渤海油田石油鉆井中不含油泥漿、巖屑浸出毒性特性研究

畢炎超 閆媛媛 董志虎 李維珍 房芳

摘要：本研究介紹了渤海油田鉆井過程采用水基鉆井液產(chǎn)生的不含油的泥漿和巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后產(chǎn)生的泥餅，是否具有《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)?通則》（GB?5085.7-2019）中的毒性特性。并對照《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)?浸出毒性鑒別》（GB?5085.3-2007）對該泥餅進(jìn)行了浸出毒性特定的判定。經(jīng)檢測，渤海海上油田鉆井產(chǎn)生的不含油泥漿、巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后的泥餅不具有浸出毒性特定。

關(guān)鍵詞：不含油泥漿;巖屑;浸出毒性

1?研究目的

對照《國家危險廢物名錄》（2021年），海上鉆井產(chǎn)生的不含油泥漿、巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后的泥餅未列入其中，但不排除其具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性。本研究重點(diǎn)對其浸出毒性進(jìn)行檢測和研究，為后續(xù)其危險特性鑒別提供數(shù)據(jù)支撐和依據(jù)。

2不含油泥漿、巖屑產(chǎn)生過程

本文中的研究對象為渤海油田鉆井過程采用水基鉆井液產(chǎn)生的不含油的泥漿和巖屑。鉆井液，是鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體總稱，是用各種原材料和化學(xué)添加劑配制成的一種流體。泥漿是廣泛使用的鉆井液，水基鉆井液是一種以水為分散介質(zhì)，以粘土（膨潤土）、加重劑以及各種化學(xué)處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系[1]。海上鉆井過程會通過鉆井液在地層與井下的循環(huán)，及時把破碎的鉆屑帶到地面上來。鉆井未深入到油層部分時，從井眼返回的鉆井液經(jīng)振動篩過濾，除砂器和除泥器分離出地層鉆屑和泥砂后循環(huán)使用。不能循環(huán)使用的鉆井液即是不含油泥漿、分離出的地層鉆屑即為本研究中的不含油巖屑[2，3]。

不含油泥漿、巖屑中主要危害成分為石油勘探過程使用的鉆井液中添加的各類藥劑。添加劑具體見下表1：

一種復(fù)雜的天然有機(jī)高分子化合物的混合物，黑色或黑褐色無定形粉末;微溶于水而呈酸性;無毒;

為含芳香環(huán)和烯鍵的多官能團(tuán)鏈狀高分子化合物;主要由碳、氫、氧、氮等元素組成，其中碳含量52%～65%，氫含量5%～7%，氧含量25%～40%，氮含量約3%～4%，還含有少量磷和硫。

3材料與方法

3.1樣品采集

不含油泥漿、巖屑經(jīng)海上的鉆井平臺收集后，暫存在3方罐內(nèi)，由車運(yùn)回至陸地處置。在陸上經(jīng)過板框壓濾裝置進(jìn)行泥水分離。本研究樣品的采集對象不含油泥漿、巖屑經(jīng)過運(yùn)行穩(wěn)定的板框壓濾機(jī)壓濾后的泥。樣品采集份樣數(shù)為1份，份樣量約2kg。采樣時間為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的8小時內(nèi)完成。

3.2檢測項(xiàng)目

根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)?浸出毒性鑒別》（GB?5085.3-2007），浸出毒性檢測涉及無機(jī)元素及化合物、有機(jī)農(nóng)藥類、非揮發(fā)性有機(jī)化合物、揮發(fā)性有機(jī)化合物。從不含油泥漿、巖屑產(chǎn)生過程、輔助材料使用情況分析，其中不含有不涉及有機(jī)農(nóng)藥類物質(zhì)，需要檢測的項(xiàng)目為無機(jī)元素及化合物、非揮發(fā)性有機(jī)化合物、揮發(fā)性有機(jī)化合物。

3.3檢測方法及儀器設(shè)備

3.3.1預(yù)處理方法

3.3.2分析方法

檢測項(xiàng)目及所用的方法見下表2。

4結(jié)果與討論

根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)?浸出毒性鑒別》（GB?5085.3-2007），“按照HJ/T?299?制備的固體廢物浸出液中任何一種危害成分含量超過表1中所列的濃度限值，則判定該固體廢物是具有浸出毒性特征的危險廢物”。

本次對不含油泥漿和巖屑的樣品按照HJ/T?299制備浸出液，測定結(jié)果見下表3。

由上表3可知，所有項(xiàng)目浸出濃度均未超標(biāo)。其中僅銅、鋅、鉛、總鉻、六價鉻、砷、鎳、氟化物以及苯酚有檢出，其他項(xiàng)目均為未檢出。有檢出的濃度分別為銅0.25mg/L、鋅7.22mg/L、鉛0.30mg/L、總鉻1.12mg/L、六價鉻0.005?mg/L、砷52.5μg/L、鎳0.17mg/L、氟化物0.84mg/L、苯酚1.41μg/L，均未超過《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)?浸出毒性鑒別》（GB?5085.3-2007）表1中所列的濃度限值。由此可判斷不含油泥漿、巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后的泥餅不具有浸出毒性危險特性。

結(jié)語

對照《國家危險廢物名錄》（2021年），海上鉆井產(chǎn)生的不含油泥漿、巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后的泥餅未列入其中，但不排除其具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性。本研究重點(diǎn)研究了不含油泥漿和巖屑的浸出毒性，通過分析和檢測，可判斷不含油泥漿、巖屑經(jīng)板框壓濾預(yù)處理后的泥餅不具有浸出毒性危險特性。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂倩楠.大牛地氣田水基鉆井巖屑危險特性鑒別[J].石油與天然氣化工，2018，47（5）：112-116.

[2]沈曉莉，楊金忠，徐天有，等.典型地區(qū)油氣田水基鉆井巖屑污染特征研究[J].環(huán)境污染與防治，2017，39（5）：480-483.

[3]吳娜，聶志強(qiáng)，李開環(huán)，等.?頁巖氣開采鉆井固體廢物的污染特性[J].中國環(huán)境科學(xué)，2019，39（3）：1094-1100.

作者簡介：畢炎超（1980—??），男，漢族，天津人，本科，環(huán)境工程師，研究方向：固廢處置技術(shù)、危險處置技術(shù)、鉆井廢棄物處置技術(shù)、工業(yè)廢水處理技術(shù)和含油廢水處理技術(shù)。