淺析油田鉆井廢棄鉆井液的處理技術(shù)

劉瀚吾

(延長(zhǎng)油田股份有限公司 王家川采油廠，陜西 延安 717100)

一 鉆井廢棄物無(wú)害化處理的必要性

1.環(huán)境需求。鉆井液對(duì)環(huán)境造成的影響主要表現(xiàn)在:(1)對(duì)地表水和地下水資源的污染;(2)各種重金屬滯留于土壤，影響植物的生長(zhǎng)和微生物的繁殖，同時(shí)因植物吸收而富集，危害到人畜的健康;

鉆井液廢棄物不僅給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染，也占用了日益減少的可耕地資源。因此，各國(guó)都在加強(qiáng)環(huán)保方面的立法和執(zhí)法工作。目前大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都不允許鉆井過(guò)程中形成的廢棄鉆井液、鉆屑、廢水隨意排放，要求進(jìn)行無(wú)害化處理。

2.發(fā)展需求。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)鉆井液以水基體系為主，因此廢棄水基鉆井液處理技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用較多。在陸上鉆井中應(yīng)用最多的是就地固化或就地?zé)o害化處理技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，缺點(diǎn)是只適應(yīng)大坑池地區(qū)的鉆井廢物處理。但鉆井作業(yè)經(jīng)常在一些環(huán)境敏感地區(qū)，傳統(tǒng)的就地固化或無(wú)害化處理技術(shù)的弊病越來(lái)越明顯，迫切需要發(fā)展新型的鉆井廢棄物無(wú)害化處理技術(shù)。

二 鉆井廢棄物無(wú)害化處理技術(shù)

1.廢棄水基鉆井液無(wú)害化處理技術(shù)

廢棄水基鉆井液組成復(fù)雜，穩(wěn)定性高，固液分離難度大，脫出水中污染物濃度大，受井場(chǎng)水、電、場(chǎng)地等環(huán)境條件限制，對(duì)廢棄水基鉆井液的處理裝置的要求體積要小，處理效率要高。受處理成本的限制加入的絮凝劑(破膠劑)、固化劑的量不能大，但處理的效果確要在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)。

圖1 水基鉆井液無(wú)害化處理工藝流程圖

廢棄水基鉆井液無(wú)害化處理裝置為鉆井作業(yè)一體化隨鉆處理裝置。這套裝置通過(guò)巖屑收集、鉆井液破膠脫穩(wěn)和固液分離、污水脫穩(wěn)氣浮、污水高效絮凝及氧化、污水精細(xì)過(guò)濾等多級(jí)處理工藝逐步去除鉆井液中的巖屑、大部分固相和有毒有害化學(xué)成分。脫出的水處理達(dá)標(biāo)后可以實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)回用或達(dá)標(biāo)排放;鉆井巖屑等固廢物通過(guò)強(qiáng)制高效固化處理，能去除所粘附的有害物質(zhì)，達(dá)標(biāo)堆放。全套裝置拆裝方便，容易搬運(yùn)，特別適合流動(dòng)性作業(yè)。

2.廢棄油基鉆井液無(wú)害化處理技術(shù)

隨著石油鉆井開(kāi)發(fā)難度的增加，在鉆井時(shí)越來(lái)越多的應(yīng)用油基泥漿，但是在使用油基泥漿的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含油鉆屑，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。而且全世界絕大部分國(guó)家對(duì)含油鉆屑的排放標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的限制。例如美國(guó)要求含油率要低于3%，在我國(guó)南海地區(qū)要求含油率低于5%。

油基鉆井液無(wú)害化處理主要是油基鉆井液巖屑處理，油基鉆井液可以回收反復(fù)使用。

經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理使油基巖屑達(dá)到國(guó)際油基鉆井液巖屑排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)油基鉆井液巖屑處理工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。

3.油基鉆井液巖屑無(wú)害化處理技術(shù)

圖2 廢棄油基鉆井液無(wú)害化處理流程圖

油基鉆屑處理系統(tǒng)主要由甩干機(jī)、除油高效表面活性劑和石油微生物處理三部分組成。它主要是利用甩干機(jī)強(qiáng)大的離心力將油基泥漿鉆屑含油率減少到5%以下，配合除油高效表面活性劑使用后，可以將鉆屑含油率減少為2%以下，再經(jīng)過(guò)石油微生物處理使油基巖屑的含油量達(dá)到鉆井生產(chǎn)所在國(guó)的允許排放標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過(guò)除油高效表面活性劑處理后，廢棄含油鉆屑自然分為油層、水層和巖屑三層。油層可以回收利用，水層里的藥劑綠色環(huán)保無(wú)污染且可以繼續(xù)循環(huán)使用，巖屑含油率可降低為1%以下，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)可以直接排放。

石油微生物處理油基巖屑是微生物(嗜油菌)將石油等有機(jī)化合物降解成小分子的無(wú)機(jī)物的過(guò)程。該過(guò)程是將低沸點(diǎn)易揮發(fā)的有機(jī)物直接隨空氣被抽出，而高沸點(diǎn)的重組分在生物降解菌的作用下，被徹底降解為CO2和H2O。

含油巖屑的微生物處理采用生物通風(fēng)法，該方法有利于提高油類物質(zhì)的分解速度。生物通風(fēng)法是在待治理堆放的油基巖屑中至少打兩口井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣中加入生物降解菌、微生物營(yíng)養(yǎng)添加劑、增效劑和PH調(diào)節(jié)劑等強(qiáng)行壓入處理物中，然后抽出土壤中的氣體。

生物通風(fēng)技術(shù)特點(diǎn):生物通風(fēng)屬于原位修復(fù)技術(shù)，不挖土，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，能夠修復(fù)被石油污染的低滲透性、高含水率土壤，該方法給土壤注入純氧氣或空氣、升高土壤溫度、添加工程菌將石油類物質(zhì)從其所吸附的土壤顆粒上剝落下來(lái)，從而大大提高生物可利用性。最終產(chǎn)物是CO2、H2O和脂肪酸，環(huán)境副作用小，即使中間產(chǎn)物是污染物，在出口處安裝氣體凈化裝置，不會(huì)造成二次污染。

三 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1.通過(guò)廢棄鉆井液的處理技術(shù)研究，在研究和應(yīng)用過(guò)程中形成了一套技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的廢棄物處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了清潔鉆井，促進(jìn)了油氣勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，滿足了國(guó)內(nèi)石油行業(yè)鉆井工程與環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀的需求。

2.水基鉆井液處理設(shè)備體積小、能耗低、隨鉆固化、搬遷方便，該設(shè)備與破膠劑、固化劑配合處理后的固化物和水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

[1]趙雄虎廢棄鉆井液處理研究進(jìn)展鉆井液與完井液2004