Petrol ve doğalgaz sondaj faaliyetlerinden oluşan sondaj atık çamurlarının solidifikasyon/stabilizasyonu

Abstract

Bu çalışmada hidrokarbon arama ve çıkarma çalışmaları sırasında oluşan en önemli atıklardan biri olan su bazlı sondaj kesintilerinin bertaraf edilebilirliği ve inşaat yapı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada Türkiye Petrolleri Trakya Sahası'ndan alınan sondaj kesintileri kurutularak ve kurutulmadan CEM I 42,5 R Portland çimento kullanılarak çeşitli katkı oranlarında (sırasıyla %4, 8, 12, 16 ve 20 ile %2, 4, 6,8 ve 10) TS EN 196-1 uyarınca 0,5 su/çimento oranı ile solidifiye/stabilize edilmiştir. Öncelikle ham materyal karakterize edilmiş (XRF yarı kantitatif element, Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik -ADDDY- parametreleri ve SEM analizleri), ardından dayanım ve dayanıklılık testleri (ultrases geçiş hızı, eğilme ve basınç dayanımları ile atmosferik su emme) ile katılaştırılmış ürünlerin ön değerlendirmesi yapılmıştır. Numuneler 0 katkı ile üretilen şahit harç ile karşılaştırılmıştır. Her iki kesinti için de hem bertaraf edilebilecek miktar hem de dayanım açısından optimum katkı oranı %8 olarak belirlenmiştir. Daha sonra tüm numuneler için ağır metal sızma analizleri yapılmış, dayanım ve dayanıklılık açısından optimum belirlenen numuneler ile de ek sızma analizleri (BTEX, PCB, mineral yağ, TOK ve ÇOK) yapılarak ADDDY kapsamında depolanabilirlikleri belirlenmiştir. Çalışmada başlangıçta tehlikeli sınıfta yer alan ham kesintinin tüm katılaştırılmış numunelerinde tehlikesiz atık sınıfı sağlanmıştır.

This study aims to assess the disposability of water-based drill cuttings (WBDC), one of the most important wastes generated during hydrocarbon exploration and extraction, and their potential use as a construction material. The WBDC generated by Turkish Petroleum in Thrace Region, Turkey was examined in dried and wet forms. Both samples were first solidified/stabilized with CEM I 42.5 R Portland cement according to TS EN 196-1 (0.5 water/cement ratio) with various substitution ratios (4%, 8%, 12%, 16%, 20% for dried and 2%, 4%, 6%, 8%, 10% for wet drill cuttings). First, untreated drill cuttings characterized (XRF semiquantitative element, Regulation of Sanitary Landfilling of the Wastes criteria, and SEM analyses), and then solidified mortars evaluated via strength and durability test (ultrasonic pulse velocity, flexural and compressive strength, and atmospheric water absorption) results. The optimum substitution ratio considering both disposable amount and durability results was 8%. Subsequently, heavy metal leaching tests for all solidified samples and additional leaching tests (BTEX, PCBs, mineral oil, TOC and DOC) for samples with 8% substitution ratios were performed. All the solidified samples were found to meet the criteria for disposal in a 2nd Class Sanitary Landfill.