Procesul Industrial al Extragerii Titeiului Si Gazelor

CUPRINS

1. Prezentarea generală a industriei

Introducere

Dimensiune și distribuție geografică

Caracterizarea pieței și producției

Tendințe economice

2. Descrierea procesului industrial

Principalele etape ale procesului

Descrierea instalației/echipamente/infrastructură

Schema bloc a procesului, scheme ale fluxului tehnologic

3. Materii prime, emisii și deșeuri

Materii prime folosite in industrie

Emisii rezultate din proces

-emisii în aer

– ape uzate

-deșeuri.

Deșeuri/pierderi: caracteristici

Inventarul substanțelor toxice

4. Posibilități de prevenire și control al poluării

Posibilități de control

Posibilități de prevenire

Cele mai bune tehnici disponibile (BAT) pentru industria extractivă a țițeiului și gaze naturale

Beneficiile aplicării prevenirii poluării și a BAT

Reglementări naționale și internaționale pentru prevenirea poluării

8. Bibliografie

INDUSTRIA EXTRACTIVĂ A ȚIȚEIULUI ȘI

GAZELOR NATURALE

1.Prezentarea generală a industriei

1.1. Introducere

Una dintre ramurile industriale cele mai importante din țara noastră este industria de extracție a țițeiului

Romania are o tradiție de peste un secol și jumătate în extracția țițeiului și valorificarea produselor rezultate din procesarea acestora.România se numară printre primele țări care a demarat producția de țiței.

În anul 1857 România a înregistrat o producție de circa 257 de tone (conform publicației The Science of Petroleum). Cu timpul s-au înființat companii petroliere în domeniu, s-au dezvoltat tehnologii de extracție și procesare, cadrul legislativ a cunoscut o continuă evoluție (în 1857 apare prima Lege a Minelor), întreaga infrastructura petrolieră cunoscând o dezvoltare conform cerințelor economice, tehnologice și sociale din diversele etape de dezvoltare a industriei petroliere.

Sectorul de extracție a cunoscut o evoluție continuă din punct de vedere al tehnologiilor de extracție folosite și al cantității de țiței extrase. Astăzi, țițeiul extras se ridică la valoarea de 6 mil. tone anual.

Țițeiurile extrase în România se clasifică în 14 tipuri. Singura companie care se ocupă de extracția țițeiului este Societatea Natională a Petrolului Petrom SA.

Petrom este în prezent singurul producator de țiței din România și extrage circa 16500 tone de țiței pe zi din zăcămintele indigene.

Dezvoltarea industriilor extractive și de prelucrare a țițeiului a fost determinată de creșterea preferențială a consumului de țiței, față de celelalte energii primare. Sursă energetică pentru motoarele cu combustie, țițeiul s-a impus progresiv și în alte sectoare de activitate, sub forma unor produși petrochimici derivați din intermediari ce se obțin din țiței : fibre textile, materiale plastice, coloranți, produse farmaceutice, fertilizanți chimici.

Țițeiul s-a format după toate probabilitățile, dintr-un nămol abundent depus pe fundul unor mări interioare, care a provenit, în cea mai mare parte, din plante microscopice. Materia organică a suferit în cursul epocilor geologice o serie de transformări biologice, în absența oxigenului, sub influența unei bacterii anaerobe și apoi transformări chimice, lente, catalizate de rocile cu care a venit în contact, în majoritatea cazurilor, țițeiul nu se mai găsește în roca inițială în care s-a format, ci a migrat împreună cu apa și cu gazele asociate lui, în zăcăminte secundare. O dată ajunse în zăcămîntul secundar, fluidele s-au stratificat, așezîndu-se în ordinea greutății lor specifice apa de zăcămînt care însoțește țițeiul se depune la baza stratului de tijei, unde inhibă porii stratului, asigurînd impermeabilitatea lui ; urmează apoi țițeiul și gazele în soluție, iar la partea superioară a zăcămîntului se găsesc gazele.

Țițeiul este important deoarece este mai curat și mai ieftin decât cărbunele și mai ușor de transportat decât gazele naturale. El are nenumărate utilizări. Uneori numit ,,Aurul Negru” el asigură aproape jumătate din energia utilizată în lume. Fără acesta transporturile s-ar bloca, iar mașinile și utilajele industriale sau centralele termice nu ar funcționa.

Țițeiul brut este utilizat pentru producerea combustibililor, printre care diferite tipuri de petrol, motorină sau cherosen. Petrolul este utilizat și pentru producerea unor lubrifianți uleioși și a vaselinelor necesare funcționării utilajelor și mașinilor.Petrolul este utilizat și la producerea asfaltului necesar șoselelor și o mare varietate de produse din industria petrochimică. Din produsele petrochimice se fabrică cosmetice, medicamente, vopsele, explozibili, fertilizatori, fibre sintetice cum ar fi nylonul, cerneluri, insecticide, coloranți, mase plastice și cauciucuri sintetice utilizate la anvelope.

Țițeiul și gazele naturale există pe toate continentele și sub toate platformele continentale. Unele câmpuri petroliere sunt în producție activă. Alte zăcăminte urmează să fie explorate și exploatate.Estimările asupra duratei pe care o mai au rezervele petroliere se bazează pe două cifre- rezervele deja descoperite care pot fi exploatate economic, folosind tehnologiile actuale și rata producției dintr-un an de referintă.Rezervele totale de petrol din 1989 erau estimate să dureze 41 de ani, la un nivel al producției din 1988.

1.2. Dimensiune și distribuție geografică

Industria extractivă de țiței și gaze naturale este un element important în legătură cu furnizarea energiei.Țițeiul și gazelle naturale furnizează 65% din energia consumată iar producătorii de bunuri furnizează 40% din țiței și 90% gaze naturale.

O serie de factori influențează mărimea industriei inclusive dezvoltarea tehnologică si prețurile țițeiului.

Ocuparea forței de muncă în industria extractivă este de asemenea afectată de recenta tendință în fuziuni și consolidare între companii și industrie.

Cele mai mari producătoare de petrol din SUA sunt regiunea Golfului Mexic,California,Alaska.

Distribuția geografică de gaze naturale este similară:Texas,Lousiana și Golful Mexic.

Țițeiul sau petrolul brut constituie una dintre principalele bogății naturale ale țării noastre. Zacaminte mari de de țiței se găsesc in judetele :Bacău,Prahova, Argeș și Gorj.

De altfel, trebuie sa amintim ca România este o țară cu o traditie de netagăduit în domeniul petrolului și al gazelor, inscriindu-se, multa vreme, în elita producătorilor și exportatorilor mondiali de țiței și utilaje petroliere. În același context, să nu uităm că Timișoara a fost primul oraș european care s-a bucurat de iluminatul cu gaz natural.

Începând cu 1999 se creează rețele de distribuție a gazului în nouă localități rurale, prin care se asigură confortul atât termic, cât și gospodăresc pentru aproximativ 10 000 de abonați în: Biled, Șandra, Satchinez (parțial), Periam, Variaș, Voiteg, Denta, Moravița, Stamora Germană. Alte două localități, de această dată în județul Arad (Șeitin și Semlac), sunt programate pentru realizarea unor noi rețele.

1.3. Caracterizarea pieței și producției

Produsele primare rezultate din această industrie sunt țițeiul,gazele naturale și lichide.

Volumele de țiței sunt de obicei raportate în butoaie care sunt egale cu 42 galoane.

Când țițeiul este adus la suprafață acesta conține un amestec de gaze naturale și produse lichide cum ar fi apă sărată și solide în suspensie.

Producția de țiței afișează o tendință descrescătoare ,iar producția de gaze naturale afișează o tendință crescătoare.

Producția de țiței este în scădere aproximativ o rată de 1.5%/an.Leaderul declinului este Alaska,în cazul în care producția a scăzut cu aproximativ 3% în ultimii 10 ani și 6% în 1997.

Producția de gaze naturale ,cu toate acestea a crescut constant.În trecut,creșterea economică a fost de aproximativ 1%/an și este de așteptat să crească la o rată de 16%/an.

În 1998 și la începutul anului 1999 prețul țițeiului a fost aproape 10$pe baril,dar prin august 1999 prețul a crescut la peste 20$ pe baril.

În cazul gazelor naturale prețurile au fluctuat de asemenea.Acestea sunt de așteptat sặ creascặ mai repede decât prețurile țițeiului.

Zăcămintele de hidrocarburi ale României sunt limitate, pe fondul unui declin al producției interne și în condițiile în care nu au mai fost identificate noi zăcăminte cu potențial important. Rezervele actuale de țiței sunt estimate la 73,7 milioane tone. Producția actuală de țiței a scăzut de la 14,7 milioane tone în anul 1976 (anul cu producția de vârf) la 4,77 milioane tone în 2006.

Zăcămintele de gaze naturale sunt, de asemenea limitate, iar după 1990 producția internă este în declin. Rezervele actuale de gaze naturale sunt estimate la 184,9 miliarde m3. Producția anuală de gaze naturale a fost de 12,42 miliarde m3 în anul 2006, ceea ce a reprezentat 69% din consumul național anual de gaze naturale. Rezervele certe cunoscute de petrol pot susține un nivel actual de consum doar până în 2040, iar cele de gaze naturale până în 2070.

1.4. Tendințe economice

Industria este expozițional o tendințặ generalặ în explorare de la interne la strặine locații.

Consumul de petrol și gaze din Statele Unite este strâns legată de economia de ansamblu a țării. Între 1990 și 1998, consumul de țiței a crescut de aproximativ 1-4 la sută în fiecare an, și a consumului de gaze naturale a crescut la o rată de 2.0 la sută pe an. Rata de consum de gaze naturale este de așteptat să continue să crească, de cele mai multe ori în detrimentul cărbunelui. Gazul natural este de așteptat să devină o importantă sursă de energie în viitor și va fi accelerată de politicile guvernamentale și de dezvoltare a infrastructurii de transport de gaze naturale. În ultimii câțiva ani, cu toate acestea, la sută din consumul intern de petrol și gaze suportate de producatorii interni in general a scăzut.

Producția de țiței afișează o tendință descrescătoare, de producție și gazele naturale afișează o tendință în creștere.de producție.. În trecut, creșterea economică a fost de aproximativ 1 la sută pe an, și este de așteptat să crească la o rată de 1,6 la sută pe an.

În 1986 companiile petroliere din SUA au cheltuit 17 miliarde dolari pe explorare și dezvoltare și 7.5 miliarde dolari în strặinặtate.

Cele mai active domenii de explorare sunt în Golful Mexic și Alaska.În Golful Mexic,dezvoltarea de tehnologii care sặ faciliteze un foraj mai adânc în apặ(inclusiv structuri plutitoare)a fặcut mai mult posibil explorarea siturilor de apặ adâncặ.

O altặ sursặ de noi rezerve potențiale este în Alaska unde aproximativ 87% din regiunea de N-E a rezervelor de țiței a fost deschis în 1998 pentru explorare și leasing.

În 1997 pentru prima datặ într-un deceniu rezervele de țiței au fost adặugate la un nivel mai mare decât cantitatea epuizatặ prin producție.

Cu toate acestea este de așteptat ca în viitor rezervele sặ scadặ din nou relativ cu producția.

Eforturile de explorare a gazelor naturale în SUA au mai mult succes decât explorarea țițeiului ,acesta ținând pasul cu cel de producție.

2.Descrierea procesului industrial

2.1. Principalele etape ale procesului

Industria extractivặ a țițeiului și gazelor naturale poate fi clasificatặ în 4 procese majore : explorarea,dezvoltarea,producție și abandonarea sitului.

Explorarea implicặ cặutarea în formațiunile de rocặ a depozitelor de țiței sau gaze naturale,implicặ și prospectarea geofizicặ și/sau de foraj și explorare.

Dezvoltarea are loc dupặ explorarea locului amplasat pe un teren recuperat din punct de vedere economic și care implicặ construirea de una sau mai multe fântâni încặ de la început.ței au fost adặugate la un nivel mai mare decât cantitatea epuizatặ prin producție.

Cu toate acestea este de așteptat ca în viitor rezervele sặ scadặ din nou relativ cu producția.

Eforturile de explorare a gazelor naturale în SUA au mai mult succes decât explorarea țițeiului ,acesta ținând pasul cu cel de producție.

2.Descrierea procesului industrial

2.1. Principalele etape ale procesului

Industria extractivặ a țițeiului și gazelor naturale poate fi clasificatặ în 4 procese majore : explorarea,dezvoltarea,producție și abandonarea sitului.

Explorarea implicặ cặutarea în formațiunile de rocặ a depozitelor de țiței sau gaze naturale,implicặ și prospectarea geofizicặ și/sau de foraj și explorare.

Dezvoltarea are loc dupặ explorarea locului amplasat pe un teren recuperat din punct de vedere economic și care implicặ construirea de una sau mai multe fântâni încặ de la început.

Producția este procesul de extracție a hidrocarburilor și separare a amestecului de hidrocarburi lichide,gaze,apặ și solide,eliminarea elementelor constitutive care nu sunt vandabile și vânzarea de hidrocarburi lichide și gaze.

Țițeiul este aproape întotdeauna prelucrat la o rafinặrie,gazele naturale pot fi prelucrate pentru a elimina impuritặțile,fie în domeniu sau la o instalație de prelucrare a gazelor naturale.

În cele din urmặ abandonarea sitului implicặ refacerea sitului în momentul în care a avut loc o forare recentặ și îi lipsește potențialul de a produce economic cantitatea de țiței și gaze naturale sau atunci când producția nu mai este viabilặ din punct de vedere economic.

1.Explorarea

Depozitele de țiței și gaze naturale sunt situate aproape exclusiv în rocile sedimentare și sunt adesea asociate cu anumite structuri geologice.

În special structurile care conțin acele hidrocarburi comune sunt acele roci care au o limitặ micặ de permeabilitate care rețin aceste hidrocarburi.

Geofizicienii vor cặuta aceste structuri pentru a profita de faptul cặ valurile seismice se reflectặ diferit pe diferite straturi de piatrặ.Valurile seismice pot fi generate de o varietate de surse care pot fi explozivi detonați în gặuri forate sub suprafațặ pentru uscat si mediul maritim.

Pặmâtul rezultat este utilizat de obicei în apropierea zonelor populate,zone sensibile de mediu și în apropierea zonelor în care detonặrile nu sunt de dorit.În acest proces,camioanele sunt utilizate pentru a arunca o mare greutate pe suprafețe,cum ar fi drumuri pavate.

În locațiile marine,explozivii sunt mai puțin eficienți și au un efect vặtặmặtor asupra mediului.

Seismul este creat de un dispozitiv de mare care este golit de aer și apặ pentru a crea un vid.Valurile seismice sunt create atunci când apa intrặ în dispozitiv foarte rapid.

Trebuie subliniat cặ geofizica de teledetecție nu poate identifica petrolul sau acumulặrile de gaze direct,ea nu poate decât sặ indice potențialul de rezerve prin prezența sau absența anumitor roci caracteristice care pot fi explorate.

Este de remarcat faptul cặ deși tehnologiile de explorare seismicặ sunt în continuặ creștere,nu sunt perfecte.

Singura modalitate de a descoperi prezența și cantitatea de petrol de foraj este o bine formare a structurii suspecte de a conține hidrocarburi.

2.Dezvoltarea

Pentru exploatarea țițeiului sunt necesare două operații succesive : forajul sondelor și extracția țițeiului. Prin sondă întelegem o gaură cilindrică,săpată în scoarța Pământului cu ajutorul unor dispozitive mecanice ,caracterizată printr-o secțiune foarte mică în comparație cu lungimea ei care poate ajunge la câteva mii de metri(până la 15000 m). Deschiderea de la suprafață se numește gura sondei (cu diametrul de aproximativ 60 cm), iar fundul găurii cilindrice poartă numele de talpă (cu diametrul minim de 10 cm).

Forajul sondei reprezintă ansamblul operațiilor care se fac în vederea obținerii unei găuri de sondă cum sunt : săparea (forarea) propriu-zisă, care constă în dislocarea rocilor întalnite,cu ajutorul unui instrument numit sapă sau trepan, eliminarea detritusului (curățirea găurii de sfărâmăturile de teren rezultate din săpare), tubarea găurii (consolidarea pereților găurii de sondă prin introducerea unor burlane de oțel însurubate cap la cap care se fixează prin cimentare), închiderea apelor ,etc.Săparea unei sonde se poate executa umed (eliminarea detritusului se realizează cu ajutorul noruiului de foraj) folosind sistemul de foraj percutant(când sapa avansează prin cădere liberă, percuție sau bătaie pe talpa sondei) și rotativ(la care sapa avansează prin apăsare și rotire continuă ,ca un burghiu)sau uscat (numai percutant).S-a creat și o nouă metodă de foraj(de săpare a sondelor) caracterizată prin folosirea unor motoare (mașini de forță) care se introduc în sondă ,la talpă și actionează direct asupra sapei.Motoarele care actionează direct sapa sunt amplasate imediat deasupra sapei.Ele sunt hidraulice(ansamblul motor-sapa numindu-se electrobur sau motor electric de fund).

Fluidele de foraj reprezintặ o componentặ importantặ în procesul de foraj.Proprietặțile diferite ale fluidului de foraj pot fi solicitate în funcție de condițiile de foraj.De exemplu,o mai mare densitate a fluidelor poate fi necesarặ în zonele de înaltặ presiune,precum și o rezistențặ mai mare la temperaturặ a lichidului,în condiții de înaltặ temperaturặ.

În plus lichidul rezultat din forarea nặmolurilor conține bentonitặ,argilặ care crește vâscozitatea și modificặ densitatea lichidului.

Noroiul de foraj poate,de asemenea,conține aditivi suplimentari care modificặ proprietặțile lichidului.

Din aproximativ 1990,industria de extracție a țițeiului și gazelor naturale a dezvoltat mai multe materiale de bazặ de la care sặ formuleze fluide de foraj de înaltặ performanțặ.

În general aceastặ clasặ de fluide sunt denumite materiale sintetice cum ar fi :esteri parafine sintetice,eteri și altele.Industria a dezvoltat sintetice pe bazặ de lichide cu aceste non-materiale sintetice oleaginoase ca bazặ pentru fluide de foraj pentru a oferi performanțặ caracteristicilor tradiționale a lichidelor pe bazặ de ulei bazate pe motorinặ și uleiuri minerale,dar cu potențial mai mic,asigurând o mai mare securitate a lucrặtorilor datoritặ gradului mic de toxicitate.

Forarea nặmolurilor se face cu mai mulți aditivi.Urmặtoarea este o listặ cu cei mai semnificativi aditivi :

-inhibitori de coroziune,cum ar fi oxid de fier,aluminiu,carbonat de zinc,cromat care protejeazặ conductele și alte componente acide din compusii intâlniți la formare ;

-dispersie,include fier lignosulfonat,desparte granulele solide în particule mici astfel încât sặ poatặ fi transportate de lichid ;

-floculanți,în primul rând polimeri acrilici,care suspendặ particulele pentru a le grupa împreunặ astfel încât sặ poatặ fi îndepặrtate de pe lichid la suprafațặ ;

-tensioactivi,cum ar fi acizii grași și sặpunurile ;

-bioacide,de obicei,amine organice,formaldehide,ucid bacteriile care pot produce hidrogen sulfurat care este un gaz toxic.

Când etapa de forare este finalizatặ trebuie parcurși mai multi pași înainte de a începe producția.În primul rând se efectueazặ o testare pentru a verifica hidrocarburile,formațiunile care sunt capabile sặ producặ suficiente hidrocarburi.

3.Producția

Pricipalele activitặți de producere a petrolului sunt :aducerea la suprafațặ a lichidului,separarea componentelor lichide și gaze,precum și eliminarea impuritặților.

Deseori țițeiul și gazele naturale sunt produse din acelasi rezervor.

a)Producția primarặ

Recuperarea primarặ este primul stadiu al producției de hidrocarburi și rezervorul de presiune naturalặ este adesea folosit pentru a recupera uleiul.

Când presiunea naturalặ nu este suficientặ pentru a forța uleiul sặ iasặ la suprafațặ se folosește echipamentul de ridicare artificialặ.Acestea includ diferite tipuri de pompe,valve.

b)Recuperarea secundarặ

Îmbunặtặțește recuperarea hidrocarburilor lichide prin represurizarea rezervoarelor și restabilirea circulației naturale a apei.De obicei apa care este produsặ cu ulei este reinjectatặ ,dar alte surse de apặ pot fi folosite.Acest tip de recuperare secundarặ se numește revặrsare.

Injecția de apặ se folosește pentru o mai bunặ recuperare a țițeiului și a gazelor naturale,este recunoscutặ ca fiind o formặ de reciclare a acestor deșeuri.

c)Recuperarea terțiarặ

O ultimặ metodặ de a scoate ultimile extractibile de țiței și gaze este recuperarea terțiarặ.În contrast cu tehnicile de recuperare primarặ și secundarặ aceastặ recuperare presupune eliminarea de materiale gặsite anormal în rezervor.

Aceste metode sunt deseori costisitoare și necesitặ energie.În cele mai multe cazuri,o substanțặ este injectatặ în rezervor,acumuleazặ petrolul și gazele naturale și este eliminatặ cu produsul.

d)Separarea țițeiului

În cazul în care lichidul este adus la suprafațặ acesta ar putea conține un spectru de substanțe,inclusiv gaze naturale,apặ,nisip,nặmol precum și orice aditivi utilizați pentru a spori extracția.

În general,ordinea de separare cu privire la țiței este urmặtoarea :separarea componentelor gazoase,îndepặrtarea solidelor și apei și separarea emulsiei apặ-ulei.

Eliminarea de gaze componente este destinat în primul rând pentru a elimina gazele naturale din lichide,cu toate acetea,contaminanții gazoși cum ar fi hidrogen sulfurat este produs în unele domenii în timpul acestui proces.

Gazele sunt eliminate prin trecerea fluidelor printr-o camera sau două unde scade presiunea.Puțin câte puțin vor rămâne mai puține gaze dizolvate în soluție.

Lichidele si solidele care rămân sunt de obicei un mix de apă,ulei și nisip.

Separarea fluidelor produc un strat de nisip,un strat de ulei relativ fără apă,un strat de emulsie precum și un mic strat de ulei relativ pur.

În cele din urmă emulsiile sunt rupte prin încălzirea lichidului într-un încălzitor la o temperatură de 100-160º sau prin tratarea emulsiei prin ruperi chimice.Ca urmare emulsia ruptă de ulei este aproximativ 98% pură,fiind suficient pentru depozitare sau transport în rafinării.

e)Condiționarea gazelor naturale

Gazul natural este condiționat de procesul de îndepărtare a impurităților din fluxul de gaze naturale astfel încât are un grad ridicat de calitate încât să treacă prin sistemul de transport.Este de remarcat faptul că condiționarea nu este întotdeauna necesară,gazul natural de la unele formațiuni este suficient de pur încât poate trece direct în conducte.După cum gazul natural este separat de lichid care s-ar putea să conțină impurități care reprezintă pericole potențiale sau probleme.Cea mai semnificativă este acidul sulfuric care poate fi sau nu inclus în sectorul gazelor naturale.Acidul sulfuric este toxic(și uneori letal în concentrații mari) pentru om și coroziv pentru conducte ,este de dorit să se îndepărteze cât mai repede în procesul de condiționare.O altă preocupare este ridicată de vaporii de apă.La presiuni ridicate apa reacționează cu componentele din gaz pentru a forma hidrați de gaz care sunt solide și înfundă țevi,valve și manometre.

Întreținere

Fântânile necesită periodic sesiuni de întrținere semnificative.În timpul acestora mai multe sarcini pot fi inteprinse :repararea scurgerilor în ramă sau tubulatură,înlocuirea de motoare sau alte echipamente,vopsirea și curățirea echipamentelor.Sunt efectuate două proceduri pentru a îmbunătăți fluxul de lichid și anume :eliminarea de săruri acumulate și parafină,tratarea producției ,culegerea de linii si supape de coroziune pentru prevenirea compușilor de coroziune.

4.Abandonarea sitului

Producția poate fi oprită pentru mai multe motive.Dacă este vorba despre o oprire temporară,se închide interior.În cazul în care închiderea este permanentă este bine să fie convertit la UIC clasa II injecție sau este conectată și abandonată.

Închiderea temporară este o opțiune în cazul în care condițiile care cauzează întreruperea producției este anticipată a fi pe termen scurt.

Opțiunea finală este renunțarea la priză.Scopul acestei proceduri este de a preveni migrația fluidului,care ar putea contamina acviferele sau apa de suprafață.Producătorii de țiței și gaze naturale au reglementări specifice care reglementează introducerea și abandonarea puțurilor.

2.2. Descrierea instalației/echipamente/infrastructură

Infrastructura include construcțiile și echipamentele necesare pentru foraj.Drumurile și rampa de lansare sunt construite la șiturile de pe uscat.

Forarea în larg

Pentru siturile depặrtate de țặrm selectarea tipului de instalație de foraj necesarặ este foarte importantặ.De douặ considerente primare de selecție trebuie ținutặ seama :

a)dimensiunea platformei necesarặ pentru forarea în adâncime ;

b)adâncimea apei.

În cazul în care apa este adâncặ (de obicei peste 400 de picioare)o instalație plutitoare este necesarặ.Aceasta este o descriere semnificativặ a cestui tip de instalație :

1.Nava de foraj este o alegere popularặ pentru foraj în apặ adâncặ,pentru cặ sunt cele mai mobile tipuri.Nava este ținutặ în loc de ancore sau de un sistem de elici pe fiecare parte a navei care sunt coordonate pentru a menține nava în aceeași locație în ciuda vântului,curenților si de torsiune cauzate de activitặțile de foraj.

2.Platforme semi-submersibile de foraj sunt o altặ opțiune pentru siturile de apặ adâncặ.Platforma este de obicei un plan dreptunghiular,structura care deține echipamente de foraj,cu balast sub containere.

Aceste containere se pot umple cu aer pentru a pluti în instalație atunci cand aceasta se deplaseazặ.Platforma este ținutặ în loc de ancore sau dinamica de poziționare.Aceasta instalație este mult mai stabilặ decât o navặ,dar este greu sa treacặ de la un site la altul.

3.Structuri fixe sunt frecvent utilizate dupa explorare sau dezvoltare.

În aceste cazuri platformele de foraj sunt montate în larg pe platforma de producție,sunt fixate în siguranțặpe o podea de beton,oțel.Platformele sunt foarte stabile și pot face fațặ valurilor mai mari și vânturilor puternice.

SISTEME DE FORAJ

Sondele sunt găuri cilindrice verticale, care străbat stratele de rocă până la zăcământ; ele sunt tubate, adică sunt căptușite cu burlane de tablă 'de oțel, pentru a împiedica prăvălirea pereților sfărâinicioși. Procesul de săpare

a sondelor se numește foraj și cuprinde trei lucrări principale:măcinarea rocelor prin izbire sau sfredelire,evacuarea materialului macinat,tubarea găurii de sondă.

Unealta folosită este sapa de foraj sau trepanul,care are forma unei prisme dreptunghiulare sau trapezoidale plate,cu baza ascuțită și puțin lățită.Dimensiunile trepanelor diferă după sistemul de foraj.Această unealtă se fixează la o garnitură de foraj care este manevrată din exterior,de turla sondei.

Turla este o construcție de lemn sau metal în formă de trunchi de piramidă,înaltă de 20-45 m,în care sunt așezate mașinile de ridicat(troliu,palan),uneltele ajutătoare și aparatele de control.Alături de turlă sunt construite barăcile în care se așează mașinile de forță și materialele(ciment,substanțe pentru pregătirea noroiului de sapă),iar la o oarecare depărtare se montează căldările generatoare de aburi.Instalațiile necesare forării unei sonde ocupă o suprafață destul de mare (2000-4000 m).

a)Sisteme de foraj prin percuție.

În aceste sisteme sapa sfarmă roca prin loviri repetate;ea este manevrată în sus și in jos cu ajutorul unui balansier de capătul căruia este suspendată sapa prin intermediul unui cablu.Dislocarea rocei se face mai ușor pe cale mecanică și hidraulică.După scoaterea sapei de la puț se evacuează roca sfărâmată,cu lingura.După curățirea puțului se reia săpatul până se ajunge la stratul purtător de țiței.Acest sistem de foraj este simplu,dar viteza de înaintare este foarte mică(1-2 m/zi).

b)Sistemul de foraj rotativ.

Prin acest sistem,roca este mărunțită cu ajutorul unei sape care se rotește.Forajul se face neîntrerupt,nefiind nevoie să se extragă garnitura de sapă pentru a evacua sfărmăturile de rocă;acestea sunt evacuate În mod continuu printr-un curent de noroi,care se pompează prin prăjini și iese prin sapă.

Exploatarea zăcământului petrolifer implică într-o primă fază deplasarea unei platforme marine sau a unei nave de foraj deasupra perimetrului pentru executarea unor sonde. „O platformă marină autoridicătoare (adică are propriile picioare) poate fora doar în perimetrele unde adâncimea mării nu trece de 90 de metri. În situația în care adâncimea mării trece de 90 de metri, atunci se apelează la navele de foraj.
Platforma de foraj deplasată pe mare deasupra zăcământului petrolifer transportă o serie de materiale necesare procesului de foraj: sape de foraj de diferite dimensiuni, burlane din oțel, țevi din oțel dur.Fiecare țeavă sau sapă de foraj are în jur de 9-10 metri. Odată ajunși deasupra zăcământului petrolifer, angajații de pe platforma petrolieră vor încerca să introducă prin apa mării țevile din fontă, care sunt coborâte cu ajutorul unei macarale. Deoarece țevile trebuie să se prezinte ca un tot unitar, ele sunt sudate în prealabil pe platformă, pe măsură ce sunt coborâte. În momentul în care țeava ajunge la solul mării începe să fie bătută, pentru a perfora solul, cu un ciocan special de câteva tone.

Ciocanul special se prezintă sub forma unui motor cu un singur cilindru, pistonul acestui motor bătând practic în țeava respectivă. Țeava este introdusă în solul mării până la o adâncime stabilită în prealabil de geologi. Această adâncime poate varia de la câteva zeci la câteva sute de metri. Prin țeava bătută în solul mării sunt introduse apoi sapele de foraj. Sapa de foraj are la unul dintre capete o rolă cu dinți, care are scopul de a fărâmița roca întâlnită în cale. Prelungirea sapei de foraj se face prin adăugarea unei alte sape, ce se înșurubează pentru a acționa ca un tot unitar și așa mai departe. Trebuie menționat faptul că prin aceste sape de foraj se pompează un fluid de foraj (denumit și noroi de foraj), care are rolul de a antrena roca mărunțită (de a o scoate afară), de a cimenta gaura și, nu în ultimul rând, de a acționa ca un dop hidrostatic. Asta pentru că, pe măsură ce se avansează în adâncime, crește și presiunea din țeavă.
Deoarece solul în care se forează nu este sigur, din când în când, adică după o sută sau două sute de metri de foraj, gaura este consolidată cu burlane din oțel. Practic, prin țeava bătută se scoate sapa de foraj și sunt introduse burlanele din oțel, care au un diametru mai mic decât țeava (exemplu: dacă țeava are un diametru de 30 de țoli, atunci burlanul din oțel are un diametru de 20-25 de țoli). De asemenea, după introducerea burlanelor din oțel în teren se pompează prin gaură ciment între burlane și teren pentru consolidare. După introducerea burlanelor, în teren se reintroduce sapa de foraj, dar de această dată cu un diametru mai mic decât prima dată. Procedeul se reia de mai multe ori până când se ajunge la zona de interes. Odată ajunși aici, inginerii de foraj scot sapa de foraj și introduc în gaură pușca. Este vorba despre o țeavă de formă cilindrică prin care se trage cu dinamită în zona de interes pentru a se mări porozitatea rocilor.Prin aceste roci migrează apoi către sondă hidrocarburile.
Finalizarea forajului are loc în momentul în care hidrocarburile pot fi captate prin sondă, după care urmează faza de extracție propriu-zisă. După ce sonda atinge stratul de petrol, petrolul brut este împins în afară de presiunea gazului aflat în partea superioară (în cele mai multe cazuri, zăcămintele conțin și țiței, și gaze), întocmai ca apa gazoasă dintr-un sifon. Dacă stratul gazos natural a fost evacuat, petrolul este scos la suprafață prin pompare sau prin comprimare de gaze. În primul caz, în care țițeiul se extrage doar prin presiunea existentă în zăcământ, se scoate între 9 și 11% din zăcământ. În a doua variantă, a pompării unui lichid sub presiune în zăcământ, coeficientul de extracție ajunge la 30-35%.

Sistemele de extracție a țițeiului din țara noastră sunt foarte diferite, ele depinzând de adâncimea,poziția și de presiunea țițeiului sau a gazelor pe care le conține. Astfel,din zăcămintele fără presiune el trebuie extras cu dispozitive corespunzătoare.sistemele de extracție a țițeiului utilizate ,dupa ce forarea a ajuns până la stratul de țiței,sunt :

-exploatarea prin erupție , dacă în zăcământ țițeiul este însoțit de o cantitate mare de gaze naturale, presiunea exercitată de acestea asupra țițeiului poate fi destul de mare pentru a ridica țițeiul până la suprafață .Dacă sonda nu este închisă țițeiului țâșnește cu putere,ridicându-se ca apa unui puț artezian la zeci de metri deasupra solului ;

-eruptie artificiala (gaz-lift), cand presiunea gazelor a scăzut în așa măsură încât erupția naturală nu mai poate avea loc și în acest caz se provoaca sifonarea fortata a titeiului la suprafata,prin introducerea in gaura sondei a gazelor sub presiune, cu ajutorul compresoarelor ;

-extractia prin pompare, cu ajutorul pompelor de adancime se aplica sondelor neeeruptive ,izolate si putin adanci(pana la 1000 m).O astfel de instalație se compune din :un corp de pompă cu piston ;pompa se află cu sorbul în țițeiului colectat în fundul sondei ;o conductă lungă fixată în sonda tubată,legată la partea inferioară cu refularea pompei,iar la partea superioară cu separatorul de gaze,aflat pe sol în apropierea turlei ;o înșirare de tije care sunt egate de coada pistonului servind la mișcarea lui și care se află montată în interiorul conductei de refulare ;mișcarea alternativă în sus și in jos a tijelor este provocată de un balansier cu excentric ce se află instalat la gura sondei.

Un motor dă balansierului o mișcare pendulară,care se transmite prin tije la pistonul pompei.Țițeiul este împins prin conductă până la separator.

Titeiul extras prin sistemele mentionate este amestecat cu apa si nisip. Nisipul se separa prin sedimentare iar daca insa ,apa formeaza cu titeiul o emulsie ,atunci se adauga titeiului anumite substante cu actiune dezemulsionanta pentru a se separa de apa.

După extracția din zăcămînt, amestecul de gaze, țiței și apă, în cele mai multe

cazuri, sub formă de emulsie apă în țiței, este dirijat la separatorul de gaze-țiței pentru

separarea celor trei faze. Din separator, țițeiul este trimis la instalația de

dezmulsionare și apoi este colectat în rezervoare, mari din care este pompat la rafinării pentru prelucrare (fig.1 ).

Figura 1. reprezintă schema fluxului de țiței de la sonde la rafinării

Separatoarele de gaze-țiței sunt recipiente din oțel rezistent la presiune, a căror formă și dimensiuni asigură amestecului de gaze-țiței o viteză de deplasare inferioară vitezei din conducta de amestec de la ieșirea din capul de erupție.

Separatorul lucrează prin decantare gravitațională. Efectul de separare (a bulelor de gaz din lichid și a picăturilor de lichid din gaze) este mărit datorită forței centrifuge, creată prin admisia tangențială a amestecului în separator și prin schimbări de direcție a gazelor datorită șicanelor montate în el. Apa sărată este asemănătoare calitativ cu cea de la separatoarele gaze-țiței, și, de aceea, împreună cu aceasta este trimisă la stația de epurare. în vederea reducerii costului investiției și exploatării, separatoarele se instalează grupate în parcuri de separatoare, aferente unui grup de sonde. Pe lângă fiecare parc de separatoare se află un grup de rezervoare pentru înmagazinarea producției de țiței. Deoarece sondele conectate la un parc ele separatoare pot produce calități diferite de țiței sau unele produc țiței curat iar altele țiței emulsionat, este necesar ca țițeiul să fie sortat de la început pe calități, prin dirijarea lor la separatoare diferite și, de aici, la rezervoare separate. în general, sortarea se face pe cele trei grupe mari : țițeiuri parafinoase, semiparafinoase și neparafinoase (asfaltoase). Prin pompare, țițeiul este trimis la depozitul central de țiței al schelei, dotat cu rezervoare de 1000-5000 m, iar apa provenind din separatoare și din rezervoarele de înmagazinare este îndreptată printr-o conductă de canalizare spre stația de epurare a apelor uzate și apoi la sondele de injecție. După cum sa spus mai sus, țițeiul obținut la gura sondei este impurificat cu apă, care conține în soluție săruri și cu particule minerale în suspensie.

Sărurile conținute în soluție sunt, în general, cloruri, sulfați și carbonați de sodiu, de calciu și de magneziu, concentrația lor variind în funcție de formația geologică care se exploatează.

Particulele minerale în suspensie sunt constituite din nisip, argilă, calcar etc, antrenate de țiței și de apă, în curgerea lor din strat, spre gaura de sondă. Conținutul de impurități solide este cuprins, în medie, între 0,01 și 2%.

O parte din apa sărată conținută în țiței, după cum s-a arătat anterior, se separă în separatoarele de gaze-țiței și în rezervoarele de înmagazinare ;altă parte formează cu țițeiul o emulsie, datorită amestecării intense a țițeiului cu apa sărată în cursul extracției.

2.3 Schema bloc a procesului,scheme ale fluxului tehnologic

Figura 2. Schema bloc a procesului de extracție a țițeiului și gazelor naturale

3.Materii prime,emisii și deșeuri

Această secțiune descrie impactul pe care îl are fiecare pas individual în procesul de extracție prin adăugarea contaminanților pentru mediu.

Extracția țițeiului și gaze naturale generează un volum de produse înrudite și deșeuri care trebuie gestionate.Volume relativ mici de substanțe chimice pot fi utilizate ca aditivi pentru a facilita forajul și modifica caracteristicile fluxului de hidrocarburi.

Aspectele de mediu generate de procesul de exploatare a zăcămintelor sunt identificate prin descompunerea procesului în activități și produși,ambele filtrate prin următorii factori de mediu:emisii în aer, deversări în apă, contaminarea solului, utilizarea materiilor prime și a resurselor naturale, gestionarea deșeurilor, alte probleme referitoare la comunitate și la mediul local.

Procesul de exploatare a zăcămintelor de hidrocarburi cuprinde subprocesele: foraj, extracție țiței și gaze, transport fluide, aprovizionare, depozitare, condiționare fluide, gestionare deșeuri, mentenanța, dezafectare/ modernizare, remediere zone afectate, administrativ-sociale și servicii achiziționate, fiecare subproces fiind caracterizat de

activități și produși specifici (țiței, gaze, apa de zăcământ, șlam).

Acțiunile cu impact negativ asupra mediului sunt induse de către principalele instalații din fluxul de exploatare, respectiv de sondele de țiței și parcurile de separatoare. Factorul de mediu cel mai afectat este solul deoarece este supus contaminării, în special cu apă de zăcământ.

Industria de extracție și de prelucrare a țițeiului afectează mediul prin hidrocarburile gazoase și lichide care se pierd în timpul transportului și depozitării țițeiului și produselor petroliere.

Comparativ cu anul anterior numarul poluărilor accidentale cu petrol a crescut, ca urmare a învechirii instalațiilor de extracție și transport și a tehnologiilor implicate.

Sursele potențiale de poluare poluare în cazul exploatării zăcămintelor de țiței și gaze pot fi: sonde de extracție țiței și gaze, sonde și stații de injecție apă de zăcământ, parcuri de rezervoare și separatoare, conducte de amestec și de pompare țiței, apă de zăcământ, stație de tratare și depozit țiței, stații comprimare, uscare, măsură și predare gaze, depozit șlam.

Cauzele potențiale de poluare în cazul exploatării zăcămintelor de țiței și gaze sunt: erupții,incendii, fenomene de coroziune și uzură ce conduc la fisurarea instalațiilor și deversări accidentale de apă de zăcământ, deversări accidentale de țiței și apă de zăcământ din beciul sondei, spargeri, fisurări decantoare, depozitări necontrolate de deșeuri solide sau șlam, degradarea construcției ce conduce la infiltrații de apă de zăcământ în sol.

Factorii de mediu afectati sunt: solul și apele freatice și de suprafață.

Foraj

Există un număr de posibile efecte asupra mediului,deșeuri generate în timpul forajului și completarea/stimularea proceselor.În procesul de foraj fragmentele de roci sunt aduse la suprafață în fluide de foraj.

Noroiul de foraj eliminat devine problema de la sfârșitul procesului de foraj.Cu toate acestea , uneori noroiul de foraj este eliminat în timpul procesului de foraj când vâscozitatea sau densitatea noroiului trebuie să fie modificat pentru a satisface cererea de constituire a presiunii.

Acest lucru poate creea probleme pentru sol deoarece operațiunile de eliminare generează un volum mare de noroi pe o perioadă scurtă de timp care crează o pătură de noroi care au un impact asupra organismelor.

De asemenea operațiunile de foraj produc emisii în aer cum ar fi evacuarea de la motoarele diesel și turbine.

Poluanții din aer de la aceste dispozitive vor fi cele tradițional asociate cu sursele de ardere,inclusiv oxizi de azot,particule,ozon și monoxid de carbon.În plus hidrogenul sulfurat poate fi emis în timp procesul de foraj.

Producția

Principalul produs secundar din proces de producție este apa.Alte deșeuri care pot fi generate în timpul producției includ deșeuri reziduale care rămân după separarea de țiței și gaze naturale.

Apa

Cel mai mare volum de produse secundare de petrol, de departe,în procesul de extracție este apa extrasă cu ulei.

În procesul de extracție a uleiului și gazului sunt generate cantități foarte mari de ape reziduale.

În 1985, Institutul American de Petrol relevă faptul că industria extracției de gaz produce anual 20.8 bilioane de barili de apa reziduală.

Se cunoaște faptul că sondele de extracție de gaze naturale produc cantități mai mici de ape reziduale în comparație cu sondele de extracție a uleiului.

Concentrațiile de impurități în apa reziduală variază de la o regiune la alta și depind de adâncimea zonei de producție și vârsta puțului, depind de cantitate dar și de alți factori.

Cele mai comune impurități în apele reziduale sunt naturale, impurități prezente în mod natural în zona respectivă.

Rezidurile asociate,sunt prezente într-o cantitate mai mică dar formează o categorie cu un rol semnificativ în apele reziduale.

Termenul ,,ape asociate,, cuprinde un domeniu larg de curenți, cu volume mici , de uleiuri și gaze esențiale.Datorită naturii lor acești curenți reziduali sunt cei mai acceptabili.

O bună abordare, referindu-ne la tratarea apelor și finalizarea procesului de tratare, necesită utilizarea lichidelor similare cu lichidul de forare care formează cea mai mare sursă reziduală. Aceste fluide conțin o mare varietate de substanțe chimice și materiale naturale.Datorită prezenței acestor constituenți, reziduurile necesită o evacuare corespunzatoare.

Cantitatea cea mai mică de curenți reziduali din procesul de extracție a uleiului și gazului este provenită din drenaj, solidele aduse pe suprafețele de ulei și gaz ( se creează nisip) precum și reziduurile casnice și sanitare.

Platforma de drenaj

Drenajul de pe site-ul de producție sau drenajul de punte constituie o preocupare specială.Când apa provenită de la ploile torențiale sau provenită de la curățarea echipamentului vine în contact cu suprafețele uleioase, apa se contaminează și trebuie tratată și evacuată.

Fluidele pot conține ulei provenit din echipament, reziduuri din operațiile de curățare și substanțe chimice din procesele de tratare.

Câteva locații vor colecta drenajul de la site-ul de producție, tratat separat într-un rezervor și apoi evacuat, în timp ce alte locații pot combina apa cu cea reziduală și apoi evacuate .

Producerea nisipului

Producerea nisipului constă în acumularea solidelor formate și a altor particule generate în timpul procesului.

Nisipul care este separat din apa produsă trebuie să fie eliminat în mod corespunzător.

Asemănător cu nisipul eliminat în timpul procesului de foraj,acest nisip este deseori contaminat cu ulei și urme de metal sau alți constituienți naturali. Cantitatea va varia în funcție de procesul de manipulare și separare utilizat.

Cele mai multe operațiuni de gaz și țiței includ rezervoare pentru stocarea temporară de țiței sau gaz natural lichid și/sau apă produsă.În timp ce sunt stocate,mici particule solide care au fost conținute în lichid se depun formând nămoluri în partea de jos a rezervorului.

Aceste depuneri de pe fundul rezervoarelor pot fi eliminate periodic.Unele rezervoare necesită curățarea de câteva ori pe an,altele necesită o curățare la fiecare 10 ani.Nevoia pentru curățarea de rezervoare,ca urmare a deșeurilor generate este dependentă de caracteristicile fluidelor care sunt eliminate.

Pentru că sunt eliminate din rezervoare de stocare a hidrocarburilor,depunerile de pe fundul rezervoarelor sunt susceptibile să conțină cantități mici de țiței și alte componente.

Deși multe componente de țiței sunt separate de apă cu ușurință,unele componente și impurități ale apei solubile sunt dificil de îndepărtat.

Unele substanțe pot fi găsite în concentrații mari,inclusiv clorura de sodiu,calciu,magneziu și potasiu.

Altele găsite sunt :

-compuși organici :benzen,naftalina,toluen ;

-compuși anorganici :plumb ,arsenic,bariu,sulf,zinc ;

-radionuclizi :uraniu,radiu,radon.

Aceste concentrații de poluanți vor varia considerabil în funcție de locație și de gradul de tratare al apei.

Riscurile legate de poluarea apei produsă datorită managementului diferit al apei pentru operațiunile de pe uscat și în larg sunt tratate separat.

Operațiunile de pe uscat

Pot prezenta un risc pentru mediul înconjurător dacă este produsă de apa cu o concentrație mai mare de sare care nu este gestionată corespunzător.Concentrația de sare în apă variază.În unele zone apa conține un nivel scăzut de sare,apa putând fi utilizată pentru irigare sau adăparea animalelor.

Introducerea metalelor și compușilor organici din apa produsă sunt de asemenea un motiv de îngrijorare.Cu toate acestea peste 90% din apa de pe uscat este injectată pentru o mai buna recuperare/eliminare.

Operațiunile din larg

Pot avea un impact imediat asupra împrejurimilor din zona platformei,dacă efluenții apei produse nu sunt tratați corespunzător și evacuați.

Concentrația de metale,radionuclizi,reziduuri de ulei în apă poate fi mai mare decât concentrația apei din jur.

Cu toate acestea,impactul este redus semnificativ la distanțe mai mari de la fântână.

Emisiile atmosferice

Există mai multe surse de emisii în aer în procesul de producție.Scurgerile de la țevi,supape,rezervoare vor elibera compuși organi volatili(COV).Când gazul natural produs din puț nu este vândut sau folosit pe moment,el este ars,prin urmare rezultă monoxid de carbon,oxizi de azot și eventual dioxid de sulf.

În final producția implică folosirea de mașini ,pompe,încălzitoare care necesită motoare cu ardere de combustibil.Emisiile provenite de la acestea includ oxizi de azot,oxizi de sulf,ozon,monoxid de carbon și particule.

Emisiile de gaze naturale de la instalațiile de prelucrare sunt mai mari decât în domeniul de producție datorită unei scări mai mari a concentrației de echipamente.

Chiar și la instalațiile de gaz majoritatea motoarelor sunt alimentate cu gaz și energie electrică.

Principalii poluatori atmosferici sunt:

• COV

• Compusii sulfului (SO2, SO3, H2S,)

• Compusii azotului (NOx, N2O,)

• Compusii rezultati in urma arderii incomplete (CO)

• Pulberile.

Întreținere

Acest proces necesită multe intrări și produce rezultate similare ca procesul de foraj.De asemenea rezultă emisii din arderea combustibililor .

Procesul produce și alți poluanți dintre care unii sunt toxici.Compușii obișnuiți apar în apa produsă,atunci când se reia producția,sau în cazul curățirii fluidelor sau pot fi vărsați de la echipamentele de la suprafață.

Scala cere eliminarea acizilor puternici cum ar fi acidul clorhidric.Scala este în principal formată din sodium,calciu,clorură și carbonat.Cu toate acestea pot fi prezente urme de contaminanți cum ar fi bariu,stronțiu,radiu.

De asemenea,inhibitorii de coroziune și stimulare sunt spălați bine.Vaporii de solvenți de curățare poate produce emisiile gazoase,vopseaua și solvenții de curățare cu ulei suspendat și grăsime trebuie eliminate în mod corespunzător și containerele de vopsea trebuie eliminate corespunzător ca un solid.

Sursele potențiale de poluare a factorilor de mediu în cazul exploatării zăcămintelor de țiței și gaze sunt prezentate în tabelul de mai jos. Surse potențiale de poluare:

3.3. Deșeuri/pierderi :caracteristici

Principalele deșeuri rezultate din procesul de extracție sunt deșeuri lichide,nămol și compuși organici volatili.

Deșeul de foraj poate fi unul de apă dulce,apă sărată(clorură de potasiu sau clorură de sodiu) sau sisteme pe bază de ulei invertit.

Uleiul invertit poate conține până la 50% în volum,motorină.

Deșurile de foraj pot conține noroi de foraj(bentonită),aditivi,lubrifianți,motorină sau diverse deșeuri care sunt rezultate din activitatea de foraj.

Deșeurile suplimentare din procesul de foraj folosite includ uleiuri,substanțe chimice,biologice și compuși toxici.

4. Posibilități de prevenire și control al poluării

Cea mai bună metodă de reducere a poluării este prevenirea ei.Câteva companii au creat tehnici de prevenire a poluării care îmbunătățesc eficiența și ridică profitul, minimizând în același timp impactul asupra mediului înconjurator.

Acest lucru poate fi realizat în diverse moduri, precum reducerea de material de intrare, re-ingineria proceselor prin reutilizarea bio-produselor, îmbunatățirea practicelor manageriale, utilizarea substituenților chimicalelor toxice.

Planurile manageriale

Posibilitățile de prevenție a poluării sunt mai eficace atunci când sunt coordonate prin intermediul unui plan managerial.

Exploatarea uleiurilor si gazelor

Câteva abordări sau tehnologii pot fi utilizate de companiile de exploatare pentru o forare cât mai eficienta și maximizarea procesului de recuperare a uleiului și gazelor naturale.

1.Selectarea site-ul de forare

Volumul reziduului de forare este direct legat de numărul sondelor de forare.Dacă numărul de sonde sterile uscate poate fi minimizat atunci volumul total de reziduu va fi redus.

Modelarea software.În prezent sunt disponibile noi modele software care transformă informațiile seismice în modele de formații subterane.

Departamentul de Energie U.S. a creat câteva programe semnificative pentru industria de extracție a uleiurilor și gazelor.Programe precum BOAST și MASTER pot fi utilizate deja în producerea modelului de curgere pentru determinarea celei mai bune abordări în recuperarea efluenților secundari și terțiari.

Senzorul de iod

Evidențele empirice subliniază faptul că concentrațiile neobisnuite de iod de pe suprafața pământului sunt asociate cu fisurile formațiilor subterane de petrol.Acest proces este ,încă, în stadiul experimental, analizele de suprafață geochimice putând fi executate pentru testarea prezenței concentrațiilor neobișnuite de iod, care indică la rândul lor prezența uleiului sau a gazului.

Testul de iod poate fi utilizat în combinație cu procesul tradițional seismic pentru determinarea site-ul favorabil pentru forare.

Testele de măsurare seismic pentru formațiile geologice pot conține cantități mari de ulei sau gaz, dar nu pot detecta direct aceste produse. În schimb, nivelele ridicate de iod pot indica faptul că petrolul este prezent, dar nu pot determina structurile geologice favorabile pentru extracție.

2.Construirea site-ul de forare

Măsurile care pot fi realizate pentru reducerea impactului asociat cu cursul apei torențiale pot fi aplicate tuturor aspectelor legate de exploatarea uleiului si a gazului.

Mai jos sunt descrise câteva din aceste măsuri:

-reducerea expunerii de materiale, precum: fluide de forare și alte chimicale depozitate de site în caz de ploaie torențială sau scurgeri de apă.

Acest lucru poate fi realizat prin depozitarea materialelor într-un trailer sau acoperirea lor cu o prelată.

-utilizarea celor mai bune practici manageriale.

-asigurarea materialelor adecvate și echipamente disponibile pentru controlarea vărsării în scopul împiedicării contaminării apei de ploaie.

3.Analizele adâncimii de forare

Recent,au fost evidențiate câteva tehnologii care permit analiza corectă a comportării formației de ulei și gaz prin intermediul unui echipament de forare.

Tehnologia ajută foarte mult în reducerea numărului de sonde de forare.

Descrierea sondelor de forare

Procesul de forare:

1.Sistemul de forare în sistem închis

Atunci când sonda de forare va fi plasată la mică adâncime și nu va întalni o zona de presiune neobisnuită, atunci va fi utilizat un sistem închis pentru forarea fluidelor.

În cazul site-ul de forare convențional, fluidul este circulat prin puț, apoi depozitat într-un rezervor săpat aproape de sondă.

Aceste rezervor este construit înainte de începerea procesului de forare și trebuie închis foarte bine atunci când forarea este completă.

De asemeni, deoarece rezervorul poate elibera nivele ridicate de COV pot exista scurgeri de lichid pe suprafețe sau în apa subterană, ducând la creșterea riscului de afectare a mediului și la riscuri financiare.

În sistemul în ciclu închis, rezervorul este înlocuit cu o serie de tancuri de depozitare.Aceste tancuri reprezintă un cost adițional, dar reduc cantitatea eliberată în mediul înconjurator și rezultatele sunt mult mai eficiente.

2.Construirea rezervorului

Dacă sistemul în ciclu închis a fluidului nu este utilizat pentru fluidele de forare, altă abordare poate fi utilizarea rezervorului în forma de ,,V,, în locul unui rezervor tradițional rectangular.

Deoarece fluidul trebuie să curgă pe toată lungimea rezervorului, acest design previne formarea nămolului din canalul natural între punctul de descărcare și punctul de aspirare și reducerea cantității de apă necesară adaugată pentru menținerea trăsăturilor caracteristice a fluidelor.

În același timp, deoarece forma în ,,V,, a rezervorului este lungă și strâmtă, este mult mai ușor de construit și lasă o mica ,,aprentă,, pe site.

3.Substituția aditivilor fluidului de forare

Câțiva aditivi tradiționali sunt toxici și necesită o grijă specială în evacuarea lor.

În consecință au fost dezvoltați cățiva substituenți ce înlocuiesc unele din cele mai toxice substanțe.Acestea includ:

-înlocuirea dispersanților cromo-lignosulfonate cu polimeri cromo-free lignosulfonate și polizaharide;

-utilizarea aminelor în locul pentaclorofenolilor și paraformaldehidei ca agenți;

-lubrifierea cu ulei mineral în locul uleiurilor diesel.

Acești substituenți pot minimiza toxicitatea reziduurilor și reduc riscurile și costurile asociate evacuării de fluid.

4.Balanța de materiale și monitorizarea sistemului cu nămol

Dispozitivele de monitorizare pot fi utilizate pentru verificarea reducerii nivelului de fluid sau verificarea modificării caracteristicilor de fluid.

Aceste dispositive pot reduce necesitatea adăugării de apă și aditivilor în fluid, reducând costurile și reziduurile asociate cu forarea lichidului.

5.Îndepărtarea solidelor din fluidele de forare

Îndepărtarea cu grijă a solidelor poate reduce necesitatea de diluare sau înlocuire a lichidului de forare.

6. Picăturile Polycrystaline Diamond Compact (PDC)

Picăturile PDC au devenit viabile comercial acum un deceniu și sunt cele mai durabile cifre binare disponibile.

Picătura este în primul rând oțelul legat de butoanele de diamant. Datorită durabilității lor, companiile pot economisi aproximativ 1 milion de dolari pe sondă.

7.Forarea orizontală

Formațiile tipice de ulei și gaze naturale au un mic profil vertical ( limitate la un domeniu îngust de adâncime) dar sunt răspândite pe o suprafață mare orizontală.

Forarea orizontală este costisitoare, deoarece sunt necesare echipamente sensitive geologice și atenție constantă la punerea în aplicare.

8.Reutilizarea fluidelor de forare

Fluidul de forarea este adesea evacuat când procesul este încheiat, și apoi se utilizează ca lichid proaspăt pentru puțurile alăturate.

Procesul de filtrare a permis recondiționarea fluidului de forare, în așa fel încât el este utilizat în mai multe etape de forare.

9.Întreținerea preventivă și scurgerile din container

Motoarele, tancurile și alte echipamente utilizate în procesul de forare pot prezenta scurgeri de ulei lubrifiant.

Contaminarea solului și generarea reziduurilor pot fi evitate prin realizarea unor controale preventive de întreținere și instalarea dispozitivelor de depistare a scurgerilor.

10.Controlul inventarului

Pe site-ul de exploatare pot exista volume excesive de chimicale și materiale. Urmărind inventarul de chimicale și material, în special prin folosirea programelor de calculator,un operator poate folosi cele mai eficinte materiale reducând astfel reziduurile.

Producția de țiței

Procesul de separare

O nouă procedură ce face posibilă minimizarea motorizării este separarea și pomparea apei reziduale în adâncime, fără scoaterea ei la suprafața.

În formațiile unde uleiul sau gazul este despărțit, pot fi realizate două perforații în puț; uleiul este îndepărtat printr-o perforație și transportat la suprafață, și apa este îndepărtată prin cealalată perforație și injectată într-o zonă de evacuare.

Într-o altă metodă, se utilizează o hidrociclonă în adâncimea puțului pentru a separa apa provenită de la orice ulei sau gaz, prin intermediul forței centrifuge.

În cazul sondelor de gaz, se poate utiliza doar forța gravitaționala pentru îndepărtarea unei cantități importante de apa.

Managementul procesului de filtrare al apei

Multe sonde conțin filtre pentru îndepărtarea reziduurilor înainte de injectarea apei în sonda subterană.

Deoarece apa poate conține cantități variate de componenți fitrabili, filtrele trebuiesc schimbate regulat.Multe sonde înlocuiesc filtrele la intervale fixate de timp, de exmplu 2 luni.

Conditionarea gazului natural

-reducerea vitezei de circulare a glicolului;

Glicolul este utilizat pentru îndepartarea apei din gazul natural.În același timp , sunt eliminate și cantități de metan și COV proporționale cu cantitatea de glicol circulate prin sistem.Aceste cantități de metan și COV sunt îndepărtate din glicol în timpul procesului de recondiționare.

Pentru realizarea calculelor este de necesar determinarea ritmului de curgere minim.O bună abordare se poate realiza pe următoarele fronturi:

-mai puțin metan pierdut în atmosferă;

-mai puțin glicol necesar;

-îmbunătățirea eficienței unității de deshidratare;

-utilizarea pompelor cu mai puțin combustibil;

-ajustarea dispozitivelor pneumatice;

Pentru operațiile de presurizare se utilizează dispositive pneumatice pentru reglarea presiunii, controlul valvelor și echilibrarea nivelului de lichid.

-energia eficientă;

În sondele unde presiunea naturală este insuficientă pentru ridicarea produsului la suprafață, este posibilă instalarea unui dispozitiv mic în adâncimea puțului pentru a amortiza costurile unui echipament de pompare și injectare.Dispozitivul poate conduce la reducerea consumului de energie în alte sonde.

-reducerea reziduurilor solide;

Când uleiul este adus pentru prima dată la suprafață, particule fine, uleiul și apa formează un nămol ce se sedimentează în rezervoarele de depozitare și echipamentul de separare.

Sunt două modalități de abordare pentru minimizarea pierderii de produs:

-Prevenirea formării nămolului și tratarea nămolului pentru recuperarea uleiului.

Două metode semnificative pot minimiza formarea nămolului în rezervoarele de depozitare.Prima metodă, instalarea pompelor de recircularea în rezervoarele de depozitare și a doua metodă este eliminarea contactului cu aer a uleiului în rezervorul de depozitare reducând formarea nămolului.Oxigenul poate juca un important rol în formarea nămolului, și minimizarea introducerii oxigenului atmosferic poate reduce nivelul de nămol.

Procedurile de întreținere;

Inițierea cu mare a grijă a planului de întreținere poate reduce cantitatea de material necesare, și reducerea, în consecință, a reziduurilor.

-Prevenirea acumulării parafinii

Zidurile de parafină din echipamentul de producție, în special în cazul sondelor vechi, reprezintă o grijă serioasă, și atunci când acele ziduri de parafină nu sunt tratate pot provoca distrugeri în echipamentul de pompare .

O posibilă soluție este instalarea unui dispozitiv de condiționare magnetic fluid care creează permanent un puternic câmp magnetic în jurul pompei.

Dispozitivul necesită un semnificativ capital de investiție, fiind necesar pentru fiecare sondă în parte.

-nivelul înalt de alarmă;

Alarma este un dispozitiv care ajută foarte mult în detectarea scăpărilor sau pierderilor de produs.Echipamentul poate fi repornit numai manual.

-tratamentul microbial al apei.

Procesul de separarea a uleiului de apă nu este complet eficient, concentrațiile de ulei pot fi de cel puțin 10 ppm.Acest ulei poate înfunda evacuarea sondelor și să sporească costurile de electricitate pentru că pompele de injecție trebuie să lupte împotriva unei presiuni ridicate.

Dacă uleiul mănâncă microbii prezenți în apă, conținutul de ulei poate să se reducă, iar înfundarea pompelor de injectare este din ce în ce mai puțin frecventă.

5.Cele mai bune tehnici disponibile(BAT) pentru industria extractivă de țiței și gaze naturale

Recomandările Celor Disponibile BAT:

– identificarea și implementarea programelor educaționale și de instruire pentru personalul din cadrul societății;

– înregistrarea consumului de apă și energie, cantitățile de substanțe chimice folosite la prepararea fluidului de foraj;

-deținerea unei proceduri de urgență pentru abordarea incidentelor și emisiilor neplanificate;

– implementarea unui program de reparație și întreținere, care să asigure că structura și echipamentul de lucru se află într-o bună stare de funcționare, iar instalațiile sunt păstrate curate.

protecția calității apelor:

– săparea primului interval în zona pânzelor de apă freatică se va face cu fluide de foraj nepoluante;

– se va proceda la impermeabilizarea suprafeței solului din interiorul careului, baraca de chimicale, dalarea platformei tehnologice și a drumului interior;

– platforma tehnologică va fi prevăzută cu pantă de scurgere longitudinal și transversal, care converg către șanțul de colectare scursori;

– pentru colectarea apelor pluviale care cad în interiorul careului și a celor reziduale, se va executa un șanț pereat cu plăci de beton racordat la o habă de decantare de 6 mc, montată îngropat, hidroizolată;

– detritusul rezultat în urma lucrărilor de foraj se va colecta în habă metalică de 40 mc, montată la 1m adîncime;

– amenajarea de șanțuri pentru preluarea și dirijarea apelor pluviale provenite din exteriorul careului sondei, pe șanțurile care însoțesc drumul de acces sau pe panta naturală a terenului.

Apa reziduală

Recomandările BAT sunt:

• Separarea apei de proces de apa pluvială necontaminată și de alte eliberări de apa

necontaminată. Dacă amplasamentele existente nu realizează inca separarea apei, se poate

instala – cel puțin partial – daca sunt realizate modificări majore pe amplasament;

• Separarea apei de proces în funcție de cantitatea contaminantă;

• Instalarea unui acoperiș deasupra ariilor posibil contaminate, daca este fezabil;

• Instalarea sistemelor de drenare separate pentru arii cu risc de contaminare, incluzând pompe de captare a pierderilor prin scurgere sau prin deversare;

• Instalarea capacității de retenție pentru cazurile defectelor în funcționare și pentru apa de la stingerea incendiilor corespunzător rezultatelor evaluării riscului.

protecția calității aerului

– pe perioada execuției lucrărilor vor fi întreprinse măsuri pentru prevenirea și reducerea poluării atmosferei cu pulberi, praf și noxe chimice prin transportul și manipularea adecvată a materialelor folosite în procesul de forare;

– executarea forajului se va face cu instalații de foraj acționate de motoare electrice, nepoluante atunci când este posibil;

– se va realiza asigurarea sondei împotriva unor erupții sau manifestări prin montarea la gura puțului a sistemelor de etanșare și instalațiilor de prevenire a erupțiilor corespunzătoare presiunilor estimate.

Gazul rezidual

BAT înseamnă:

• Reducerea fluxului de gaz la unitatea de control prin închiderea surselor de emisie dacă aceasta este fezabil;

• Prevenirea riscului de explozie prin:

– Instalarea unui detector de flăcări în interiorul sistemului de colectare când riscul

apariției unui amestec inflamabil este semnificant;

• Instalarea adecvată a echipamentului pentru prevenirea aprinderii amestecurilor inflamabile de gaz-oxigen sau pentru a reduce efectele acesteia.

protecția solului și subsolului

– se va executa decaparea solului fertil de pe suprafața careului la începutul lucrărilor de foraj și depunerea acestuia într-un depozit de sol vegetal;

-pe perioada lucrărilor de foraj, solul din interiorul careului se va proteja prin impermeabilizarea suprafeței respective, dalarea platformei tehnologice și a drumului interior cu dale montate pe un strat de pietriș;

-după încheierea lucrărilor de foraj se vor realiza lucrări de reconstrucție ecologică a solului:excavarea și transportul solului poluat, acoperirea cu solul vegetal din depozit sau cu pămînt de împrumut, refacerea echilibrului ionic în sol prin lucrări de ameliorare specifice: arături, administrarea de îngrășăminte chimice;

-deșeurile de orce natură se vor depozita numai în locuri special amenajate, cele recuperabile vor fi predate la unități autorizate, iar detritusul va fi transportat și depozitat în depozite conforme, autorizate;

– refacerea vegetației în zona careului, pe baza unui studiu special întocmit, după aplicarea măsurilor de reabilitare a solului, prin plantare cu specii forestiere adecvate.

prevenirea riscurilor producerii unor accidente

– execuția lucrărilor se va face cu respectarea riguroasă a proiectului;

– se vor respecta măsurile cuprinse în planurile de intervenție în caz de accidente, avarii ce pot avea impact major asupra sănătății populației și mediului înconjurător;

– se vor lua măsuri pentru prevenirea accidentelor prin:

– efectuarea probelor de presiune înainte de începerea lucrărilor de foraj ;

– verificarea etanșeității habelor pentru depozitarea fluidului de foraj;

– păstrarea curățeniei în careul sondei și depozitarea materialelor chimice în condiții de siguranță, în locuri special amenajate;

– se interzice deversarea fluidelor de foraj și a altor reziduuri pe alte terenuri decât în locurile special amenajate;

– forajul propriu-zis, operatiunile de carotaj și perforare, punerea în producție și exploatare, precum și orice fel de operații în gaura de sonda, se vor executa numai cu instalații de stopare a erupțiilor, montate corect și complet și menținute permanent în stare de funcționare;

– se va asigura rezerva de fluid de foraj și materiale de îngreunat conform regulamentelor în vigoare

6.Beneficiile aplicării prevenirii poluării și a BAT

O bună abordare a acestor aplicări se poate realiza pe următoarele fronturi:

-realizarea protecției calității apei,aerului,solului și subsolului;

-reducerea cantității de metan pierdut în atmosferă;

-evitarea contaminării solului și generării reziduurilor prin realizarea unor controale preventive de întreținere;

-minimizarea formării nămolului în rezervoarele de depozitare;

-protecția vegetației și faunei din zonă;

-prevenirea riscului de explozie;

-reducerea consumului de energie;

-reducerea la maxim a emisiilor COV prin folosirea unor tehnici de curățare care să permită acest lucru.

7.Reglementări naționale și internaționale pentru prevenirea poluării

Pe toată durata execuției și funcționării obiectivului se vor respecta prevederile:

1.Directiva IPPC 96/61/EC;

2.Ordonanța de urgență nr.152/2005 privind prevenirea și controlul integrat al poluării;

3.Directiva 2008/1/CE a Parlamentului European și a consiliului privind prevenirea ș controlul integrat al poluării;

4.Directiva-cadru privind calitatea aerului(96/62/EEC);

5.Directiva 97/271/EEC privind evaluarea impactului asupra mediului;

6.Ordonanța de urgență nr.195-22/12/2005 privind protecția mediului;

7.Legea nr 265-29/06/2006 pentru aprobarea Ordonanței de urgență a Guvernului nr.195/2005 privind protecția mediului;

8.Hotărârea nr 1403-19/11/2007 privind refacerea zonelor în care solul,subsolul și ecosistemele terestre au fost afectate;

9.Hotărârea nr 1408-19/11/2007 privind modalitățile de investigare a poluării solului și subsolului;

10.Ordonanța de urgență nr.164-19/11/2008 pentru modificarea și completarea Ordonaței de urgență a Guvernului nr 195-2005 privind protecția mediului;

11.Legea 655/2001 de aprobare a Ordonanței de urgență a Guvernului 243/2000 privind protecția atmosferei;

12.Ordinul 756/1997-Ordin de MAPPM pentru aprobarea Reglementării privind evaluarea poluării mediului;

13.Legenr. 645 din 7 decembrie 2002 pentru aprobarea Ordonanței de urgență a Guvernului nr. 34/2002 privind prevenirea, reducerea și controlul integrat al poluării.

14. Directiva 2003/35/CE privind evaluarea efectelor anumitor proiecte publice și private asupra mediului

15. OUG nr. 152/2005 privind prevenirea și controlul integrat al poluării, aprobata prin Legea 84/2006 (MO 327/11.04.2006).

8.Bibliografie

1.Ioachim Gr.,Popa C „Exploatarea zăcămintelor de țiței” ,Editura Tehnică 1979

2.Popescu C. Coloja M. .”Extracția țițeiului și gazelor asociate” vol I Editura Tehnică 1993;

3.Epa Office of Compliance Sector Notebook Project Profile of the oil and gas extraction industry;

4. Petre, N., Chițu, P. Extracția țițeiului prin pompaj cu prăjini, Editura Tehnică. 1986.

5. Anastasiu, B. Vasile, Purcel, A. Practica extracției țițeiului, Editura Tehnică, 1971

8.Bibliografie

1.Ioachim Gr.,Popa C „Exploatarea zăcămintelor de țiței” ,Editura Tehnică 1979

2.Popescu C. Coloja M. .”Extracția țițeiului și gazelor asociate” vol I Editura Tehnică 1993;

3.Epa Office of Compliance Sector Notebook Project Profile of the oil and gas extraction industry;

4. Petre, N., Chițu, P. Extracția țițeiului prin pompaj cu prăjini, Editura Tehnică. 1986.

5. Anastasiu, B. Vasile, Purcel, A. Practica extracției țițeiului, Editura Tehnică, 1971