李鵬濤

摘 要：隨著鉆井液體系日益增多，鉆井工藝的快速發(fā)展，配方變得日益復(fù)雜。而中原油田鉆井液中都含有重金屬、無機(jī)堿、無機(jī)鹽、原油及成品油、高分子有機(jī)物等[1]，在自然界液體的沖刷下不間斷滲入地層，對(duì)周邊土壤及水源形成污染，使作用過的耕地長(zhǎng)期荒蕪不能耕種。當(dāng)今我國(guó)采用較為普遍的鉆井液處理方法是固化法[2]。它相對(duì)成本低、應(yīng)用性好、處理量大，適合低成本大批量處理，并且能夠消除鉆井廢泥漿中的金屬離子和有機(jī)物質(zhì)對(duì)水體、土壤和生態(tài)環(huán)境的影響和危害，能使CODCr、pH、總鉻等主要污染指標(biāo)達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，具有施工簡(jiǎn)單、速度快、處理效果好、對(duì)環(huán)境影響小、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的無害化處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：油田；鉆井液；固化試驗(yàn)

1 固化劑配方篩選

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、瓦林?jǐn)嚢铏C(jī)（進(jìn)口）、試模、壓力機(jī)、一次性塑料杯子等。

實(shí)驗(yàn)藥品：水泥，粉煤灰、石灰、硫酸鋁、無機(jī)固化主劑A

1.2 固化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方法

結(jié)合過去現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn)以及市內(nèi)實(shí)驗(yàn)選擇固化劑的原則，我們將把粉煤灰、水泥、石膏作為主劑，聚合氯化鋁、固化主劑A以及硫酸鋁作為輔劑。按規(guī)定的比例均勻混合主劑與輔劑，再與100毫升的廢棄鉆井液充分?jǐn)嚢?，將液體倒入固定模具中（大小為70mm×70mm×70mm），放置6周，使之成為一個(gè)固化體，為進(jìn)一步了解固化劑的實(shí)際效果，我們將對(duì)固化體的強(qiáng)度以及浸出液的酸堿值、COD等進(jìn)行測(cè)量，以配出最理想的固化劑配方。

經(jīng)過大量的配方試驗(yàn)，確定選用以下配方：以7%～8%水泥+45%～46%粉煤灰+35%石膏+6%聚合氯化鋁+2%硫酸鋁+4%～5%無機(jī)固化主劑A組成的復(fù)合固化劑（加量以占廢棄鉆井液體積百分比計(jì)）。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用

2.1 廢棄鉆井液性能

試驗(yàn)用的廢棄鉆井液位為中原油田Y5-1236井的廢棄鉆井液池，其固相含量28%，密度1.6g/cm3，pH值8.0，API慮失量6.5mL，塑性粘度67mPa·s。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)施工用具

（1）挖掘機(jī)：型號(hào)PC220，九米加長(zhǎng)型。

（2）座車斯太爾底盤。

（3）運(yùn)輸車：翻斗車或卡車。

（4）現(xiàn)場(chǎng)指揮車，越野型。

2.3 施工材料

6%～8%水泥+44%～46%粉煤灰+34%石灰+6%聚合氯化鋁+2%硫酸鋁+3%～5%無機(jī)固化主劑A的復(fù)合固化劑組成的復(fù)合固化劑。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)施工程序

2.4.1 準(zhǔn)備工作

（1）用現(xiàn)場(chǎng)指揮車踏勘現(xiàn)場(chǎng)，確定井場(chǎng)位置。

（2）將固化劑（散裝或袋裝）用運(yùn)輸車送至預(yù)固化的井場(chǎng)。

（3）用座車將挖掘機(jī)背到井場(chǎng)，挖掘機(jī)開始工作。

（4）根據(jù)井場(chǎng)情況：a.如無水，鉆井液面低于地面0.5米以下，可直接用挖掘機(jī)在池面加入固化劑，并用挖掘機(jī)把固化劑和廢鉆井液攪拌均勻，然后填土，盡量還原挖平地面；b.如有污水，則將污水拉到聯(lián)合站處理或拉到其它生產(chǎn)井用于泥漿用水，然后加入固化劑固化填土，對(duì)于鉆井液接近地面時(shí)要擴(kuò)池，讓液面低于0.5米以上，這樣才能進(jìn)行固化工作，否則，把固化劑加入后，上面就無法填土。

2.4.2 固化處理

施工中固化劑應(yīng)按如下的順序投加。首先是聚合氯化鋁與硫酸鋁：作用是破壞廢棄鉆井液的膠體體系，使膠體體系失穩(wěn)脫水，并與水發(fā)生水化反應(yīng)，和固相顆粒及有機(jī)物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，水化物與交聯(lián)物相互作用形成凝聚結(jié)晶體系；其次是無機(jī)固化主劑A：作用為形成縮合交聯(lián)體，提高水化物的穩(wěn)定性，使水化物能夠互相交叉、連接，形成連續(xù)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；水泥+粉煤灰+石膏：在石膏的激發(fā)作用下，粉煤灰與水泥可以大幅度地提高水化物的結(jié)晶速度，使結(jié)構(gòu)的有序度降低，加速固相顆粒和水化物的緊密填充，釋放自由水，加速自由水的揮發(fā)而提高固化體的形成速度。在投加固化劑時(shí)應(yīng)用攪拌機(jī)械攪拌充分，均勻混合，投加一項(xiàng)固化劑一般至少需攪拌5～10min，然后候凝固化。固化體在初凝前進(jìn)行回填夯實(shí)，回填過程中，回填500～800mm深度時(shí)，可使用挖工打夯機(jī)或振動(dòng)泵對(duì)污泥進(jìn)行實(shí)處理。

現(xiàn)場(chǎng)固化施工工藝流程如圖1所示。

2.4.3 試驗(yàn)效果檢測(cè)

對(duì)固化池封存前，應(yīng)將井場(chǎng)及周邊所有的廢液材料、廢渣、油泥和所有被污染的土壤等污染物進(jìn)行徹底清理，回填到固化池內(nèi)與廢液一起作固化處理，填平夯實(shí)后，拆除剩余池墻，設(shè)排水孔。經(jīng)5～10天的候固化期，固化體達(dá)到一定強(qiáng)度后，在固化池上用耕植土進(jìn)行覆蓋，覆土厚度約為300mm。在固化10～20d后，分別于池頂、池深1m處、2m處和分層鉆孔取樣，每個(gè)取樣重量不小于250g。在浸出液實(shí)驗(yàn)中，取100g樣并將之破碎至粒徑10～30mm大小，然后浸泡于1L水中，24h后分析浸出液污染物濃度。

固化胚體浸出液檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

固化后的固化胚體浸出液經(jīng)中國(guó)石化中原油田公司環(huán)境監(jiān)測(cè)中心檢驗(yàn)合格，鉆井污水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

采用固化配方7%～8%水泥+45%～46%粉煤灰+35%石灰+6%聚合氯化鋁+2%硫酸鋁+4%～5%無機(jī)固化主劑A的復(fù)合固化劑組成的復(fù)合固化劑可有效處理中原油田Y5-1236井廢棄鉆井液，固化強(qiáng)度好，固化體浸出液毒性小，能滿足國(guó)家綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王眉山.石油鉆井廢棄鉆井液處理的環(huán)境問題[R].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[2]余紅波，李忠慶，韓志田，等.淺論鉆井廢泥漿對(duì)環(huán)境的危害及處理技術(shù)[J].科技資訊，2006（4）：148-149.