriling.com.vn/images/323.pdf http://tuoitre.com.vn Sách Lê Phước Hảo Công nghệ khai thác dầu khí NXB Khoa Học Kĩ Thuật Đỗ Hữu Minh Triết Bài giảng dung dịch khoan – Xi Măng NXB Khoa Học Kĩ Thuật Võ Trọng Hùng Cơ học đá NXB Khoa Học Kĩ Thuật Lâm Minh Triết – Lê Minh Hải Giáo trình quản lý chất thải nguy hại NXB Xây Dựng http://www.ebook.edu.vn Trang 28 ... Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm – DH05MT Chương CƠNG NGHỆ KHOAN THĂM DỊ VÀ KHAI THÁC Quy trình thăm dị, khai thác dầu thường tiến hành qua bước sau: - Khoan thăm dò - Kết luận:... phẩm khai thác chảy theo cột ống khai thác vào thông khai thác Sản phẩm khai thác kiểm sốt nhờ van tiết lưu lắp thông khai thác Cây thông khai thác http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy. .. cơng nghệ khai thác giếng dầu - Tính trữ lượng Các phương pháp khảo sát giếng - Khảo sát hạ áp - Khảo sát tích áp http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí - Khảo sát