RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)4483510.22363/2313-2310-2025-33-2-219-230IGMWYJGeoecologyГеоэкологияResearch ArticleIntegrated geo-ecological assessment of drill cuttings and approaches to their disposalКомплексная геоэкологическая оценка буровых шламов и подходы к их утилизации7995-7324GaevayaElena V.ГаеваяЕлена ВикторовнаPhD in Biology, Professor of Technosphere Safety Departmentкандидат биологических наук, доцент кафедры техносферной безопасностиgaevajaev@tyuiu.ruIndustrial University of TyumenТюменский индустриальный университет0206202533221923003072025Copyright ©; 2025, Gaevaya E.V.Copyright ©; 2025, Гаевая Е.В.2025Gaevaya E.V.Гаевая Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/44835

The study discusses the chemical properties of rock and drill cuttings. Drill cuttings have a negative impact on the components of the natural environment: soil cover, atmospheric air, groundwater. The purpose of the research was a comprehensive study of the chemical characteristics in the system “rock - drilling fluid - drill cuttings” and proposing approaches to the disposal of drill cuttings. When drilling wells, various types of drilling fluids are used, which affect the physical and chemical characteristics of the cuttings. It was established that the water-based salt drilling fluid with the addition of biodegradable polymers contained high values of water-soluble salts, the highest value was observed for chloride ion - 71087.0 mg/kg. The hydrocarbon-based drilling fluid was characterized by a high content of petroleum products, the concentration of this indicator was 9000 mg/kg. The content of heavy metals depended not only on the composition of drilling fluids, but also on their initial content in the rock. Excesses of arsenic in rock and drill cuttings samples relative to the clarkes of microelements in the lithosphere were revealed. The research results make it possible to establish patterns between drill cuttings and the choice of treatment method, which will reduce the consumption of natural resources and create the preconditions for an environmental and economic effect for the regions.

Рассмотрены химические свойства горной породы и буровых шламов. Буровые шламы оказывают негативное воздействие на компоненты природной среды: почвенный покров, атмосферный воздух, грунтовые воды. Цель исследования - комплексное изучение химических характеристик в системе «горная порода - буровой раствор - буровой шлам» и предложение подходов к утилизации буровых шламов. При бурении скважин применяют различные типы буровых растворов, которые влияют на физико-химические характеристики шламов. Установлено, что буровой раствор солевой на водной основе с добавлением биоразлагаемых полимеров содержал высокие значения водорастворимых солей, наибольшее значение наблюдалось по хлорид-иону - 71 087,0 мг/кг. Буровой раствор на углеводородной основе характеризовался высоким содержанием нефтепродуктов, концентрация этого показателя составила 9000 мг/кг. Содержание тяжелых металлов зависело не только от состава буровых растворов, но и от исходного содержания их в горной породе. Выявлены превышения по мышьяку в образцах горной породы и бурового шлама относительно кларков микроэлементов в литосфере. Результаты исследований позволяют установить закономерности между буровыми шламами и выбором способа обращения, что позволит сократить потребление природных ресурсов и создаст предпосылки эколого-экономического эффекта для регионов.

rockdrilling fluiddrill cuttingsrecyclingpetroleum productsgross content of heavy metalsгорная породабуровой растворбуровой шламутилизациянефтепродуктываловое содержание тяжелых металловShemetov YuV. Requirements for environmental cleanliness of well drilling technology. In: Ecology in the gas industry: appendix to the magazine “Gas Industry”. Moscow: Gazoil Press; 1998. p. 34–37. (In Russ.).Шеметов Ю.В. Требования к экологической чистоте технологии бурения скважин // Экология в газовой промышленности : прил. к журналу «Газовая промышленность». Москва : Газоил пресс, 1998. С. 34-37.Fedoriv LV, Shevchuk NP, Khmarinov LK. On the danger of well drilling waste. Neftyanoe khozyaystvo – Oil Industry. 2000;(3):70–71. (In Russ.).Федорив Л.В., Шевчук Н.П., Хмаринов Л.К. Об опасности отходов бурения скважин // Нефтяное хозяйство. 2000. № 3. С. 70-71.Buzmakov SA, Kostarev SM. Technogenic changes in the components of the natural environment in oil-producing areas of the Perm region. Perm: Publishing house of Perm University; 2003. (In Russ.). EDN: QKEBFNБузмаков С.А., Костарев С.М. Техногенные изменения компонентов природной среды в нефтедобывающих районах Пермской области. Пермь : Изд-во Перм. ун-та, 2003. 171 с. EDN: QKEBFNPichugin EA, Shenfeld BE, Ketov AA. Comprehensive assessment of environmental compatibility and quality of road bed construction with the use of sludge-sand mixture - the product of waste recycling. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Applied ecology. Urban development. 2018;(2):86–97. (In Russ.) DOI: 10.15593/2409-5125/2018.02.07 EDN: XRZEHJПичугин Е.А., Шенфельд Б.Е., Кетов А.А. Комплексная оценка экологичности и качества технологий сооружения земляного полотна автодорог с использованием шламопесчаной смеси - продукта утилизации отходов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2018. № 2 (30). С. 86-97. DOI: 10.15593/2409-5125/2018.02.07 EDN: XRZEHJSakaeva EKh, Rudakova LV. Assessment of the biological activity of industrial soils based on drill slurries for reclamation of disturbed lands. Theoretical and Applied Ecology. 2020(4):192–197. (In Russ.) DOI: 10.25750/1995-4301-2020-4-192-197 EDN: QZPRHQСакаева Э.Х., Рудакова Л.В. Оценка биологической активности техногрунтов на основе буровых шламов для рекультивации нарушенных земель // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 192-197. DOI: 10.25750/1995-4301-2020-4-192-197 EDN: QZPRHQBulatov AI, Makarenko PP, Shemetov VYu. Environmental protection in the oil and gas industry. Moscow: Nedra publ.; 1997. (In Russ.).Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. Москва : Недра, 1997. 483 с.Vlasov A.S., Pugin K.G., Tyuryuhanov K.Yu., Rudakova L.V., Glushankova I.S., Surkov A.A. Development of a method for obtaining geoecologically safe road construction materials based on drill cuttings. Ecology and Industry of Russia. 2020;24(11):19-23. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-11-19-23 EDN: JXAABUВласов А.С., Пугин К.Г., Тюрюханов К.Ю., Рудакова Л.В., Глушанкова И.С., Сурков А.А. Разработка способа получения геоэкологически безопасных дорожно-строительных материалов на основе бурового шлама // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 11. С. 19-23. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-11-19-23 EDN: JXAABUMalakhova Y, Ostakh O, Mazlova E. Environmental challenges associated with the maintenance of state wells in the licensed claim. Ecology and Industry of Russia. 2021;25(8):66-71. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-8-66-71 EDN: XQVFSUМалахова Ю.В., Остах О.С., Мазлова Е.А. Экологические проблемы, связанные с содержанием государственных скважин на лицензионном участке недропользователя // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25, № 8. С. 66-71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-8-66-71 EDN: XQVFSULitvinova TA. Modern ways of oil-contaminated waste utilization for the elimination of pollution. Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2016;123:902-916. (In Russ.) https://doi.org/10.21515/1990-4665-123-062 EDN: XDZXTLЛитвинова Т.А. Современные способы обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов для ликвидации загрязнения окружающей среды // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 123. С. 902-916. https://doi.org/10.21515/1990-4665-123-062 EDN: XDZXTLSolodovnikov AYu, Soromotin AV. Experience of drilling waste utilization in Khanty-Mansi autonomous district – Yugra. Environmental protection in the oil and gas complex. 2015;12:44-48. (In Russ.) EDN: UYHJYPСолодовников А.Ю., Соромотин А.В. Опыт утилизации отходов бурения в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2015. № 12. С. 44-48. EDN: UYHJYPPetukhova VS, Skipin LN, Mitrofanov NG. Possibilities for the boring sludge property improvement for their recultivation. Bulletin of KrasGAU. 2012;(1):28–31. (In Russ.) EDN: OOOCNHПетухова В.С., Скипин Л.Н., Митрофанов Н.Г. Возможности улучшения свойств бурового шлама для их рекультивации // Вестник КрасГАУ. 2012. № 1 (64). С. 28-31. EDN: OOOCNHSoromotin AV. Theoretical foundations for the reclamation of sludge pits after drilling production and exploration wells. In: Problems of environmental management in areas with complex environmental situations. Materials of the Interuniversity Scientific Conference. Tyumen: Tyumen State University publ.; 2003. p. 21–22. (In Russ.) EDN: YXINYKСоромотин А.В. Теоретические основы рекультивации шламовых амбаров после бурения эксплуатационных и разведочных скважин // Проблемы природопользования в районах со сложной экологической ситуацией : материалы Межвузовской научной конференции. Тюмень : Тюменский государственный университет, 2003. С. 21-22. EDN: YXINYKTarasova SS, Gaevaya EV. Environmental impact of hydrocarbon drilled sludge and methods of their disposal. Problems of Contemporary Science and Practice Vernadsky University. 2019;(3):48–55. (In Russ.) https://doi.org/10.17277/voprosy.2019.03.pp.048-055 EDN: IDBPHRТарасова С.С., Гаевая Е.В. Экологическое воздействие буровых шламов на углеводородной основе и способы их утилизации // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2019. № 3 (73). С. 48-55. https://doi.org/10.17277/voprosy.2019.03.pp.048-055 EDN: IDBPHRPichugin EA. Assessment of the impact of drill cuttings on the environment. Young scientist. 2013;9:122–123. (In Russ.) EDN: RBBOBZПичугин Е.А. Оценка воздействия бурового шлама на окружающую природную среду // Молодой ученый. 2013. № 9. С. 122-123. EDN: RBBOBZPugin KG, Pugina VK. Waste use in the structure of organomineral composites used for the construction of motorroads. Transport. Transport facilities. Ecology. 2021;(2):38–46. (In Russ.) EDN: FTFSIWПугин К.Г., Пугина В.К. Использование отходов в структуре органоминеральных композитов, применяемых для строительства автомобильных дорог // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2021. № 2. С. 38-46. EDN: FTFSIW