＊余明炎

（中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部 廣東 518000）

引言

在油氣田實際生產(chǎn)中，鉆進過程中使用油基鉆井液，這樣就必然會導致油基巖屑的產(chǎn)生。為了避免油基巖屑對環(huán)境的污染，就需要采用合適的方法和技術來對油基巖屑實施脫油處理。下文主要對常溫萃取技術、熱脫附技術、回轉窯協(xié)同技術在油基巖屑脫油處理中的應用進行了探討，旨在進一步明確這些脫油處理技術在成本、環(huán)保以及效益方面的區(qū)別，使工作人員能夠根據(jù)實際生產(chǎn)來選擇最為合適的脫油處理技術。

1.油基巖屑常見的脫油處理技術及其應用

(1)常溫萃取技術

在油基巖屑脫油處理過程中，常溫萃取技術的基本原理如下：在常溫常壓環(huán)境下選擇使用合適的溶劑，來對油基巖屑固相界面的特性進行改變，從而使油基鉆井液與巖屑進行有效分離。常溫萃取技術在對油基巖屑進行脫油處理時，首先將油基巖屑送入到萃取分離裝置中，之后向其中添加適量的萃取劑，等到待處理物質的固相界面特性發(fā)生變化之后，油基鉆井液與其它固體物質就實現(xiàn)了物理性質上的分離；之后液相部分轉移到精制裝置中，并對液相部分進行處理，在達到相關標準之后實現(xiàn)回用；固相部分被輸送到烘干裝置中進行烘干，并確保固相殘渣中的含油量低于1%；與此同時，采用間接加入的方式，能夠使萃取劑轉變?yōu)闅庀酄顟B(tài)，并使其經(jīng)由冷凝回收裝置實現(xiàn)回收，這樣在整個密閉的空間內就能夠實現(xiàn)萃取劑的循環(huán)使用。

某油氣田在生產(chǎn)過程中使用常溫萃取技術來對油基巖屑進行脫硫處理，已經(jīng)累積處理油基巖屑總量超過3萬噸，同時經(jīng)過具有資質的第三方檢測中心對處理后的固相產(chǎn)物進行測定，結果表明固相殘渣含油率已經(jīng)位于1%以下，排放后對環(huán)境不具備危害性。工作實踐已經(jīng)充分表明，常溫萃取技術在油基巖屑脫油處理中的應用不但已經(jīng)達到了較好的處理水平，同時處理過程不會產(chǎn)生廢水、廢氣等二次污染性物質，因此，該技術具有非常優(yōu)秀的環(huán)保特性。

(2)熱脫附技術

熱脫附技術在油基巖屑處理過程中最為重要的裝置就是摩擦式熱脫附分離設備。在該裝置中，油基巖屑通過摩擦，使環(huán)境溫度上升，油基鉆井液在高溫下發(fā)生加熱，并轉變?yōu)闅庀?，氣相物質經(jīng)由冷凝裝置進行冷凝分離，這樣就實現(xiàn)了油基鉆井液與固相物質相分離的目的。

在熱脫附技術實際使用過程中，摩擦生熱主要通過裝置中的研磨棒與油基巖屑劇烈摩擦所形成的，最終可以使其溫度上升到230℃～350℃，在這一溫度環(huán)境下，烴類物質會發(fā)生揮發(fā)，但是并不會發(fā)生化學變化。這樣，油基巖屑中的油基鉆井液以及水分就會蒸發(fā)變?yōu)闅庀啵⒔?jīng)由混合蒸汽孔在負壓的帶動下流入冷凝分離裝置，冷凝分離后就能夠實現(xiàn)液相物質的回收與再利用；固相殘渣從卸料口進行排出。熱脫附技術在實際應用之后，其終產(chǎn)物固相殘渣經(jīng)過檢測，固相殘渣中的含油率低于1%，且能夠實現(xiàn)部分油基鉆井液的回收。

(3)回轉窯煅燒瓦斯灰協(xié)同處理

該技術在油基巖屑脫油處理實際應用過程中，需要使用燃料。油基巖屑在回轉窯中被高溫焚燒，其中含有的金屬元素會發(fā)生氧化還原反應，并通過煙道，在煙道中被氧化，之后隨著煙氣從回轉窯中留出進入沉降室，在沉降室中粗顆粒物質與粉塵物質被分離出去。具體的處理過程如下：

工作人員把需要處理的油基巖屑、瓦斯灰按照既定的比例進行混合，并將混合物輸送到回轉窯內，并且混合物隨著窯體的轉動，逐漸向著窯口進行轉移，在此過程中，混合物在1100℃～1400℃高溫環(huán)境下，與其中的金屬發(fā)生氧化還原反應，并進入煙氣中，之后煙氣流入沉降室中，顆粒性物質以及粉塵在沉降室中發(fā)生沉降，并實現(xiàn)分離。從沉淀室上的兩個導管向冷卻系統(tǒng)導入沉淀室的煙道氣和粉塵（含產(chǎn)品氧化鋅和重金屬元素）。冷卻后，不同的煙塵內容物會進入不同的捕集系統(tǒng)，在袋內進行氣固分離，回收產(chǎn)品，最后，在脫硫塔除去SO2后，通過磁分離將銀、鐵、碳渣、鉻等物質進行分離。剩下的鋼渣主要是以煤和石油為基礎的巖屑焚燒渣，可以作為水泥制造的輔助材料被水泥工廠所使用。含有金屬成分的灰可以回收其中含有的重金屬。

該技術在國家級示范區(qū)使用之后，完成了對1萬多噸油基巖屑的處理。通過回轉窯煅燒瓦斯灰協(xié)同處理技術對油基巖屑進行處理之后，在設定的過程條件下，尾氣由本地環(huán)境保護部監(jiān)視，滿足工業(yè)排放大氣污染物排放標準，也符合當前的環(huán)保標準。

2.三種脫油處理技術對比分析

對于油氣田實際生產(chǎn)來講，油基巖屑是非常常見的一種副產(chǎn)物，并且隨著油氣田的開發(fā)，油基巖屑產(chǎn)量也會不斷提升。因此，在油基巖屑處理過程中，選擇一種成本較低、適應性好、綜合效益較高的脫油處理工藝就顯得尤為關鍵。本研究中以單井處理600t油基巖屑為例，分析了上述三種油基巖屑脫油處理工藝的先進性與綜合效益。

(1)綜合成本對比

①設備費

常溫萃取、熱脫附以及回轉窯協(xié)同工藝對油基巖屑進行脫油處理都需要用到相關的機械設備，其中常溫萃取工藝所需要的設備以及建設處理場所所需要的投入為4000萬元，熱脫附工藝所需要的設備以及建設處理場地所需要的投入為2000萬元，回轉窯協(xié)同工藝所需要的設備以及建設處理場地所需要的投入費用為4000萬元；選擇使用這三種技術對油基巖屑進行脫油處理，其每天的處理量為200t、80t以及100t，所以采用這三種工藝處理完成600t油基巖屑所消耗的時間為3天、7.5天以及6天。因此，按照5年進行計算，能夠得出這三種工藝的設備折舊費分別為6.58萬元、8.22萬元、13.15萬元。

②藥劑費

萃取藥劑計2萬元/m3，每處理1噸油基巖屑損耗5%，則藥劑損耗0.1萬元。

③能耗

萃取技術總裝機功率800kW，實際運行功率500kW，設備使用網(wǎng)電（計1元/度）；鍋爐2臺（規(guī)格分別為2t/h、3t/h），折合處理1噸油基巖屑用天然氣50m3，600t需3萬立方米天然氣計3元/m3，則能耗12.6萬立方米；熱脫附設備與回轉窯煅燒瓦斯灰協(xié)同利用設備實際運行功率分別為250kW、400kW，則處理600噸油基巖屑能耗分別為4.5萬元、5.76萬元。

④人工費

在油基巖屑處理中，工作人員的成本按照500元/天進行計算，常溫萃取工藝、熱脫附工藝以及回轉窯工藝所需要的工作人員數(shù)量分別為8人、6人以及12人，通過計算能夠得知三種工藝所需要的人力成本為1.2萬元、2.25萬元、3.6萬元。常溫萃取工藝所需要的人工成本最低。

⑤回收價值

這三種工藝對油基巖屑進行處理后，固相殘渣都能夠在建材領域實現(xiàn)再利用，而常溫萃取工藝能夠實現(xiàn)鉆井液的回收率為10%，熱脫附技術的鉆井液回收率也能達到10%，按照目前市場上油基鉆井液的價格4000元/噸計，價值約為24萬元，而回轉窯工藝無法實現(xiàn)油基鉆井液的液相回收。

因此，通過分析和計算能夠得知，僅液相回收部分，萃取技術與熱脫附技術能夠產(chǎn)生的效益明顯高于回轉窯工藝。

(2)技術先進性及社會效益對比

①技術原理

常溫萃取工藝的使用條件為常溫常壓環(huán)境，熱脫附工藝需要使用摩擦棒與油基巖屑劇烈摩擦生成熱量來推動反應的進行；回轉窯工藝需要用到燃料，利用高溫來實現(xiàn)有機物質的分解。

②技術先進性

常溫萃取工藝目前已經(jīng)實現(xiàn)模塊化作業(yè)，其適應性較好，設備運行風險相對較低；熱脫附工藝非常簡單，且設備能夠隨著需求進行轉移；回轉窯協(xié)同工藝需要用到瓦斯灰，其爐渣能夠用到建材領域。

③社會環(huán)境效應

常溫萃取工藝處理油基巖屑不會產(chǎn)生新的污染性物質，并且經(jīng)過處理之后其固相產(chǎn)物的含油率低于1%，符合當前的處理標準和要求；熱脫附修復周期短、能有效防止二次污染，處理后油基巖屑含油率小于1%，可按政策用于建材原料，回收基礎油可回收利用；回轉窯煅燒瓦斯灰協(xié)同利用焚燒后的爐渣可做水泥為原料，實現(xiàn)資源化利用。

3.結語

通過上述分析能夠得知，在油基巖屑脫油處理過程中，常溫萃取技術、熱脫附技術以及回轉窯協(xié)同技術等技術都已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，能夠滿足當前對油基巖屑脫油處理的基本要求。通過對三種技術進行比較發(fā)現(xiàn)，熱脫附技術初始投入的成本最低，常溫萃取技術初始投入成本最高，但是成本之間的差異會隨著油基巖屑脫油處理量的增加而逐漸縮減。常溫萃取技術與熱脫附技術的環(huán)保性與安全性都比較好，能夠對處理之后殘渣中的含油率進行非常好的控制，并且固體殘渣能夠運用在建材領域，實現(xiàn)廢物的資源化利用。