摘 要: 針對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)展趨勢是開發(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環(huán)境的危害
廢棄鉆井液就是鉆井過程中排放的巖屑和少量鉆井液、完井時從井筒中返排出的鉆井液和壓井需要所儲備的重泥漿。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發(fā)過程中對環(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·植物生長和人畜健康。國內(nèi)于20世紀(jì)80年代開始了對廢棄鉆井液處理的研究,國家環(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)保評價和處理系統(tǒng),全過程地關(guān)注鉆井液的環(huán)保問題已成為油田企業(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廢棄鉆井液簡單化處理.廢棄鉆井液簡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,操作最簡單。對于海上鉆井的廢棄水基鉆井液,若符合國家和國際環(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?;刈⒎ň褪峭ㄟ^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。此方法對地層要求嚴(yán)格,決不允許廢棄鉆井液逸散,否則就會對地下水產(chǎn)生污染。在海上鉆井時,對于毒性大又難以處理的廢棄鉆井液,若直接排放會污染海洋,若收集運(yùn)往海岸處理,費(fèi)用昂貴,此時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;廢棄鉆并液用來清洗鉆井液罐、振動篩和離心機(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棄鉆井液的儲存坑內(nèi)通過加藥使其沉降分離,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,在儲存坑內(nèi)就地填埋。石油環(huán)境研究委員會用中子探針通道管、測滲計(jì)、真空萃取濕度杯和石膏阻塞劑在對運(yùn)用此法處理的填埋槽周圍設(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,需要考慮以下幾個問題:(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)成為國內(nèi)處理廢棄鉆井液的主要方法之一。試驗(yàn)結(jié)果:無害化處理后的廢棄物有害成分COD,石油類、六價鉻、總鉻及pH值都有較大幅度的降低,符合國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。無機(jī)固化劑具有原料易購、價格低廉、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,能滿足生物生長的要求。葉艷等結(jié)合中國石油塔里木油田公司現(xiàn)場荒漠作業(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)場試驗(yàn),經(jīng)新疆自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站取樣檢測,現(xiàn)場試驗(yàn)7d后的固化體浸出液各項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果可以達(dá)到國家GB8978一1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級標(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,對于鉆井固體廢棄物的現(xiàn)場處理裝置進(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,可以在鉆井的同時對廢棄鉆井物進(jìn)行處理。鐘宇等提出對廢棄鉆井泥漿先破膠分離處理,然后再對分離后的固相物進(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)》的一級標(biāo)準(zhǔn),較好地滿足了廢棄泥漿的無害化處理和實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。
3 結(jié)束語
隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視,越來越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)出臺。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)開發(fā)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)全過程系統(tǒng)環(huán)境控制技術(shù)的研究。生產(chǎn)開發(fā)出綠色、無毒無害的環(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題。
參考文獻(xiàn)
1陳波,鄭杰. 川西北地區(qū)廢棄鉆井液無害化處理技術(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,高級工程師,
現(xiàn)在中國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。