海洋石油鉆井廢棄物及其處理措施

宋梓語，高健祎，李 樅，劉 歡，高加印 (中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102200)

海洋石油鉆井廢棄物及其處理措施

宋梓語，高健祎，李 樅，劉 歡，高加印 (中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102200)

隨著海洋油氣田開采的進(jìn)一步展開 ，如何對(duì)海洋石油鉆井廢棄物進(jìn)行防治，是一個(gè)十分重要的問題。對(duì)鉆井廢棄物(廢棄鉆井液、鉆井巖屑)等環(huán)境污染問題進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性措施，以期為減輕海洋石油污染提供參考。

海洋石油；鉆井廢棄物；防治措施

在海洋石油鉆井過程中產(chǎn)生的廢棄物排放到后，會(huì)在海洋表面形成油污，其中一部分吸附在粘質(zhì)土、砂體等顆粒中并下沉至海底，而大部分會(huì)漂浮在海面上并隨著海流擴(kuò)散，從而污染海洋環(huán)境[1]。因此，如何有效地防治鉆井廢棄物成為一個(gè)十分重要的問題。下面，筆者對(duì)海洋石油鉆井廢棄物及其防治進(jìn)行探討。

1 鉆井廢棄物的類型

1.1廢棄鉆井液

廢棄鉆井液主要包括不能使用或者鉆井完工后棄用的鉆井液以及鉆井過程中濺落在井場的鉆井液。廢棄鉆井液的成分復(fù)雜，含有鉆井液中的各種組分，如粘土、有機(jī)聚合物、鉆井液添加劑等，上述成分具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，因而對(duì)海洋環(huán)境造成很大污染[2]。此外，廢棄鉆井液中還含有多種有害性物質(zhì)，如鹽和重金屬元素，上述污染物會(huì)影響海水的pH值，其中含有的Cr6+具有很大毒性，對(duì)海洋生物和人體的影響十分嚴(yán)重。

1.2鉆井巖屑

鉆井巖屑主要是鉆井過程中被鉆頭破壞而又通過鉆井液循環(huán)帶回地面的底層巖屑。鉆井巖屑中所含有的主要污染物有石油類、可溶性金屬元素、有機(jī)磷化物、有機(jī)硫化物等，其中的重金屬離子、聚合物中的丙烯酸和丙烯酰胺均具有毒性[3]。鉆井巖屑中的含油物質(zhì)的沉降性能極差，導(dǎo)致大量懸浮物和原油進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，并在系統(tǒng)內(nèi)形成惡性循環(huán)，使水處理系統(tǒng)情況惡化。鉆井巖屑中的石油類物質(zhì)中的芳香烴具有毒性，可使海洋生物大量死亡，其中浮游植物死亡后會(huì)導(dǎo)致海洋對(duì)二氧化碳吸收能力減低，從而加速溫室效應(yīng)，從而改變整個(gè)海洋的生態(tài)平衡，對(duì)自然環(huán)境造成極大影響[4]。此外，鉆井巖屑中的石油類物質(zhì)中的芳香烴對(duì)所在海域的水產(chǎn)資源造成破壞，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活造成嚴(yán)重影響。

2 處理措施

2.1海洋石油鉆井開鉆前的措施

在海洋石油鉆井開鉆前，可采取如下措施：①用相關(guān)儀器監(jiān)測海上風(fēng)浪及環(huán)境狀況，了解海洋鉆井平臺(tái)周圍的海洋水生動(dòng)植物情況。②由于海洋鉆井平臺(tái)的面積有限，在鉆探前應(yīng)該實(shí)行封閉式的井場管理。③在鉆井平臺(tái)上構(gòu)建合理的污水處理系統(tǒng)，從而將落在井場的雨水及時(shí)排入該系統(tǒng)中。④鉆井材料應(yīng)放置在鉆井平臺(tái)的中部進(jìn)行集中管理，從而減少鉆井液處理劑、水泥和粘土等的散失，特別是對(duì)有毒性的化學(xué)處理劑應(yīng)貼有醒目標(biāo)記。⑤提前做好鉆探過程中發(fā)生海洋石油和化學(xué)制劑泄漏等污染事件的應(yīng)急預(yù)案。

2.2鉆井過程中的措施

1)建立圍油欄 在鉆井平臺(tái)周圍提前建立大型圍油欄，將可能會(huì)掉入鉆井巖屑的海面封閉起來。圍油欄應(yīng)具有便于使用、易于維修的特點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)具有很強(qiáng)的滯油能力和抗風(fēng)浪能力。同時(shí)采用遙感技術(shù)對(duì)圍油欄附近的海面進(jìn)行監(jiān)測，若有含油物質(zhì)泄漏，可用置于稻草或者椰子殼中的大量石油降解菌進(jìn)行降解[5]。

2)搭建防護(hù)欄 在海洋鉆井平臺(tái)上建立大型弧形防護(hù)欄，將整個(gè)鉆井平臺(tái)有效地圍護(hù)起來，防止海洋石油鉆井過程中鉆井巖屑和廢棄鉆井液排入海洋環(huán)境。

3)投放無毒親油性化學(xué)制劑 考慮到海洋鉆井與陸地鉆井在機(jī)械設(shè)備上的不同，在鉆探過程中應(yīng)該在井口、套管、防噴器組、鉆井隔水管、鉆頭和鉆鋌等鉆井設(shè)備周圍投放一定量的無毒親油性化學(xué)制劑，以便吸收這些設(shè)備上的石油，盡可能減少其進(jìn)入海洋的數(shù)量。

4)套管外加固一層圓柱形防水材料 在鉆進(jìn)的過程中會(huì)出現(xiàn)石油跑、冒、漏的現(xiàn)象，應(yīng)在套管外側(cè)重新加固一層圓柱形防水材料，使之隨著鉆進(jìn)過程一起下落，這樣可用防止含油物質(zhì)的泄漏。

5)綜合處理采出鉆井巖屑 將大量的鉆井巖屑置于多孔隙性過濾介質(zhì)上，在介質(zhì)的另一側(cè)造成真空，將鉆井巖屑中的水分強(qiáng)行吸入，使之與鉆井巖屑分離，從而實(shí)現(xiàn)脫水，然后利用離心等機(jī)械方法將鉆井巖屑的碎屑小顆粒與石油分離開來，再用相應(yīng)化學(xué)制劑將石油吸附出來。同時(shí)可通過傳統(tǒng)的鉆井巖屑回注設(shè)備和熱解吸裝置等對(duì)鉆井巖屑進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。此外，將鉆井過程中分離出來的鉆井巖屑置入延伸到海水中的隔水管50～80m中，利用海水進(jìn)行多次高壓沖洗，然后將鉆井巖屑沿著隔水管壓至海底。

6)綜合處理廢棄鉆井液 可采取生化處理法、化學(xué)強(qiáng)化固液分離工藝的物理化學(xué)方法[6]處理廢棄鉆井液，也可通過自動(dòng)化廢水處理裝置處理廢棄鉆井液。

3 結(jié) 語

在海洋石油鉆井過程中產(chǎn)生的廢棄物會(huì)嚴(yán)重污染海洋環(huán)境，為了盡可能避免上述情況的發(fā)生，必須在石油鉆井開鉆前和鉆井過程中采取相應(yīng)措施?，F(xiàn)場實(shí)踐表明，采取相關(guān)防治措施能夠減輕海洋石油鉆井廢棄物的污染，對(duì)海洋能源開發(fā)中做到人與自然和諧相處以及可持續(xù)發(fā)展確實(shí)起到十分重要的作用。

[1]董國永，周愛國，鄧皓.石油環(huán)保技術(shù)進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社，2006.

[2]楊厚盛.石油運(yùn)輸與海洋保護(hù)[M].北京:人民交通出版社，1986.

[3]大港有天集團(tuán)有限責(zé)任公司科技開發(fā)部.灘海石油工程技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[4]華南環(huán)境科學(xué)研究所.海洋石油開發(fā)環(huán)境油污染[M].北京:海洋出版社，1990.

[5]祝威.石油污染土壤和油泥生物處理技術(shù)[M].北京:中國石化出版社，2010.

[6]王輝,張麗萍.海洋石油污染處理方法優(yōu)化配置及具體案例應(yīng)用[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2007,26(5):408-412.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.035

TE992.3

A

1673-1409(2012)04-N101-02

2012-02-14

宋梓語(1989-)，男，2010年大學(xué)入學(xué)，現(xiàn)主要從事海洋石油環(huán)境保護(hù)與油藏工程方面的學(xué)習(xí)。