油田廢棄鉆井液無害化處理技術

方圓 (中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部上海作業(yè)公司，上海 200335)

0 引言

隨著石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，廢棄鉆井液的處理問題逐漸受到了人們的關注。我國是石油開采大國，每年會產(chǎn)生大量的廢棄鉆井液，受技術和場地的影響，大多數(shù)油田的廢棄鉆井液都直接排放到環(huán)境當中，對環(huán)境危害極大。出于環(huán)境保護的需要，廢棄鉆井液的無害化處理日漸迫切。如何降低廢棄鉆井液的環(huán)境危害，做到無害化處理，是擺在廣大石油開采企業(yè)面前的一大難題。

1 油田廢棄鉆井液無害化處理的重要性

1.1 可持續(xù)開采的需要

廢棄鉆井液主要成分是由構成礦井液的水、泥、抑制劑、加重材料以及開采過程中產(chǎn)生的礦屑、油類、重金屬、污染物組成，其成分復雜，處理困難【1】。伴隨著石油開采的進行，大量的廢棄鉆井液逐漸累積，對開礦企業(yè)的廢棄鉆井液存儲設施和堆放場所帶來了巨大壓力，如果不能及時地處理這些廢棄物，會嚴重地限制開采工作，限制企業(yè)發(fā)展。對廢棄鉆井液進行無害化處理，可以有效地降低開采企業(yè)的處理成本，節(jié)約存儲場地，提高生產(chǎn)利潤，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。廢棄鉆井液中的固化物還可以通過處理，用于道路鋪設和房屋建設，提高資源的重復利用率。

1.2 環(huán)境保護的需要

環(huán)境保護是我國一貫堅持的發(fā)展路線，對各類生產(chǎn)活動有著相關要求，在重工業(yè)企業(yè)的排放標準上面有著嚴格的規(guī)定。廢棄鉆井液含有大量的有害物質(zhì)，會對其堆放地區(qū)的水資源產(chǎn)生污染,對地表水和地下水都會有較大影響，嚴重威脅附近居民的飲用水安全問題。此外，廢棄鉆井液中含有大量的重金屬和有害元素，在滲入地表后會被植物吸收，在這附近生產(chǎn)的糧食蔬菜都會含有重金屬和有害物質(zhì)，長期食用這些有害的糧食蔬菜，重金屬和有害元素會在人體內(nèi)積聚，對人體健康造成巨大危害。廢棄鉆井液不僅會危害環(huán)境，也會占用大量的耕地和建設用地來儲存這些廢棄物。隨著保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的需要，廢棄鉆井液的無害化處理必須得到重視。

2 油田廢棄鉆井液處理方法

2.1 固化處理法

固化處理法指的是向廢棄鉆井液中加入固化劑，將其轉化成固體物質(zhì)，將其填充到礦坑中，回填土地，或者用于道路和房屋的建設。固化處理法分為物理固化和化學固化兩種。物理固化是指將廢棄液進行過濾，去除廢水等液體后將廢渣進行風干后回填或再利用，缺點是會污染空氣和存放地土壤。化學固化是指采用有機物或者無機物對廢棄液進行轉化和降解，從而形成固化物【2】。有機處理方法主要是通過有機固化劑對廢棄物進行處理，具有危害小的特點但是成本較高。采用無機物處理廢棄物，主要是使用水泥、石灰等常見材料進行固化，優(yōu)點是成本低，固化效果好，但是處理不夠徹底，對后續(xù)的運輸處理工作要求較高。

2.2 循環(huán)處理法

循環(huán)處理法是將廢棄鉆井液進行過濾篩選，將廢棄液中有用成分提取出來，再適量地添加補充鉆井液需要的添加劑，重新運用到下次的鉆井任務中去，這樣不僅可以節(jié)約廢棄液處理成本，還可以對資源進行再利用，節(jié)約資源。廢棄液經(jīng)過處理，其二次循環(huán)利用率可以達到七成以上，可以極大地節(jié)約新礦井的礦井液生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。循環(huán)處理法，雖然可以很好地節(jié)約資源，但是對于過濾技術和運輸水平要求較高，要根據(jù)礦場實際狀況進行選用。

2.3 微生物處理法

微生物處理法是指運用微生物的降解作用將廢棄鉆井液中的有機物進行降解轉化成無機物。通過檢測廢棄鉆井液中的成分，有針對性地加入降解微生物，對廢棄物進行自然降解。降解后的廢棄物還可以進行資源再利用。該方法操作簡單，成本低，綠色環(huán)保，是現(xiàn)階段廣受石油開采企業(yè)歡迎的油田廢棄鉆井液處理方法。

2.4 固液分離法

固液分離法是指采用適量的破凝劑將鉆井廢棄液中的混合體進行固液分離。將鉆井廢棄液分離成絮狀物和固體物以及廢水，再進一步進行二次處理。固液分離法是一種分類處理方法，根據(jù)廢棄液中各類物質(zhì)的特性，進行分化處理。固液處理法雖然可以有效地將各類物質(zhì)合理地進行分化，但是對固體物還需要進行后期固化處理，對于廢水也要進行除色和凈化工作，對企業(yè)的設備和技術具有較高的要求。

2.5 破乳法

有的鉆井液本身是乳狀液，同時鉆井液在鉆井過程中由于水和油的混合轉動，也會形成黏稠的液體。這就給廢棄鉆井液的處理帶來了巨大的困難，由于其特殊狀態(tài)，很難進行封閉儲存，大多數(shù)情況是就地存放，嚴重地污染了環(huán)境，所以對于乳狀鉆井液，就必須實施破乳，這一過程被稱為破乳法。破乳可以用常規(guī)的加入化學劑的方法,利用化學劑的特殊作用破壞鉆井液結構，如利用電解質(zhì)所帶正負電荷的不同，或者通過加入降黏劑和破凝劑等化學制劑降低鉆井液的黏度，破壞鉆井液的乳狀結構【3】。但這些方法由于需要使用大量的化學制劑，不僅增加了處理成本，如果選擇的破凝劑不合適，還會造成更多的二次處理問題。

3 油田廢棄鉆井液無害化處理發(fā)展趨勢和展望

3.1 從源頭管控

廢棄鉆井液的前身是鉆井液，要想更好地處理油田廢棄鉆井液，就要從源頭上進行把控，采用高性能的水基鉆井液，減少油基鉆井液和其他鉆井液的使用頻率，推廣清潔生產(chǎn)。采用高性能的水基鉆井液，可以有效地降低廢棄液中油料、重金屬和有毒物質(zhì)的含量，降低油田廢棄鉆井液的危害。鉆井設備方面，采用固控效果好，使用效率高的鉆井設備。好的鉆井設備不僅可以提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟效益，還可以改善井下環(huán)境，降低鉆井廢棄液的污染物含量。國家要嚴格制定鉆井液使用標準和排放標準，在采礦前要要求企業(yè)先建立起完善的廢棄液處理系統(tǒng)，保證企業(yè)具備合格的廢棄液處理能力，防止后續(xù)處理能力不足，造成廢棄鉆井液處理不當，影響企業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護[4]。

3.2 提升固化處理能力

油田廢棄鉆井液的主要處理方式便是固化處理方式，如何提升固化處理能力，要求企業(yè)加強前期的規(guī)劃建設，預留好固化處理的場地。在固化物方面要做好甄別，不能將有危害的廢棄液露天堆放，危害空氣和土壤水質(zhì)。在化學固化方面，采用經(jīng)濟型的固化材料，控制成本，積極開發(fā)新型固化材料，提升廢棄鉆井液的固化作用。采用破膠絮凝-固液分離的方法，該方法是在固化處理基礎上進行完善和提升，將污染物進行固液分離，再采取不同的方式進行污染指標的處理和綜合，實現(xiàn)了很好的效果。固化處理并不能徹底地解決廢棄液問題，在后期的運輸和再利用方面也要跟上腳步，提高企業(yè)的運輸能力，將固化后的廢棄物用在礦場道路建設和廠房宿舍的建設，將固化廢棄物的價值充分發(fā)揮。

3.3 加強廢棄鉆井液處理劑和技術研發(fā)

由于各個油田的土層結構和不同鉆井液的使用，每個油田產(chǎn)生的鉆井廢棄液成分都有所不同。對于不同的廢棄鉆井液，就需要加入各種各樣有針對性地處理劑進行分類治理，同時由于添加了不同的廢棄液處理劑，也使得廢棄物物質(zhì)成分變得更加復雜，對后續(xù)的二次處理工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。如果能夠研發(fā)出新型環(huán)境友好型的高效處理劑，就可以降低后期處理難度，提高油田鉆井廢棄液的處理效率。天然有機高分子絮凝劑，可以有效地提升廢棄液絮化水平，采用無害化材料制成，綠色環(huán)保，可降解的特性也減少了后期廢棄液處理二次處理工作。另外，還可以針對中國現(xiàn)在常用的油基鉆井液、水基鉆井液等主要鉆井液，研制通用的處理技術及固化配方，為企業(yè)提供適用的廢棄液處理方法。

3.4 推廣微生物降解技術

微生物降解法是一種危害性較小、成本投入低的廢棄鉆井液處理方式。微生物降解技術雖然高效經(jīng)濟，但是對操作工藝和場地要求較高，不僅要求企業(yè)具有較高的技術儲備，還需要提供大量的場地用于微生物自動降解。利用微生物降解技術，可以將廢棄鉆井液中的有機物進行轉換，降低廢棄液的影響。我國在微生物降解技術的研究與應用方面尚處在起步階段，推廣微生物降解技術，提高微生物降解技術在油田的鉆井廢棄液的處理方面的使用比例，可以提升我國鉆井廢棄液的處理水平，響應環(huán)境保護號召。為推廣微生物降解技術，相關部門要積極宣傳其優(yōu)勢，對技術缺乏的企業(yè)提供技術支持，普及運用微生物降解技術。

3.5 學習國外先進方法經(jīng)驗

國外關于油田的鉆井廢棄液處理研究早在20世紀中后期便逐漸展開，逐漸形成了一整套廢棄鉆井液處理標準，追求鉆井液無害化和零污染發(fā)展。我國工業(yè)化起步較晚，對于環(huán)境保護工作的開展也較晚，對于廢棄鉆井液的處理研究不過二三十年歷史，在技術水平和管理方法方面都遠遠落后于國外發(fā)達國家。國內(nèi)企業(yè)要虛心學習國外先進處理技術和管理方法，結合我國油田實際狀況，不斷從中吸收適合我國鉆井廢棄液處理發(fā)展的經(jīng)驗，為促進我國鉆井廢棄液處理技術發(fā)展做貢獻。

4 結語

經(jīng)過多年的探索，我國廢棄鉆井液處理技術有了一定的發(fā)展，但是其無害化處理水平和成本控制等方面還有很多的不足。部分企業(yè)對于鉆井液處理不夠重視，企業(yè)廢棄液處理設備落后，技術儲備不足，廢棄鉆井液處理水平遠遠滯后于企業(yè)發(fā)展需求。為了響應國家環(huán)境保護建設的要求，企業(yè)要自覺完善廢棄鉆井液處理水平，提升無害化處理能力。國家要制定相關法律和行業(yè)發(fā)展標準，規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)和配套處理設施建設，積極促進國內(nèi)外相關企業(yè)的交流合作。