Тюменский индустриальный

СЕКЦИЯ «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ 
БЕЗОПАСНОСТЬ» 
УДК 504.064.2; 504.054 
ГАЕВАЯ Е.В., ТАРАСОВА С.С., ДРУЗЬ Д.П., БЫЦКО А.А.
 
ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
БУРОВЫХ ОТХОДОВ 
Гаевая Е.В., канд. биол. наук, доцент кафедры техносферной безопасности, 
[e-mail]. 
Тарасова С.С., аспирант, [e-mail]. 
Друзь Д.П., бакалавр, [e-mail]. 
Быцко А.А., бакалавр, [e-mail]. 
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
Аннотация. 
При бурении скважин с использованием материалов и химических 
реагентов (буровых растворов), имеющими различную степень опасности для 
окружающей природной среды (III-IV класс опасности), на дневную поверхность 
выносятся отходы бурения. Цель работы – изучить химико-токсикологические свойства 
отходов бурения, образованные в процессе строительства нефтедобывающих скважин с 
применением солевого раствора на водной основе. Тестируемый отработанный буровой 
раствор солевого типа оказывает острое токсическое воздействие на биологические тест 
объекты, класс опасности для окружающей природной среды III, что связано с высоким 
содержанием хлорид-ионов (71 087 мг/кг). Буровые сточные воды и буровой шлам 
относятся к IV классу опасности для окружающей среды.
 
Ключевые слова: 
буровой шлам, токсичность, нефтепродукты
 
Техногенное воздействие на объекты природной среды связано с 
технологическими процессами добычи предприятий нефтяной и газовой 
промышленности, поэтому вопросы охраны окружающей среды для 
данной отрасли имеют важное значение. Немалую роль в негативном 
влиянии на природную среду играют процессы строительства скважин. 
[1,2]. 
Значительную долю процессе разработки скважин составляют 
отходы буровых работ –буровые растворы отработанные, воды сточные 
буровые и шлам буровой, которые могут содержать в своем составе 
широкую гамму вредных веществ для окружающей среды[3]. 
Цель работы – изучить химико-токсикологические свойства буровых 
отходов, образованных в процессе строительства нефтедобывающих 
скважин с применением солевого раствора на водной основе. 
Исследования проводились в лаборатории на базе кафедры 
техносферной безопасности 
и аккредитованной 
испытательной 
лаборатории.
296 

---

В процессе бурения, происходит трансформация исходных 
компонентов в отходы бурения. Буровые сточные воды образуются при 
бурении скважин, при охлаждении штоков насосов, обмывке резьбовых 
соединений бурильных труб, очистке сеток вибросит, а также при мойке 
оборудования и производственных площадок. Физико-химический состав 
буровых сточных вод изменяется в широких пределах, как на разных 
буровых установках, так и в процессе бурения одной и той же скважины 
[4].
Буровой раствор
отработанный
содержит в себе органические 
соединения и водорастворимые соли. Аварийный сброс отработанных 
буровых растворов на территорию буровой площадки, оказывает 
негативное воздействие на растительность и поверхностные воды. 
Буровой шлам представляет собой естественный природный 
материал, извлеченный из недр земли на поверхность, и может содержать 
различные минералы, опасные и безопасные для земной биосферы. При 
определенном стечении обстоятельств такой шлам может оказаться 
опасным для окружающей среды [5].
Химический состав буровых сточных вод, бурового шлама и 
отработанного бурового раствора представлен в таблице 1, 2 и 3.
Таблица 1 
Химический состав буровых сточных вод 
Объект исследования 
pH ед Нефтепродукты 
мг/дм
3
Хлорид-
ион, 
мг/дм
3
Сульфат-
ион, 
мг/дм
3
Карбонат-
ион, 
мг/дм
3
Буровые сточные воды 
7,52 
2,28 
>10000 
1,0 
<6,0 
Химический анализ буровых сточных вод показал, что реакция 
среды была 7,52 ед. рН, что характерно для слабощелочной среды. 
Концентрация нефтепродуктов составила 2,28 мг/дм
3
, сульфат-ионов – 1,0 
мг/дм
3
. Содержание хлорид-ионов и карбонат-ионов было менее 10000,0 
мг/дм
3
и 6,0 мг/дм
3
соответственно. 
Таблица 2 
Химический состав бурового шлама 
Объект исследования pH ед Нефтепродукты 
мг/кг 
Хлорид-
ион, 
мг/кг 
Сульфат-
ион, 
мг/кг 
Карбонат-
ион, 
ммоль/100 г 
Буровой шлам 
7,7 
1700,0 
6568,0 
93,0 
2,0 
Анализ бурового шлама показал, что водородный показатель 
составил 7,7 ед.рН (слабощелочная среда). Значения нефтепродуктов 
находились на уровне 1700 мг/кг, хлорид-ионов 6568 мг/кг, сульфат-ионов 
93 мг/кг и карбонат-ионов – 2,0 ммоль/100г. Буровой шлам по содержанию 
солей можно отнести к слабозасоленному грунту. 
297 

---

Таблица 3 
Химический состав отработанного бурового раствора
Объект исследования 
pH ед Нефтепродукты 
мг/кг 
Хлорид-
ион, 
мг/кг 
Сульфат-
ион, 
мг/кг 
Карбонат-
ион, 
ммоль/100 
г 
Отработанный буровой 
раствор 
7,41 
5700,0 
>20000,0 
292,0 
>10,0 
Результаты исследований отработанного бурового раствора 
показали, что водородный показатель относился к нейтральной среде (7,41 
ед. рН). Концентрация нефтепродуктов составила 5700 мг/кг. Характерным 
признаком солевого раствора является высокое содержание хлорид-ионов 
в количестве более 20 000 мг/кг, сульфат-ионов – 292 мг/кг, карбонат-
ионов более 10 ммоль/100 г.
Степень токсического действия буровых отходов зависит от их 
состава и свойств, которые в значительной степени определяются 
характеристиками бурового раствора. Токсичность буровых отходов 
представлена в таблице 4. 
Таблица 4 
Токсичность буровых сточных вод, бурового шлама и отработанного бурового раствора 
Объект 
исследования 
Тест-
объект 
Кратность разбавления 
до ликвидации 
токсического действия 
на тест-объект, раз 
Оценка 
тестируемой 
пробы 
Класс 
опасности 
Буровые 
сточные воды 
Daphnia 
magna 
Straus 
79,40 (БКР) 
31,60 (ЛКР) 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
IV 
Chlorella 
vulgaris 
Beijer 
26,73 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
Отработанный 
буровой раствор 
Daphnia 
magna 
Straus 
794,30 (БКР) 
316,20 (ЛКР) 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
III 
Chlorella 
vulgaris 
Beijer 
263,63 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
Буровой шлам 
Daphnia 
magna 
Straus 
7,90 (БКР) 
3,20 (ЛКР) 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
IV 
Chlorella 
vulgaris 
Beijer 
2,32 
Оказывает 
острое 
токсическое 
действие 
298 

---

В результате исследования токсичности буровых сточных вод и 
бурового шлама, было выявлено, что их класс опасности для окружающей 
среды IV, что характерно для малоопасных веществ. Исследование 
токсичности отработанного бурового раствора показало, что класс 
опасности вещества для окружающей среды III, что характерно для 
опасных веществ. 
Таким образом, тестируемый отработанный буровой раствор 
солевого типа оказывает острое токсическое воздействие на биологические 
тест объекты, класс опасности для окружающей природной среды III, что 
связано с высоким содержанием хлорид-ионов (71 087 мг/кг). Буровые 
сточные воды и буровой шлам относятся к IV классу опасности для 
окружающей среды. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. 
Зависимость экологической опасности буровых растворов от 
солености акватории нефтедобычи / И. Н. Заличева [и др.] // Нефтегазовые 
технологии. - 2001. - № 3. - С. 35-38.