廢棄鉆井液處理技術(shù)特點(diǎn)與適用性比較

摘 要： 針對(duì)廢棄鉆井液的處理現(xiàn)狀，介紹了目前常用的廢棄鉆井液處理技術(shù)和方法。并指出了廢棄鉆井液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)環(huán)保型鉆井液及鉆井液處理工藝、提高固控效率、統(tǒng)一鉆井液處理技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)對(duì)外技術(shù)交流與合作。

關(guān)鍵詞： 廢棄鉆井液；處理技術(shù)方法

1廢棄鉆井液的組成及對(duì)環(huán)境的危害

廢棄鉆井液就是鉆井過(guò)程中排放的巖屑和少量鉆井液、完井時(shí)從井筒中返排出的鉆井液和壓井需要所儲(chǔ)備的重泥漿。廢棄鉆井液是一種含粘土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污水、污油和鉆屑等的多相穩(wěn)定膠態(tài)懸浮體系，表現(xiàn)為成分復(fù)雜、化學(xué)耗氧量（COD）高、礦化度高、色度深和懸浮物質(zhì)量濃度高，含有多種污染因子，是石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的主要廢棄物之一。每年產(chǎn)生廢棄鉆井液絕大部分都以直接排放或自然蒸發(fā)、沉積、干化和就地掩埋等方法進(jìn)行處理，造成了地表水和地下水資源污染，鹽、堿及巖鹽導(dǎo)致土壤板結(jié)甚至無(wú)法返耕，重金屬、化學(xué)添加劑和生物降解后產(chǎn)物滯留土壤或水澤，從而影響微生物繁殖·植物生長(zhǎng)和人畜健康。國(guó)內(nèi)于20世紀(jì)80年代開(kāi)始了對(duì)廢棄鉆井液處理的研究，國(guó)家環(huán)保局也相繼頒布GB 4284-1984《農(nóng)用污泥污染物的控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB5086-2-1997《固化物浸泡液毒性分析》等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保護(hù)日益惡化的生態(tài)環(huán)境。因此建立鉆井液、處理劑、廢棄物環(huán)保評(píng)價(jià)和處理系統(tǒng)，全過(guò)程地關(guān)注鉆井液的環(huán)保問(wèn)題已成為油田企業(yè)環(huán)保工作的重點(diǎn)。

2 廢棄鉆井液的處理技術(shù)與方法

2.1廢棄鉆井液簡(jiǎn)單化處理.廢棄鉆井液簡(jiǎn)單化處理是在不添加處理藥劑的條件下直接處理廢棄鉆井液。包括直接排放法和回注法。

2.1.1直接排放法。直接排放法是最常規(guī)的處理廢棄鉆井液的方法。這種方法費(fèi)用最省，操作最簡(jiǎn)單。對(duì)于海上鉆井的廢棄水基鉆井液，若符合國(guó)家和國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，便可使用此法。但此法只限于低毒、無(wú)毒、易生物降解的鉆井廢棄物。隨著環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，這種方法已逐漸受到限制。

2.1.2回注法。回注法就是通過(guò)一定的方式和手段將廢棄鉆井液注人到并里的安全地層或井眼的環(huán)形空間，或下到非滲透性地層，再自行封閉。此方法對(duì)地層要求嚴(yán)格，決不允許廢棄鉆井液逸散，否則就會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染。在海上鉆井時(shí)，對(duì)于毒性大又難以處理的廢棄鉆井液，若直接排放會(huì)污染海洋，若收集運(yùn)往海岸處理，費(fèi)用昂貴，此時(shí)回注法就是首選的處理方法。

2.2 廢棄鉆井液資源化處理。廢棄鉆井液資源化處理是盡可能多的將廢棄鉆井液重復(fù)使用和回收利用，包括循環(huán)使用法和回收再利用法。

2.2.1循環(huán)使用法。廢棄鉆井液、廢水和廢材料可循環(huán)使用。例如將冷卻水、制動(dòng)水和密封水進(jìn)行循環(huán)使用可以節(jié)省大量的流體；廢棄鉆并液用來(lái)清洗鉆井液罐、振動(dòng)篩和離心機(jī)面板；重復(fù)利用雨水清洗鉆井設(shè)備都是很有效的循環(huán)使用途徑。同時(shí)在一些井網(wǎng)密度高的地區(qū)，鉆井液能夠多次重復(fù)利用。

2.2.2回收再利用法?；厥赵倮梅ㄌ幚韽U棄鉆井液是一項(xiàng)既經(jīng)濟(jì)又合理的處理方法。運(yùn)用固液分離技術(shù)，可以將脫出水和脫出固相再用來(lái)配置淡水鉆井液和鹽水鉆井液。鉆井液中的某些添加劑也可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ厥赵倮?，例如加重劑的回收就可以?jié)約大量資金。還有很多其他廢棄材料都可以回收再利用。

2.3 廢棄鉆井液穩(wěn)定化處理。廢棄鉆井液穩(wěn)定化處理是采取某種處理方法使廢棄鉆井液趨于穩(wěn)定，減少其對(duì)周邊環(huán)境的污染與破壞。包括回填法、土地耕作法和固化法。

2.3.1回填法?；靥罘ㄊ窃趶U棄鉆井液的儲(chǔ)存坑內(nèi)通過(guò)加藥使其沉降分離，上部清液達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)直接排放。剩余部分經(jīng)干燥后，在儲(chǔ)存坑內(nèi)就地填埋。石油環(huán)境研究委員會(huì)用中子探針通道管、測(cè)滲計(jì)、真空萃取濕度杯和石膏阻塞劑在對(duì)運(yùn)用此法處理的填埋槽周?chē)O(shè)點(diǎn)，就地表水和受輻射的土壤進(jìn)行了跟蹤研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法對(duì)地表水和其輻射的土壤有一定的影響，所以此法必須慎用。在運(yùn)用此法處理廢棄鉆井液時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）填埋物的化學(xué)含量；（2）填埋槽的深度和位置；（3）填埋物的含水量及條件；（4）填埋槽的滲漏或析出。

2.3.2土地耕作法。土地耕作法是將廢鉆井液除去上部水后，將鉆井液池中的污泥和廢渣直接撒到土壤表面，利用土地耕作機(jī)將其與土壤混合，利用土壤的凈化特性，吸附、吸收和生物降解鉆井液中的有毒組分，達(dá)到無(wú)害化處理的目的。

2.3.3固化法。 固化法是一種比其他處理廢棄鉆井液更便宜的方法，國(guó)際上在普遍應(yīng)用。固化法是向廢棄鉆井液中加人固化劑，使其轉(zhuǎn)化為土壤或膠結(jié)強(qiáng)度很大的固體。根據(jù)所用材料的種類，可分為水泥基固化、石灰基固化、水玻璃基固化和復(fù)合固化等多種方法。采用固結(jié)技術(shù)處理廢棄鉆井液具有材料運(yùn)輸量少、施工速度快、經(jīng)濟(jì)、處理效果好和處理量大等優(yōu)點(diǎn)，還可利用廢鉆井液的固結(jié)修筑井場(chǎng)基礎(chǔ)和道路，是油氣田環(huán)境保護(hù)和工業(yè)廢棄物處理的一條有效途徑。固化法已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)處理廢棄鉆井液的主要方法之一。試驗(yàn)結(jié)果：無(wú)害化處理后的廢棄物有害成分COD，石油類、六價(jià)鉻、總鉻及pH值都有較大幅度的降低，符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。無(wú)機(jī)固化劑具有原料易購(gòu)、價(jià)格低廉、使用方便和固化效果好等優(yōu)點(diǎn)。并在實(shí)驗(yàn)室形成了一套固化劑配方，所配制的固化劑對(duì)淡水基聚合物鉆井液具有良好的固化效果。固化物具有較大的抗壓強(qiáng)度；固化物的孔隙度為31%一43%，與土壤的孔隙度接近，浸出液pH值為7-8，能滿足生物生長(zhǎng)的要求。葉艷等結(jié)合中國(guó)石油塔里木油田公司現(xiàn)場(chǎng)荒漠作業(yè)環(huán)境實(shí)際，采用安定化固化法，先采用破膠技術(shù)破壞鉆井液的穩(wěn)定性，再用復(fù)合固著劑將鉆井廢液摻和、包容在惰性材料中形成微匣限反應(yīng)環(huán)境，利用其封閉、穩(wěn)定和化學(xué)凝固作用，實(shí)現(xiàn)污染物的長(zhǎng)效治理。再利用結(jié)構(gòu)劑改善固化體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短反應(yīng)時(shí)間，增加整體抗壓強(qiáng)度，以達(dá)到適應(yīng)荒漠作業(yè)的目的。該方法在在塔里木油田公司東河1一H3 （ DH1-3H）井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，經(jīng)新疆自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站取樣檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)7d后的固化體浸出液各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果可以達(dá)到國(guó)家GB8978一1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4處理廢棄鉆井液的新方法

日本提出一種新的鉆井廢棄物處理技術(shù)—蒸發(fā)濃縮處理方法。該法采用真空蒸發(fā)分

離和旋流壓縮等技術(shù)手段，在廢棄物處理的化學(xué)藥劑及方法上進(jìn)行突破，研制了新型絮凝劑、污水處理劑、土壤改良劑和固體穩(wěn)定劑等處理藥劑。此外，對(duì)于鉆井固體廢棄物的現(xiàn)場(chǎng)處理裝置進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用了真空蒸發(fā)分離裝置和臥式旋流壓縮裝置等大型設(shè)備，并將其集成為一體化的廢棄物處理裝置，可以在鉆井的同時(shí)對(duì)廢棄鉆井物進(jìn)行處理。鐘宇等提出對(duì)廢棄鉆井泥漿先破膠分離處理，然后再對(duì)分離后的固相物進(jìn)行焚燒、制作燒結(jié)磚和免燒磚的工藝方法并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。其浸毒液也能達(dá)到GB8978一1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，較好地滿足了廢棄泥漿的無(wú)害化處理和實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)出臺(tái)。石油工作者也要轉(zhuǎn)變思想觀念，從污染物的末端治理技術(shù)開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)全過(guò)程系統(tǒng)環(huán)境控制技術(shù)的研究。生產(chǎn)開(kāi)發(fā)出綠色、無(wú)毒無(wú)害的環(huán)保型鉆井液和新型鉆井液處理工藝技術(shù)，從根本上解決廢棄鉆井液污染問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

1陳波，鄭杰. 川西北地區(qū)廢棄鉆井液無(wú)害化處理技術(shù)及應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古石油化工. 2010（17）

作者簡(jiǎn)介：蔣學(xué)彬（1974-），1998年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，

現(xiàn)在中國(guó)石油川慶鉆探工程公司安檢院從事油氣田安全環(huán)保管理和科研工作。