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Fanghi di perforazione - Ordine dei Geologi della Toscana

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Fanghi di perforazione - Ordine dei Geologi della Toscana
FANGHI DI PERFORAZIONE: CARATTERISTICHE,
CONTROLLI E SMALTIMENTO
Geol. Filippo Landini – Publiacqua spa (Firenze)
Responsabile Pianificazione e Programmazione
Concetti generali e smaltimento
P.Min. Umberto Repetti – Baroid (Ravenna)
Coordinatore servizi Italia
Caratteristiche
Geol. Franco Caselli – Terracon (Firenze)
Idrogeologo consulente
Controlli
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
TIPI DI FLUIDI DI
PERFORAZIONE
BASE ARIA
• Aria
• Mist (Nebulizzato)
• Schiuma
BASE ACQUA
• Fanghi Nativi
• Fanghi Bentonitici
• Fanghi ai Polimeri
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Cos’è il FANGO ?
E’ una sospensione di solidi in un liquido
Acqua + Solidi = Fango
Il FANGO è uno strumento per la corretta
conduzione della perforazione e NON solo
lo strumento per portare in superficie i
detriti
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
I VANTAGGI DI UN
BUON FANGO
o
RISPARMIAR€ T€MPO e D€NARO
o
PERFORARE PIU’ V€LOCI
o
€VITAR€ I PROBLEMI
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
LA VECCHIA CONVINZIONE FONTE DI
INNUMEREVOLI PROBLEMI
“Io non ho bisogno di prodotti per
fare il fango !
Io il fango lo faccio
perforando !”
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Fanghi di perforazione: caratteristiche,
controlli e smaltimento
P.Min. Umberto Repetti – Baroid (Ravenna)
Coordinatore servizi Italia
Caratteristiche
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
CRONISTORIA DI BAROID
e BAROID IDP
Dal 1926: leader nel settore dei
Fanghi di Perforazione per
la ricerca di idrocarburi
Dal 1950: formulazione
di fanghi da utilizzare nella
perforazione di pozzi per acqua
1961: nasce il gruppo
Industrial Drilling Products (IDP)
1998: Merger tra Gruppo Dresser
e Gruppo Halliburton
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Cos’è il FANGO?
Acqua + Solidi = Fango
Acqua + Solidi Scadenti = Fango Scadente
Acqua + Solidi Buoni = Fango Buono
Il FANGO è uno strumento per PREVENIRE i
PROBLEMI e NON uno strumento per porre
rimedio ai problemi
SISTEMI DI CIRCOLAZIONE
DEL FANGO
Circolazione Diretta
Circolazione Inversa
PRINCIPALI FUNZIONI
DEL FANGO
•
•
•
•
•
Raffreddare e Pulire lo Scalpello
Lubrificare le Aste, etc.
Pulire il Fondo del Foro
Trasportare i Detriti Fuori dal Foro
Proteggere gli Acquiferi Produttivi
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
ALTRE FUNZIONI DEL FANGO
•
•
•
•
•
•
•
•
Controllare la Pressione di Formazione
Permettere il Libero Movimento della
Batteria
Ridurre le Perdite di Circolazione
Impedire la Dispersione dei Detriti nel
Foro
Ridurre gli Allargamenti del Foro
Tenere i Detriti in Sospensione nel Foro
Far Decantare i Detriti in Superficie
Ridurre la Corrosione
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
COMPONENTI DEL FANGO
A) FLUIDI
Acqua o Aria
B) SOLIDI
(a) Attivi
- Solidi di perforazione attivi: Argille
- Solidi commerciali attivi: Bentoniti commerciali
(b) Non Attivi
- Solidi commerciali inerti: Barite, MPPDC
- Solidi di perforazione inerti: Sabbie, Calcari
(c) Chimici
- Polimeri: Viscosizzanti, Riduttori di Filtrato
- Schiumogeni
- Chimici di Trattamento: Soda Ash (Na2CO3)
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
DISPERSIONE DELLA
BENTONITE
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
DIFFERENZE TRA LA BENTONITE
DEL WYOMING E BENTONITI
PROVENIENTI DA ALTRE
LOCALITA’
1.
La Bentonite del Wyoming ha un contenuto
più elevato di Montmorillonite Sodica che è
la parte argillosa attiva
2. La Bentonite del Wyoming è composta da
particelle più piccole delle altre Bentoniti
3. La Bentonite del Wyoming ha una maggiore
superficie attiva
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
CARATTERISTICHE DI FLUIDI
MISCELATI CON VARIE BENTONITI
P e s o in K ilo g r a m m i/L itr o
1 ,0 2
1 ,0 8
1 ,1 4
1 ,2
1 ,2 5
1 ,3 2
1 ,3 8
1 ,4 4
40
30
A r g illa d i fo r m a z
Q U IK -G E
V is c o s ità in c e n ti
50
B e n to n ite c a lc
AQUAGEL GOLD S
60
20
10
0
5
3 1 ,8
1 5 ,9
10
1 1 ,9 2
15
7 ,9 5
6 ,3 6
20
4 ,7 7
25
30
35
P e r c e n tu a le d i s o lid i in p e s o
3 ,9 7
3 ,1 8
2 ,8 6
2 ,5 4
40
2 ,2 3
1 ,9
45
1 ,5 9
50
1 ,4 3
1 ,2 7
V o lu m e d i fa n g o (1 5 c p s ) p r o d o tto m c /to n
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
25
30
P e r c e n tu a le d i s o lid i in v o lu m e
2 8 ,5
57
86
114
143
214
2 8 5 ,0
428
571
7 1 3 ,3
K ilo g r a m m i d i s o lid i p e r m e tr o c u b o d i fa n g o
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
RESA DELLE VARIE BENTONITI
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
LA DIFFERENZA E’ EVIDENTE
QUIK-GEL
Fango gelificato
Dopo 5 minuti
12/2/2002
FANGO NATIVO
Dopo 5 minuti
24
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
PANNELLO E FILTRATO DEL FANGO
FORMATION
FORMAZIONE
FILTER
PANNELLO
CAKE
ASTA DI
PERFORAZIONE
FLUIDO DI
PERFORAZIONE
INVASIONE
INVASIONE
DEL
DEL
FILTRATO
FILTRATO
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
LA DIFFERENZA E’ EVIDENTE
12/2/2002
QUIK-GEL
FANGO NATIVO
34
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
PROBLEMI CON FANGO AD
ELEVATO FILTRATO
FANGO A BASSO
FILTRATO
FANGO AD ELEVATO
FILTRATO
FORMAZIONE
AUMENTO
DELL’AREA DI
CONTATTO
AREA DI
CONTATTO
COMPOSIZIONE
DEL PANNELLO
SOTTILE
SPESSO
PARETE DEL FORO
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
REQUISITI DI UN FANGO
• Facile e veloce da miscelare
• Resa ultra-elevata (sistema a bassi solidi)
• Buone caratteristiche di flusso
• Buon potere di sospensione
• Basso filtrato
• Non deve avere contaminanti
• Facile da maneggiare e trasportare
• Basso costo globale
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
PRODOTTI BAROID IDP PER POZZI PER ACQUA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
AQUAGEL GOLD SEAL®
(Bentonite Wyoming)
QUIK-GEL®
(Bentonite Wyoming beneficiata)
Soda Ash
(Carbonato di Sodio)
QUIK-TROL®
(Polimero)
EZ-MUD®
(Polimero)
BARAZAN®
(Polimero)
CON DET®
(Detergente)
BARAFOAM® S1
(Schiumogeno)
QUIK-FOAM®
(Schiumogeno)
HOLEPLUG®
(Sigillante)
BAROID® Bentonite Pellets (Sigillante)
EZ-MUD®/BENSEAL® Slurry (Sigillante)
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Fanghi di perforazione: caratteristiche,
controlli e smaltimento
Geol. Franco Caselli – Terracon (Firenze)
Idrogeologo consulente
Controlli
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
IMPIANTO CON
VIBROVAGLIO PER IL FANGO
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
FUNZIONI DEL FANGO E
CARATTERISTICHE MISURATE
FUNZIONE:
- Trasporto Detriti
- Bilanciamento Pressione
- Stabilità di Foro
- Protezione Acquiferi
- Protezione da Corrosione
CARATTERISTICA
MISURATA:
- Viscosità
- Densità
- Filtrazione
- Spessore Pannello
- pH
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
CIRCOLAZIONE DEL FANGO
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
MISURAZIONI DI CANTIERE
SUL FANGO
• CALCIO (durezza)
• DENSITA’ (kg/l)
• VISCOSITA’ MARSH (sec/l)
• FILTRATO (ml/30min, API)
• SPESSORE DEL PANNELLO (mm)
• CONTENUTO DI SABBIA (%)
• pH
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
CALCIO
Cartine
indicatrici per
misurare il
contenuto di
calcio
(durezza)
nell’acqua
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DENSITA’
Bilancia per fango Baroid
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
VISCOSITA’
Cono di Marsh e Tazza
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
FILTRATO
Standard
Half Area
Filtropresse
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CONTENUTO DI SABBIA
(SOLIDI)
Kit per misurare il contenuto di sabbia
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pH
Usare cartine
di pH
ad ampio spettro
(da 1 a 14)
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
PROBLEMI DOVUTI ALLA MANCANZA DI
CONTROLLO DEL FANGO
• Instabilità del foro
• Aumento della pressione idrostatica
• Completamento del pozzo problematico
– Discesa del casing
– Piazzamento del dreno
– Cementazione
• Tempi lunghi per lo sviluppo del pozzo
• Danneggiamento dell’acquifero (invasione)
• Ridotta produttività del pozzo
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
RIABILITAZIONE E
RIGENERAZIONE
Per i nuovi pozzi che danno segni di danneggiamento
formazionale e scarsa efficienza perchè perforati
con sistemi non idonei e per i vecchi pozzi che non
producono più come ci si aspetta, è possibile
intraprendere un intervento di riabilitazione o di
rigenerazione
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Fanghi di perforazione: caratteristiche,
controlli e smaltimento
Geol. Filippo Landini – Publiacqua spa (Firenze)
Responsabile Pianificazione e Programmazione
Smaltimento
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
L’emissione di materiali nell’ambiente
durante la realizzazione di un pozzo
o
o
o
Fase di Perforazione
Operazioni di Spurgo
Esecuzione di Prove di
portata
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
L’emissione di materiali nell’ambiente
durante la realizzazione di un pozzo
Fase di
perforazione
operazioni di spurgo
Prova di portata
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Rifiuto o Scarico ?
o
o
Immissione diretta di acque reflue
nel corpo ricettore tramite condotta
= scarico
Abbandono e deposito incontrollato
di materiale sul suolo e nel
sottosuolo = rifiuto
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Classificazione del fango per la sua
immissione nell’ambiente
o
o
Acque di scarico  D.Lgs. 152/99
(testo vigente)
Rifiuto liquido  D. Lgs. 22/97
(decreto Ronchi)
SANZIONI PENALI !
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
STRATEGIE PER LA GESTIONE DEI
MATERIALI DI LAVORAZIONE DURANTE LA
REALIZZAZIONE DI UN POZZO PER ACQUA
Fase di Perforazione
Circolazione del fluido in vasche prefabbricate e/o
impermeabilizzate ed a circuito chiuso (con smaltimento
finale come rifiuto)
Separazione del materiale di scavo dal fluido di
circolazione mediante vibrovaglio (accumulo e smaltimento
a discarica)
Acquisizione di schede tecniche di ogni prodotto
utilizzato in cantiere (necessarie anche per il piano di
sicurezza) con approvazione esplicita dell’uso
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
Cantiere di perforazione completo
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
STRATEGIE PER LA GESTIONE DEI
MATERIALI DI LAVORAZIONE DURANTE LA
REALIZZAZIONE DI UN POZZO PER ACQUA
Fase di spurgo
Identificazione del corpo ricettore (fognatura o
acqua di superficie) e verifica dei limiti di
accettabilità
Predisposizione di vasche per la sedimentazione e
l’eventuale chiariflocculazione chimico-fisica
(valutare il volume in funzione della portata di
spurgo)
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
STRATEGIE PER LA GESTIONE DEI
MATERIALI DI LAVORAZIONE DURANTE LA
REALIZZAZIONE DI UN POZZO PER ACQUA
Prove di portata
Verifica della normativa regionale ex art. 40
D.Lgs. 152/99 (acque derivanti da sondaggi o
perforazioni)
Identificazione del corpo ricettore (fognatura o
acqua di superficie) e verifica dei limiti di
accettabilità
Predisposizione di vasche per la sedimentazione
(valutare il volume in funzione della portata di
prova)
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
STRATEGIE PER LA GESTIONE DEI
MATERIALI DI LAVORAZIONE DURANTE LA
REALIZZAZIONE DI UN POZZO PER ACQUA
Rapporti con il perforatore
- Inserire le specifiche MOLTO DETTAGLIATE nei
documenti contrattuali (elenco prezzi, capitolato
speciale, relazione tecnica) – richiedendo una
sottoscrizione esplicita di presa visione
- Prevedere i prezzi necessari a eseguire le operazioni
come specificate
- Mantenere la responsabilità delle operazioni tecniche al
perforatore
- Presenza puntuale dell’Ufficio Direzione Lavori sul
cantiere
Progettazione e gestione dei pozzi per l’acqua potabile – Milano, 13 e 14 marzo 2003
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