Патент на изобретение №2328784

(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ЗАХОРОНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ СТОЧНЫХ ВОД

(57) Реферат:

Изобретение относится к области подземного захоронения биологически опасных сточных вод (промстоков) различных предприятий, очистка и переработка которых затруднена, а сброс в открытые водоемы невозможен. Способ подземного захоронения биологически опасных сточных вод в геологические формации, не имеющие над рабочим горизонтом четко выраженных водоупорных слоев, включает в себя бурение нагнетательных скважин и закачку сточных вод в рабочий горизонт. Отличием способа является то, что одновременно с закачкой сточных вод в рабочий горизонт закачивают техническую жидкость в горизонт, залегающий над рабочим горизонтом. Давление закачки технической жидкости в созданный в вышележащем горизонте буферный горизонт поддерживают равным 0,9-1,1 давлению закачки сточных вод в рабочем горизонте. Способ обеспечивает предотвращение проникновения захороняемых сточных вод в вышезалегающие водоносные горизонты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Р над пластовым в любой точке пласта на расстоянии r от нагнетательной скважины на любой момент времени t определяется формулой

– коэффициент пьезопроводности горизонта;

– вязкость закачиваемой жидкости.

Для исключения перетока закачиваемых промышленных стоков в вышележащие водоносные горизонты необходимо соблюдение равенства избыточного давления в рабочем горизонте Р_р, в который закачиваются промышленные стоки с расходом Q, и в буферном горизонте ·Р_б, в который закачивается техническая жидкость с расходом q, т.е.

Из равенства (2), с учетом формулы (1) можно определить расход закачки в буферный горизонт технической жидкости q

_п, _т – вязкость закачиваемых промышленных стоков и вязкость технической жидкости.

Поскольку коэффициенты пьезопроводности водоносных горизонтов, как правило, мало различаются по их значениям, а расстояния r, на которых определяется перепад давления одинаковы, то соотношением логарифмов в формуле (3) можно пренебречь и формула (3) будет иметь вид

где Q – расход промышленных стоков;

К_р, h_p. – проницаемость и мощность рабочего горизонта;

_п – вязкость промышленных стоков;

К_б, h_б – проницаемость и мощность буферного горизонта;

– вязкость технической жидкости;

– соотношение давлений в рабочем и в буферном горизонтах, равное 0,9-1,1.

На фиг.1. показано захоронение биологически опасных сточных вод – промышленных стоков по предлагаемому способу.

На фиг.2. показано захоронение биологически опасных сточных вод – промышленных стоков по предлагаемому способу для случая, когда рабочий горизонт ограничен в размерах и для предотвращения резкого увеличения давления нагнетания используются разгрузочные скважины, которые располагаются за пределами расчетного фронта продвижения промышленных стоков по рабочему горизонту. См. например, кн. Рыбальченко А.И., Пименов М.К. и др. Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов. – М., ИздАТ, 1994, с.151-153.

На приведенных чертежах обозначены:

1. Рабочий горизонт.

2. Нагнетательная скважина для закачки промстоков.

3. Насос для закачки промстоков.

4. Нагнетательная скважина для закачки технической жидкости.

5. Водоносный горизонт (буферный горизонт), залегающий над рабочим горизонтом.

6. Насос для закачки технической жидкости.

7. Разгрузочная скважина.

Захоронение биологически опасных сточных вод – промышленных стоков по предложенному способу осуществляют следующим образом.

В рабочий горизонт 1 через нагнетательную скважину 2 посредством насоса 3 производится закачка промышленных стоков с расходом Q.

Одновременно через скважины 4, пробуренные на буферный горизонт 5, посредством насоса 6 производится закачка технической жидкости с расчетным суммарным расходом q, при котором давления нагнетания в рабочем и в буферном горизонтах равны друг другу.

В качестве технической жидкости используется вода из поверхностных водоемов с использованием загустителя, например глинистого раствора.

Осуществление способа, когда рабочий горизонт ограничен в размерах и для предотвращения резкого увеличения давления нагнетания используются разгрузочные скважины, производится аналогичным образом, только в этом случае в качестве технической жидкости используется пластовая вода, поступающая из разгрузочных скважин 7.

Пример осуществления способа.

Для подземного захоронения промышленных стоков выбран рабочий горизонт, имеющий мощность 50 м, проницаемость -1·10^-12 м². Закачку промышленных стоков, имеющих динамическую вязкость 10^-3 Па·сек, планируется производить с расходом 1000 м³/сут (0,012 м³/сек).

В качестве буферного горизонта выбран водоносный горизонт мощностью h_б=10 м, залегающий над рабочим горизонтом. Проницаемость буферного горизонта К_б=0,5·10^-12 м². В качестве технической жидкости используется пресная вода из открытого водоема, для увеличения вязкости до _т=2,5·10^-3 Па·сек используется добавка глинистого раствора, принимаем равным 1,0.

Необходимый расход закачки в буферный горизонт технической жидкости определяем по формуле (4). Подставив в нее исходные значения, получим q=40 м³/сут. Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа обеспечивается условие равенства давления в любой точке буферного горизонта – давлению на этом же расстоянии в рабочем горизонте.

При этом расход закачки технической жидкости может быть намного меньше расхода промышленных стоков, закачиваемых в рабочий горизонт, что способствует повышению экономической эффективности способа.

Важно отметить, что использование предлагаемого способа позволит существенно расширить область применения подземного захоронения биологически опасных сточных вод – промышленных стоков даже в тех районах, где водоупорные слои горных пород четко не прослеживаются.

Формула изобретения

1. Способ подземного захоронения биологически опасных сточных вод в геологические формации, не имеющих над рабочим горизонтом четко выраженных водоупорных слоев, включающий бурение нагнетательных скважин и закачку сточных вод в рабочий горизонт, отличающийся тем, что одновременно с закачкой сточных вод в рабочий горизонт закачивают техническую жидкость в горизонт, залегающий над рабочим горизонтом, при этом давление на забое нагнетательных скважин при закачке технической жидкости в вышележащий горизонт поддерживают равным 0,9 – 1,1 давления на забое нагнетательных скважин, при закачке сточных вод в рабочий горизонт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве технической жидкости используют жидкость с повышенной вязкостью, например, разбавленный глинистый раствор.

РИСУНКИ