韓耀明，初冬

1.中國石油遼河油田分公司 環(huán)境工程公司（遼寧 盤錦 124010）2.中國石油遼河油田分公司 財務(wù)資產(chǎn)部（遼寧 盤錦 124010）

油田鉆修井過程中會產(chǎn)生大量的泥漿和巖屑，在油井鉆井過程中產(chǎn)生的廢水和無法回收的殘液，統(tǒng)稱鉆井廢物。在新環(huán)境保護(hù)法和新固體廢物防治法嚴(yán)厲實施的背景下，如何開展好泥漿不落地處理工作，以及如何解決好鉆井殘土的處置工作是目前油田生產(chǎn)面臨的困難之一。

1 泥漿殘土

1.1 殘土的來源

遼河油田地區(qū)鉆井產(chǎn)生的泥漿基本上都是水基泥漿，未列入《國家危險廢物名錄》，根據(jù)國家危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定其不具有危險特征。

這類鉆井廢物主要指中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陸上石油天然氣開采鉆井廢物處置污染控制技術(shù)要求》所劃定的“I類一般鉆井廢物”和“II類一般鉆井廢物”[1]。這類鉆井廢物經(jīng)過振動分離、脫水處置等過程，并加入對環(huán)境友好的調(diào)節(jié)pH藥劑以及絮凝藥劑，充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)行板框壓濾機固液分離，使鉆井廢物轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇鲃有缘墓虘B(tài)泥餅，形成緊密的固體物。將有毒有害組分轉(zhuǎn)化為惰性組分或降低其溶解性、浸出率、遷移性、毒性的過程即為水基鉆井泥漿及巖屑不落地處理過程[2]。處置過程中需要對液相盡可能回收利用，對固化物即泥漿殘土需要進(jìn)行進(jìn)一步處置或者資源化利用。

1.2 泥漿殘土處理的必要性

鉆井泥漿在鉆井作業(yè)中起到非常重要的作用，鉆井廢棄泥漿因其化學(xué)成分復(fù)雜，是公認(rèn)的石油天然氣工業(yè)的主要污染源之一，因此鉆井廢棄泥漿無害化、資源化處理成為石油開采過程中重要的技術(shù)難題[3]。遼河油田自2014年開始逐步實施鉆井廢棄泥漿及巖屑不落地處理業(yè)務(wù)，先后經(jīng)歷試驗、推廣與強制執(zhí)行3個階段。目前，遼河油田累計完成鉆井泥漿不落地處理1750余口井，處理泥漿總量超180×104m3。該項業(yè)務(wù)經(jīng)由多家單位實施，目前劃轉(zhuǎn)供水公司統(tǒng)一管理。通過規(guī)范泥漿不落地業(yè)務(wù)流程、優(yōu)化泥漿處理方監(jiān)督管理、強化環(huán)境保護(hù)理念等措施，供水公司正不斷朝著專業(yè)化、規(guī)范化前進(jìn)。

《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》經(jīng)修訂，自2020年9月1日起實施。新“固體廢物污染環(huán)境防治法”中明確生產(chǎn)者延伸責(zé)任制，對于固廢推行全方位保障措施，實施最嚴(yán)格的法律責(zé)任，對于泥漿殘土采取資源化利用，將有利于油田公司提高固廢管理水平，降低因一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生的環(huán)保風(fēng)險。

目前，遼河油田各采油廠都有一定存量的泥漿殘土，大量的固廢存儲需按照GB18599—2001《一般工業(yè)固體廢棄物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求做好防揚散、防流失和防滲漏措施。從運行情況看，除少數(shù)泥漿處理站嚴(yán)格按照“三防”要求開展泥漿殘土的存儲工作，其他單位多數(shù)泥漿殘土還存儲在防滲基礎(chǔ)工作較差的地面上，如按照環(huán)境保護(hù)部門要求建設(shè)“三防”標(biāo)準(zhǔn)的存儲場地將需要投入大量基礎(chǔ)建設(shè)資金。泥漿殘土資源化利用將減輕油田公司的環(huán)保風(fēng)險，為遼河油田各個采油廠解決泥漿固相殘土存儲的難題。泥漿殘土資源化利用更是油田公司實現(xiàn)綠色發(fā)展、清潔生產(chǎn)的必由之路[4]。

2 泥漿殘土綜合檢測指標(biāo)

根據(jù)盤錦正能科技有限公司于2020年3月9日在堆放處東側(cè)獲取的檢測的指標(biāo)數(shù)據(jù)看，受檢的固相泥餅浸出液檢測項目共15項指標(biāo)，包括pH值、石油烴、重金屬鎘、重金屬汞等指標(biāo)，各項指標(biāo)均沒有超出最低檢測濃度（表1）。

表1 殘土檢測結(jié)果

根據(jù)PONY譜尼測試集團(tuán)相關(guān)檢測機構(gòu)反饋的殘土45項檢測結(jié)果看，揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物含量極低，只有常規(guī)幾項重金屬指標(biāo)值略高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的風(fēng)險管控值。因此殘土常規(guī)處理工藝第一步要考慮對土壤中的重金屬進(jìn)行固化穩(wěn)定化處理，因為重金屬被固化穩(wěn)定化后，游離的狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)才有利于下面工藝步驟的實施。

3 泥漿殘土資源化利用途徑

3.1 鋪墊井場路基

在殘土處理站對泥漿殘土進(jìn)行烘干預(yù)處理，添加土壤鈍化劑進(jìn)行均質(zhì)攪拌，對重金屬進(jìn)行固化穩(wěn)定化。其次，經(jīng)固化穩(wěn)定化處理后的泥漿殘土與粉煤灰、生石灰、灰渣、強度固化劑等按照一定配比，現(xiàn)場混合攪拌，壓實養(yǎng)護(hù)，再行路基鋪墊[5]。另一種途徑是把分離出來的殘土、巖屑等固相廢棄物，利用專用的高溫氧化設(shè)備如泥漿焚燒爐等，對其進(jìn)行高溫焚燒處理，廢棄泥漿殘土經(jīng)焚燒處理后剩余無污染的固體殘渣主要為陶土顆粒，這些顆?？梢詫崿F(xiàn)就地固化和無害化填埋，同時達(dá)到相應(yīng)資源化利用的強度等指標(biāo)要求，用作鋪路的基土，或進(jìn)一步將陶土顆粒制作成免燒磚、免燒條石等建材[6]。此法由于使用鍋爐，并且需要獲取較高的溫度，從安全性和節(jié)能降耗上看，不宜大面積推廣。

上述工藝在沈陽采油廠靜67-040井場鋪墊應(yīng)用。經(jīng)檢測彎沉代表值為175.4，滿足JTJ034—2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)的要求限值（220）要求，路基質(zhì)量合格，路面整體效果良好。

3.2 改良綠植土壤

從泥漿殘土檢測結(jié)果看，除了幾項重金屬參數(shù)超標(biāo)外其他數(shù)值均在各項要求范圍內(nèi)，大量的殘土不宜長期只應(yīng)用于某一項工藝。該技術(shù)原理是指通過重金屬鈍化劑將殘土中的少量重金屬永久固化穩(wěn)定化，再通過微生物菌劑和生物肥改變土壤間的空隙，使其增加吸收營養(yǎng)的表面積，同時也增加土壤中氮、磷、鉀的成分，在土上再輔以種植植物，植物生長過程中自然降解重金屬等有害物質(zhì)，通過長時間養(yǎng)護(hù)土壤逐年提高土的肥力和養(yǎng)分，最終滿足市政綠化用土要求。根據(jù)試驗治理效果，微生物菌劑和重金屬鈍化劑以及生物肥的結(jié)合可從根源治理污染土壤；根據(jù)植物長勢可以證明原土壤中養(yǎng)分的缺失可以由微生物菌劑和生物肥來充分調(diào)節(jié)，通過逐年種植植物，能使土壤質(zhì)量逐年提升。此舉可為市政部門提供廉價的綠化土，油田泥漿殘土將得到有效解決[7]。

上述工藝在興隆臺采油廠洼9-36塊泥漿殘土治理項目應(yīng)用。通過泥漿殘土施加微生物菌劑、生物有機肥和重金屬鈍化劑以及機械松土施工，試驗后，土壤檢測石油烴和金屬汞含量均降低到GB 4284—2018《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的理想數(shù)值（表2），土壤質(zhì)量明顯改善。

表2 土壤檢測數(shù)值對比 mg/kg

3.3 高溫煅燒制磚

對傳統(tǒng)制磚工藝的原料制備和成型技術(shù)稍作改進(jìn)，可以嘗試將鉆井殘土高溫煅燒制磚。高溫?zé)u生產(chǎn)技術(shù)較為符合環(huán)保形勢和新固廢法的要求，目前，該工藝在國內(nèi)多家油田和企業(yè)得到了應(yīng)用。通過先期試驗，將不同比例的殘土泥餅、干化劑、礦渣等進(jìn)行混合攪拌固化。制磚過程同黏土制磚工藝，通過制磚機壓制成型，入窯高溫煅燒足夠的時間，最后出窯陰干[8]。經(jīng)過殘土燒制磚小試，按照高溫煅燒制磚的技術(shù)方法，將泥漿殘土制作燒結(jié)普通磚。經(jīng)檢測產(chǎn)品完全符合GB/T 5101—2017《燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準(zhǔn)》，可以應(yīng)用建筑工程、甬路鋪設(shè)和砌筑圍墻等。在磚塊的穩(wěn)定性方面，為了避免泥漿殘土制成磚以后某些成分造成二次氧化污染，特委托檢測機構(gòu)測定了模擬酸雨環(huán)境，將紅磚置于酸性液體中浸泡30天后，對浸出液濃度對比進(jìn)行專項分析，結(jié)果顯示浸出液指標(biāo)滿足GB8978—2019《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求，環(huán)保指標(biāo)較為理想。

按照上述工藝，曙光采油廠杜85塊泥漿處理后的殘土燒結(jié)制作一批普通紅磚，產(chǎn)品經(jīng)盤錦市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所檢驗，檢驗結(jié)果完全符合《燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準(zhǔn)》，可以應(yīng)用建筑工程。

4 效果和展望

4.1 殘土資源化利用效果

上述3種殘土資源化利用途徑中所需材料和機械設(shè)施明細(xì)見表3。

表3 殘土資源化利用材料對比

結(jié)合數(shù)據(jù)和現(xiàn)場總結(jié)，所需要的資源化處置費用見表4。

表4 殘土資源化利用費用 元/t

目前，市面上存在泥漿殘土免燒磚處理技術(shù)，由于材料和添加物質(zhì)所限，泥漿殘土制作不經(jīng)過高溫煅燒的免燒磚每噸成本逾370元，高于表4所列成本；另外，如果采取填坑或者填埋的方式，油田公司將繳納一定的排污費（或環(huán)保稅）和填埋費用，根據(jù)《遼寧省排污費征收標(biāo)準(zhǔn)》排污費不低于200元/t，填埋費按照盤錦市北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)的收費標(biāo)準(zhǔn)，不同土壤環(huán)境質(zhì)量費用不確定，一般400～900元/t，折合成綜合殘土填埋費用約600～1100元/t，也高于表4所列成本。

通過實驗數(shù)據(jù)比對，鋪墊井場路基、改良綠化土和高溫煅燒制磚等泥漿殘土處理工藝能夠為遼河油田節(jié)省鋪墊井場所用山皮石、毛石、礦渣等材料費用，也為砌筑井場圍墻和改造站容站貌提供了建材來源。因此，上述3種泥漿殘土資源化利用技術(shù)的推廣可以為油田公司節(jié)省大量的環(huán)保費用，緩解油田環(huán)保壓力。

4.2 殘土資源化利用的不足和展望

目前，鉆井廢棄泥漿殘土資源化利用面臨嚴(yán)重的環(huán)保形勢和壓力，需要得到行業(yè)重視和政策引導(dǎo)。首先，殘土資源優(yōu)化利用基礎(chǔ)弱，缺少標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和管理體系；其次，泥漿殘土作為建筑材料的原材料供應(yīng)，市場認(rèn)可度不夠，也容易受到政策限制；最后，泥漿殘土利用需要持續(xù)監(jiān)測土壤指標(biāo)，避免環(huán)境污染。將鉆井廢棄泥漿固化殘土作為建材原料是其資源化利用的重要參考方向。隨著城市化進(jìn)程加快，人們對于建筑原材料的需求加大，將鉆井泥漿殘土用作建材原料不僅可以促進(jìn)一般工業(yè)固體廢物的資源化利用，還能在一定程度上減少對自然資源開發(fā)，具有良好的實踐價值和社會效益。

5 結(jié)束語

隨著國家對環(huán)境保護(hù)工作的不斷重視，石油企業(yè)面臨的環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，有效解決各類環(huán)保問題是石油企業(yè)各項業(yè)務(wù)之首。隨著科技進(jìn)步與技術(shù)的發(fā)展，鉆井泥漿資源化利用途徑不斷增多，資源化利用的手段也越來越貼近環(huán)保實際。鋪墊井場路基、改良綠化土和高溫煅燒制磚等處置工藝技術(shù)及新技術(shù)發(fā)展，水基鉆井泥漿處理后的殘土資源化利用將會呈現(xiàn)出更多的途徑，發(fā)揮出更大的利用價值，進(jìn)一步緩解石油企業(yè)的環(huán)保壓力。