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)4873010.22363/2313-2310-2026-34-1-184-198WYLLTOGeoecologyГеоэкологияResearch ArticleAssessment of the biotoxicity of drilling waste from the yamburgsky oil and gas condensate fieldОценка биотоксичности строительных материалов на основе отходов бурения Ямбургского нефтегазоконденсатного месторожденияhttps://orcid.org/0000-0001-6798-81461098-4350VyrodovOleg S.ВыродовОлег Сергеевич

postgraduate student

аспирант

iogig@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2516-09381981-0073TokachYulia E.ТокачЮлия Егоровна

Candidate of Technical Science, Associate Professor

кандидат технических наук, доцент

tokach@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1953-50192990-0032RubanovYury K.РубановЮрий Константинович

Candidate of Technical Science, Professor

кандидат технических наук, профессор

rubanov46@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4826-36541507-2474PendyrinEvgeniy A.ПендюринЕвгений Александрович

Candidate of Agricultural Science, Associate Professor

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

pendyrinea@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-4670-0461FediukGerman R.ФедюкГерман Романович

студент

gerafediuk@gmail.comBelgorod State Technological University named after V.G. ShukhovБелгородский государственный технологический университет им. В.Г. ШуховаFar Eastern Federal UniversityДальневосточный федеральный университет06032026341VOL 34, NO1 (2026)ТОМ 34, №1 (2026)18419805032026Copyright ©; 2026, Vyrodov O.S., Tokach Y.E., Rubanov Y.K., Pendyrin E.A., Fediuk G.R.Copyright ©; 2026, Выродов О.С., Токач Ю.Е., Рубанов Ю.К., Пендюрин Е.А., Федюк Г.Р.2026Vyrodov O.S., Tokach Y.E., Rubanov Y.K., Pendyrin E.A., Fediuk G.R.Выродов О.С., Токач Ю.Е., Рубанов Ю.К., Пендюрин Е.А., Федюк Г.Р.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/48730

Every year, as a result of drilling activities in connection with the development of new fields, Gazprom companies generate up to several million tons of drilling waste. This waste accounts for up to 63% of the total waste generated. According to Gazpromʼs environmental reports, up to 23% of this drilling waste remains in storage facilities. At the same time, this type of waste can be used as raw material for the production of fired construction materials and other purposes. The goal of this study was to determine the toxicity of aqueous extracts from roasting materials based on drilling waste from the Yamburgskoye oil and gas condensate field in order to assess the potential for using this waste in the production of different function al materials for construction. The object of this study was drilling waste from the Yamburgskoye oil and gas condensate field, which was generated during the drilling of exploration wells at a depth of 3,400-3,800 meters. The drilling fluids used were collected at the Gazprom Dobycha Yamburg LLC facilities. To investigate the biotoxicity of these drilling fluids, Daphnia magna Straus was used as a test object. To eliminate the influence of pH, samples of drilling fluid extracts with various pH levels were studied, including those with initial pH levels ranging from 5.45 to 12.6, as well as those that were neutralized to a pH of 6.5-7.2. In solutions with an initial pH, the percentage of Daphnia deaths indicated the negative effects of the alkaline medium. However, it was shown that the studied media did not have an acute toxic effect on aquatic organisms. The study demonstrates that high-temperature treatment allows for the production of functional materials for construction with a low level of toxicity and impact on living organisms. This is an important consideration in the development of technologies for managing drilling waste from Gazprom, which has a significant impact on the technological process of handling potential waste.

Ежегодно в результате проведения буровых работ в связи с вводом в эксплуатацию новых месторождений на предприятиях ПАО «Газпром» образуются до нескольких миллионов тонн отходов бурения. Отходы бурения составляют до 63 % от общего объема образующихся отходов. Согласно экологическим отчетам ПАО «Газпром», до 23 % объема отходов бурения остается на объектах хранения. В то же время данные виды отходов могут быть утилизированы в качестве сырья для производства обжиговых строительных материалов и другими способами. Цель исследования - определение биотоксичности водных вытяжек обжиговых материалов строительного назначения на основе буровых шламов Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения для последующей оценки возможности утилизации данных шламов при производстве различных функциональных материалов строительного назначения. Объектом исследования являлись отходы бурения, образовавшиеся при бурении разведывательных скважин газоносного пласта Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения с глубины 3400-3800 м на объектах ООО «Газпром добыча Ямбург». Исследование биотоксичности образцов бурового шлама проводилось с использованием в качестве тест-объектов Dafhnia magna Straus . Для исключения влияния pH среды исследованы образцы водных вытяжек буровых растворов с уровнем pH от 5,45 (исходный буровой раствор) до 12,6 (исходная вытяжка), а также вытяжки, нейтрализованные до pH 6,5-7,2. В растворах с исходным уровнем рН процент гибели дафний свидетельствует о негативном воздействии щелочной среды. Анализируемые среды не оказывают острого токсического действия на гидробионты. Высокотемпературная обработка дает возможность получения функциональных материалов строительного назначения с низким уровнем биотоксичности и влияния на живые организмы, что является важным аспектом разработки технологий утилизации отходов бурения ПАО «Газпром» с высокой долей вовлечения в технологический процесс переработки потенциального отхода.

drilling mudbiotestingDaphnia magna Straustest functiontoxic effectsбуровой шламбиотестированиетест-функцияDafhnia magna Strausтоксические эффектыРабота выполнена в рамках программы «Приоритет 2030» на базе Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова с использованием оборудования Центра высоких технологий БГТУ им. В.Г. Шухова.The work was carried out within the framework of the «Priority 2030» program on the basis of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov using the equipment of the High Technology Center of the BSTU named after V.G. Shukhov.Leontev SV, Yugov VV. Prospects for the use of drill cuttings in the production of building materials application of bored piles at construction on soft soils. Modern technologies in construction. Theory and practice. 2020;1:294–298. (In Russ.) EDN: FOILIOЛеонтьев С.В., Югов В.В. Перспективы использования буровых шламов в производстве строительных материалов // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2020. Т. 1. С. 294-298. EDN: FOILIOVlasov AS, Pugin KG, Tyuryukhanov KYu, Glushankova IS, Rudakova LV. Use of drilling waste as road construction materials. Izvestiya vuzov Investitsiyi Stroyitelstvo Nedvizhimost. 2019;3(30):510–521. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2917-2019-3-510-521 EDN: FCAXPRВласов А.С., Пугин К.Г., Тюрюханов К.Ю., Глушанкова И.С., Рудакова Л.В. Использование отходов бурения в составе дорожно-строительных материалов // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019. Т. 9. № 3 (30). С. 510-521. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2019-3-510-521 EDN: FCAXPRYugafarova GG, Matveev YuG, Agzamov FA, Rakhmatullin VR, Rakhmatullin DV. Using utilized drillings ludge as additive s to portland cement. Oil and gas business. 2011;9(4):37–39. (In Russ.) EDN: PANEHPЯгафарова Г.Г., Матвеев Ю.Г., Агзамов Ф.А., Рахматуллин В.Р., Рахматуллин Д.В. Применение утилизированного бурового шлама в качестве добавки к портландцементу // Нефтегазовое дело. 2011. Т. 9. № 4. С. 37-39. EDN: PANEHPAbdrakhimov VZ, Abdrakhimova ES. Innovative directions for the use of drilling mud in the production of ceramic materials based on shale clay — a promising direction for the “green” economy. Ecology and industry of Russia. 2017;21(3):26-31. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-3-26-31 EDN: YJBYHJАбдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Инновационные направления по использованию бурового шлама в производстве керамических материалов на основе межсланцевой глины - перспективное направление для «зеленой» экономики // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 3. С. 26-31. https://doi.org/10.18412/18160395-2017-3-26-31 EDN: YJBYHJGuryeva VA, Butrimova NV, Doroshin AV, Dubinetsky VV, Vdovin KM. Ecological and economic effect of the use of oil sludge in the production of ceramic bricks. International Scientific Research Journal. 2016;11(53):50–53. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.53.002 EDN: XBDONFГурьева В.А., Бутримова Н.В., Дорошин А.В., Дубинецкий В.В., Вдовин К.М. Эколого-экономический эффект применения нефтешламов при производстве керамического кирпича // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. Вып. 11 (53). С. 50-53. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.53.002 EDN: XBDONFZimnukhova AE, Gaevaya EV. Research of physical and mechanical properties of drilling sludges during its high-temperature neutralization. RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2024;32(2):155–162. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/2313-2310-2024-32-2-155-162 EDN: WQYTZYЗимнухова А.Е., Гаевая Е.В. Исследование физико-механических свойств бурового шлама при его высокотемпературном обезвреживании // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2024. Т. 32. № 2. С. 155-162. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2024-32-2-155-162 EDN: WQYTZYTarasova SS, Gaevaya EV. Research of the toxicity of drill sludges and the possibility of their disposal. Problems of Regional Ecology. 2021;3:75–79. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/1728-323X-2021-3-75-79 EDN: TBSLWOТарасова С.С., Гаевая Е.В. Исследования токсичности буровых шламов и возможности их утилизации // Проблемы региональной экологии. 2021. № 3. С. 75-79. https://doi.org/10.24412/1728-323X-2021-3-75-79 EDN: TBSLWOKlimova AA, Mishunina AS, Azarova SV, Fominykh DE, Yazikov EG. Determining the toxicity of drilling muds using the methods of biotesting, case study of Tomsk region the territory. Oil industry. 2018;4:108-111. (In Russ.) https://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-4-108-111 EDN: YWTUHQКлимова А.А., Мишунина А.С., Азарова С.В., Фоминых Д.Е., Язиков Е.Г. Определение токсичности бурового шлама с территории Томской области методами биотестирования для оценки возможности его дальнейшего использования // Нефтяное хозяйство. 2018. № 4. С. 108-111. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-4-108-111 EDN: YWTUHQVyrodov OS., Tokach YuE. Technology of drilling waste disposal in the production of composite materials that protect living organisms from harmful effects. Safety, protection and protection of the natural environment: fundamental and applied research. Proceedings of the All-Russian Scientific Conference. 2019;2:30–35. (In Russ.) EDN: WXORLAВыродов О.С., Токач Ю.Е. Технология утилизации отходов бурения в производстве композиционных материалов, обеспечивающих защиту живых организмов от вредного воздействия // Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования : Всероссийская научная конференция. 2019. Ч. 2. С. 30-35. EDN: WXORLAStarostina IV, Pendyurin EA, Smolenskaya LM. Toxicological properties of sludge waste production ferrovanadium. Modern Problems of Science and Education. 2012;(6). (In Russ.) Available from: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7979 (accessed: 05.04.2025). EDN: TODMDXСтаростина И.В., Пендюрин Е.А., Смоленская Л.М. Оценка токсикологических свойств шламовых отходов феррованадиевого производства // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/ view?id=7979 (дата обращения: 05.04.2025). EDN: TODMDXNevsky AV. Analysis and synthesis of water resource chemical processes systems. VP Meshalkin, VA Sharnin (eds.). Moscow: Nauka Publ.; 2004, 212 p. (In Russ.). EDN: QNKRVHНевский А.В. Анализ и синтез водных ресурсосберегающих химико-технологических систем : монография / под ред. В.П. Мешалкин, В.А. Шарнин. Москва : Наука, 2004. 212 с. EDN: QNKRVHBrezhneva IN, Trifonova MP. Biotesting of drilling cuttings on ecotoxicity. Problems of Regional Ecology. 2019;3:38–41. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-13038 EDN: ETSIUUБрежнева И.Н., Трифонова М.П. Биотестирование бурового шлама на экотоксичность // Проблемы региональной экологии. 2019. № 3. С. 38-41. https://doi. org/10.24411/1728-323X-2019-13038 EDN: ETSIUUKapelkina LP, Chugunova MV, Bardina TV, Malyshkina LA. Biotesting of drilling sludge from oil fields. Ecological Bulletin of Russia. 2013;8:25–29. (In Russ.) EDN: QZAHQZКапелькина Л.П., Чугунова М.В., Бардина Т.В., Малышкина Л.А. Биотестирование буровых шламов нефтяных месторождений // Экологический вестник России. 2013. № 8. С. 25-29. EDN: QZAHQZTimofeeva SS, Timofeev SS. Biotesting methods to control petroleum production wastes. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2010;(6):71–76. (In Russ.) EDN: NAWXNNТимофеева С.С., Тимофеев С.С. Методы биотестирования для контроля отходов нефтедобычи // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2010. № 6 (46). С. 71-76. EDN: NAWXNNKryuchkov VN, Kurapov AA. Assessment of the impact of drilling waste on hydrobionts. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry. 2012;(1):60–65. (In Russ.) EDN: OWPXEBКрючков В.Н., Курапов А.А. Оценка влияния отходов бурения на гидробионтов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2012. № 1. С. 60-65. EDN: OWPXEBKapelkina LP, Chugunova MV, Bardina TV, Malyshkina LA, Gerasimov AO. Evaluation of drill cuttings toxicity. Toxicological Review. 2013;(6):46–51. (In Russ.) EDN: RSODRPКапелькина Л.П., Чугунова М.В., Бардина Т.В., Малышкина Л.А., Герасимов А.О. Оценка токсичности буровых шламов // Токсикологический вестник. 2013. № 6 (123). С. 46-51. EDN: RSODRPSaksonov MN, Balayan AE, Barkhatova OA, Stom DI. Use of biotesting to control toxicity of drilling muds and sludge components. Oil and Gas Studies. 2008;(6):32–38. (In Russ.) EDN: JVOFGTСаксонов М.Н., Балаян А.Э., Бархатова О.А., Стом Д.И. Использование биотестирования для контроля токсичности компонентов буровых растворов и бурового шлама // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2008. № 6 (72). С. 32- 38. EDN: JVOFGTSipulinov RB, Karagaycheva YuV, Shilova NA, Rogacheva SM. Estimation the toxicity of oil production waste by biotesting methods. Izvestiya of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2015;17(5-2):695–699. (In Russ.) EDN: VYZNBPСипулинов Р.Б., Карагайчева Ю.В., Шилова Н.А., Рогачева С.М. Оценка токсичности отходов нефтедобычи методами биотестирования // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 5-2. С. 695-699. EDN: VYZNBPGintz AV, Nikitina NYa, Kravtzov OYu, Kojevnikov AA, Parfenuk VI. The express-method to assess possibilities of drilling sludge utilization. Izvestija VNIIG im. B.E. Vedeneeva — Proceedings of the VNIIG. 2007;248:44–50. (In Russ.) EDN: IBWJCRГинц А.В., Никитина Н.Я., Кравцов О.Ю., Кожевников А.А., Парфенюк В.И. Экспресс-методика оценки возможности утилизации буровых шламов // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2007. Т. 248. С. 44-50. EDN: IBWJCRBaluyev TV, Shumaev AA, Tokach YuE. Environmental impact of drilling fluids on the environment. Safety, Protection and Protection of the Natural Environment: Fundamental and Applied Research. Proceedings of the All-Russian Scientific Conference. 2019;1:45–49. (In Russ.) EDN: QECQPYБалуев Т.В., Шумаев А.А., Токач Ю.Е. Экологическое воздействие буровых растворов на окружающую среду // Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования : сборник докладов Всероссийской научной конференции. 2019. Ч. 1. С. 45-49. EDN: QECQPY