簡析水基鉆井廢泥漿及鉆屑處理現(xiàn)狀

馬文翠 袁新 孫恩呈 張靜 李乾

摘 要：本文介紹了水基鉆井廢泥漿及鉆屑的資源化利用現(xiàn)狀，主要包括直接排放法、就地掩埋法、固化處理法及固液分離法等。結(jié)合當(dāng)前技術(shù)針對性地提出了幾種資源化利用途徑，包括固化后資源化利用、制磚及制備濾料等，為今后更深一步實現(xiàn)水基鉆井廢泥漿的資源化利用提供一定的研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水基鉆井廢泥漿;鉆屑;資源化利用

1 水基鉆井廢泥漿后期處理現(xiàn)狀

自上世紀(jì)70年代以來，美國、前蘇聯(lián)、加拿大和中國的一些研究部門圍繞著如何處理鉆井廢棄物進(jìn)行了大量的研究工作，找到了一些處理鉆井廢泥漿的方法：如固液分離法、環(huán)空或地層注入法、土地分散耕施法、干燥焚燒法、化學(xué)固化法、生物降解法、轉(zhuǎn)化為其它用途等。目前，國內(nèi)油田對廢棄鉆井泥漿治理研究主要集中在后期處理上，如直接排放法、就循環(huán)使用法、固化處理法及固液分離法等。

1.1 直接排放法

廢棄鉆井泥漿部分可直接排放到環(huán)境中。但只限于那些低毒或無毒、易生物降解的鉆井廢棄物，如水基鉆井泥漿，礦物油基鉆井泥漿回收基液后剩余的廢棄物、合成基鉆井泥漿和鉆屑等。

1.2 循環(huán)使用法

有些廢棄鉆井泥漿、廢水、廢材料等可循環(huán)使用。水是最有可能被循環(huán)使用的，例如從鉆井泥漿中分離出來的廢水可以收集后再循環(huán)使用。生產(chǎn)水經(jīng)過處理后再注入井內(nèi)以平衡井內(nèi)壓力，也可用于重油的處理。要求安裝的設(shè)備能便利地使用可重復(fù)利用的廢材料，例如安裝循環(huán)系統(tǒng)以便收集溶劑和其它能夠收集的材料并在井場重復(fù)使用。有些暫時廢棄的鉆井泥漿（如改變鉆井泥漿的密度、粘度等處理的一部分鉆井泥漿）在適當(dāng)?shù)臅r候又可以在該井使用，或運(yùn)到另一口適合的井上再使用。

1.3 化學(xué)強(qiáng)化固液分離法

配制泥裝用的膨潤土本身具有很強(qiáng)的水化能力，此外由于鉆井泥漿中又加入了大量的各種護(hù)膠劑，致使廢棄鉆井泥漿體系中具有表面活性的固體比普通污泥要高很多，廢棄鉆井泥漿脫穩(wěn)的難度也就大大增加了。通過加入各種化學(xué)處理劑破膠劑改變鉆井泥漿的物理、化學(xué)性質(zhì)，破壞鉆井泥漿的膠體體系，促使懸浮的細(xì)小顆粒聚結(jié)成較大的絮凝體，再由過濾、離心等機(jī)械手段達(dá)到固液分離的目的，這種方法就稱為化學(xué)強(qiáng)化固液分離。

1.4 回填法

廢棄鉆井泥漿在儲存坑內(nèi)通過沉降分離，上部清液達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后直接排放。剩余部分經(jīng)干燥后（并不一定要完全干燥，只要到一定程度就行），在儲存坑內(nèi)就地填埋，但必須保持頂部的土層有厚，然后恢復(fù)地貌。這種方法不失為一種處理低毒和無毒廢棄鉆井泥漿的好方法，但不能用于毒性較大的廢棄鉆井泥漿的處理。石油環(huán)境研究委員會對填埋在坑內(nèi)的鉆井廢棄物通過中子探針、測滲計、真空萃取濕度杯和石膏阻塞劑在坑周圍設(shè)點，就地表水和受轄射的土壤進(jìn)行了跟蹤研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法對地表水和受輻射的土壤有很大的影響，所以回填法必須要慎用。

1.5 填埋冷凍法

在比較寒冷的地方，廢棄鉆井泥漿和鉆屑可以注入凍土層，將這些廢棄物永久地冷凍在凍土層中，這樣就不會發(fā)生遷移造成環(huán)境的污染。在美國阿拉斯加州的北斜坡地區(qū)使用該方法，在該地區(qū)通過使用廢棄物處理設(shè)備已成功地將鉆井廢棄物注入到深的地下冷凍層，并跟蹤了它的潛在污染情況，發(fā)現(xiàn)結(jié)果非常理想。雖然鉆井廢棄物具有一定的溫度，注入到冷凍層后對里面的溫度有影響，但是這個影響很微弱，不會使冷凍層的冷凍物融化，相反可以將廢棄物永久冷凍起來而不讓其發(fā)生遷移。在適宜的區(qū)域用該方法處理鉆井廢棄物是很好的。

1.6 運(yùn)至指定地點集中處理法

廢棄鉆井泥漿中的部分廢棄物在井場不能當(dāng)場處理也不能直接排放，必須運(yùn)出井場到某指定地點集中處理。這主要是針對那些毒性比較大、用常規(guī)方法處理會嚴(yán)重污染環(huán)境，也沒有合適的處理方法的廢棄鉆井泥漿?，F(xiàn)在很多的油田采用“不落地”的收集方式，集中處理或者轉(zhuǎn)運(yùn)后集中處理。

1.7 生物處理法

生物處理鉆井廢棄物的方法有許多種。微生物降解法是利用微生物將有機(jī)長鏈或有機(jī)高分子降解成為環(huán)境可接受的低分子或氣體，使用該方法的困難是如何選擇合適的微生物菌種和載體。生物絮凝法是在廢棄鉆井泥漿中加入特殊的微生物，使一些高分子有機(jī)物絮凝并且沉積下來，可用于鉆井廢水的處理。該方法中所用微生物必須是通過自然蹄選或誘變培育及基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)獲得的特種微生物。這些微生物同時還可以對某些有機(jī)物進(jìn)行降解，如鄰、間、對苯酚就可以在這樣的微生物作用下發(fā)生生物降解。

1.8 固化法

固化法是向廢棄鉆井泥漿中加入固化劑，使其轉(zhuǎn)化為土壤或膠結(jié)強(qiáng)度很大的固體，就地填埋或作為建筑材料等。該方法能夠消除廢棄鉆井泥漿中的金屬離子和有機(jī)物對水體、土壤和生態(tài)環(huán)境的影響和危害。該方法現(xiàn)在被認(rèn)為是一種比較可靠的治理廢棄鉆井泥漿污染的好方法。對于治理難度最大的COD、Cr6+、pH值和總鉻污染最為有效。根據(jù)固化浸出液毒性測定，達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對于含水量最高的廢棄鉆井泥漿，可以結(jié)合固液分離技術(shù)，以取得最佳的處理效果。適用的鉆井泥漿體系主要為膨潤土型、部分水解聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鉻、油基鉆井泥漿等?，F(xiàn)在對廢棄鉆井泥漿的固化已有許多成熟的技術(shù)，可用于不同廢棄鉆井泥漿的固化。

2 結(jié)論

以上分析表明，傳統(tǒng)的廢棄鉆井泥漿的處理技術(shù)都存在自身的局限性，回收利用只能回收利用廢棄泥漿的一部分，不能回收的部分也是存在環(huán)境隱患需要處理的;直接排放法、回填法、回注法、集中處理法、填埋法、處理不徹底，存在很大的環(huán)境隱患，并沒有解決環(huán)保問題;生物處理法對微生物的生存環(huán)境條件要求很苛刻，固液分離法工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高、處理費用高，其推廣應(yīng)用受到了限制;固化法雖然能有效的控制廢棄泥漿中的污染物，但是固化后的泥漿也是需要地點堆放，無法進(jìn)行資源利用的。同時，這幾種廢棄鉆井泥漿的處理方法還有一個共同特點，就是錯過了預(yù)防和控制污染的環(huán)節(jié)，也沒有系統(tǒng)性，對廢棄鉆井泥漿中的有價值成分也未加以利用，難以滿足石油鉆井清潔生產(chǎn)的要求。