Катионообменные свойства залежного бурового шлама района нефтедобычи Среднего Приобья

В течение долго времени Ханты-Мансийский автономный округ является одним из основных районов добычи нефти и газа в Российской Федерации. Здесь добывается около 65% нефти в РФ. В результате, площадь нефтезагрязненных земель на данной территории оценивается в 40 тыс. га.

В настоящее время, ввиду активной разработки нефтегазовых месторождений, актуален вопрос рекультивации и использования буровых шламов (БШ), являющихся отходом промышленного бурения скважин. Предприятия, ведущие буровые работы, не всегда выполняют правильную утилизацию шлама: в некоторых случаях буровые отходы складируются на поверхности почвы, вызывая её загрязнение и распространение загрязняющих веществ по элементам ландшафта. В случае доста- точно старого (несколько лет) отвала шлама есть вероятность его самоочистки, по крайней мере, частичной. В связи с чем, существует возможность использования отвала в качестве субстрата для выращивания растений либо в других отраслях хозяйства.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являются образцы, отобранные с площадки несанкционированного отвала бурового шлама в районе реки Вах, недалеко от промзоны г. Нижневартовск, Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. Образцы были отобраны с трёх глубин (0-10, 10-30, 30-60 см) на полигоне вывала – точки 2, 6, 7, 9, 10-17, 19-23, 26-28, 31, 34 на фото 1. В качестве фоновых были взяты образцы почв за пределами полигона (точки 63, 66, 68 на рисунке).

Рисунок. Спутниковый снимок территории отвала бурового шлама с точками отбора

Определение величин рН проводилось потенциометрически в водных вытяжках при соотношении 1:2,5. Содержание нефти в образцах БШ определялось методом инфракрасной спектроскопии. Состав обменных оснований в образцах БШ и фоновых почвах определялся методом Пфеффе-ра [1]. Количественное определение металлов проводилось методом оптикоэмиссионной спектрометрии. Определение величин ЕКО стандартной проводилось методом Бобко-Аскинази [1]. Определение величин ЕКО полной проводилось методом Мелиха [2].

Результаты исследования и обсуждение

В соответствии с полученными данными, значения pH водной вытяжки исследованных образцов отвала БШ варьирует от 5,88 до 8,45. Величины рН фоновых образцов имеют значения от 5,96 до 7,09. Подщелачивание среды в образцах отвала обусловлено присутствием в составе бурового шлама извести и каустической соды [3]. Из литературных данных известно, что рН для переработки бурового шлама при внесении в почву должен составлять не более 7,8 - 8,0 [6]. В большей части образцов это условие соблюдается.

Содержание кальция в БШ составляет от 1,331 до 4,331 ммоль(экв)/100 г, для фоновых образцов значения достигают величин от 1,719 до 4,296 ммоль(экв)/100 г, в целом, отличия в значениях невелики. Содержание магния и калия в отвале БШ имеет варьирование от 0,243 до 0,793 и от 0,113 до 0,651 ммоль(экв)/100 г соответственно, с другой стороны, наблюдаются меньшие значения в содержании этих элементов в фоновых образцах - от 0,045 до 0,202 и от 0,115 до 0,215 ммоль(экв)/100 г соответственно. Содержание обменного натрия в отвале БШ варьирует от 0,089 до 0,580 ммоль(экв)/100 г, тогда как в естественных почвах данной природной зоны обменный натрий практически отсутствует [4]. Таким образом, из обменных оснований в поглощающем комплексе отвала бурового шлама преобладает кальций, далее идут магний и калий, их содержание близ- кое, и наименьшим содержанием характеризуется натрий. В отношении всех обменных катионов, кроме кальция, наблюдается их повышенное содержание по сравнению с нативными почвами, что можно объяснить привносом дополнительного количества катионов с буровыми растворами.

Значения ЕКО стандартной в образцах отвала БШ варьируют от 1,148 до 5,435 ммоль(экв)/100 г, в образцах нативных почв значения ЕКО стандартной изменяются в пределах 0,648-8,837 ммоль(экв)/100 г. Значения ЕКО полной в образцах отвала БШ варьируют от 2,703 до 6,565 ммоль(экв)/100 г, в фоновых образцах значения ЕКО полной достигают величин от 4,461 до 9,908 ммоль(экв)/100 г. При сравнении стандартной и полной ЕКО можно заметить, что в их значениях отличия, в целом, невелики. Данное положение может быть связано с тем, что пленки, образующиеся в результате влияния НП, могут блокировать сорбционные центры и занижать значения ЕКО полной.

Содержание нефти в образцах БШ составляет от 135 до 21696 мг/кг, что по нормативным документам [5], для показа- ствует в основном «очень высокому» (> 5000 мг/кг).

В целом, по изученным показателям, БШ исследуемого полигона вполне приго- ден для рекультивации и выращивания растений без предварительного кардинального изменения состава ППК.

Явных закономерностей распределения исследуемых показателей по рассматриваемому полигону складирования БШ обнаружено не было. При разработке мероприятий по рекультивации полигона необходимо учитывать, что, в случае проведения распашки и разравнивания поверхности полигона произойдет усреднение всех показателей, оценка которых была проведена в настоящей работе. В целом, показатели ионообменного состояния материала БШ изучаемой территории говорят о возмож- ности использования этого материала как непосредственно для рекультивации на месте, так и для использования данного материала в иных рекультивационных целях. Проблемой является повышенное содержание нефтепродуктов. Таким образом, перед использованием БШ данного полигона, необходимо снизить содержание нефти в его составе.

теля уровня загрязнения земель соответ-