王瑤 白昭

摘 要：廢棄鉆井泥漿是油田企業(yè)鉆井過(guò)程中的主要污染源之一。該文通過(guò)對(duì)廢棄鉆井泥漿的來(lái)源、組成及危害的分析，了解廢棄鉆井泥漿的潛在污染狀況，針對(duì)該種廢物處置的常用工藝和污染防治情況提出了相關(guān)的對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：廢棄鉆井泥漿；處置；工藝；對(duì)策

中圖分類號(hào) X74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）17-80-03

廢棄鉆井泥漿是油田企業(yè)鉆井過(guò)程中的主要污染物之一，它是一種含粘土、加重材料、各種化學(xué)處理劑，污水、污油及鉆屑的多相穩(wěn)態(tài)膠體懸浮體系，其主要成分是烴類、鹽類及各種聚合物等。在石油與天然氣勘探開發(fā)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄鉆井泥漿，這一類污染物對(duì)環(huán)境的危害很大，如果不對(duì)其加以處理，使其任意排放，或者管理、處理不當(dāng)，長(zhǎng)期堆積經(jīng)雨水淋濾深入地下，將對(duì)周邊的土壤、植被、地表水和地下水造成嚴(yán)重污染，給人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)潛在的危害，而且環(huán)境污染反過(guò)來(lái)也會(huì)制約石油工業(yè)的發(fā)展。

1 廢棄鉆井泥漿簡(jiǎn)介

1.1 來(lái)源 在石油和天然氣的勘探開發(fā)鉆井過(guò)程中，鉆井泥漿是提高鉆井效率的重要保障，在鉆井過(guò)程中有著提升巖屑、冷卻鉆頭的作用，同時(shí)還起到了潤(rùn)滑鉆具、提高鉆速、防止井塌和井漏、評(píng)價(jià)生產(chǎn)層等作用，是保證鉆井工作順利進(jìn)行必不可少的物質(zhì)。為了達(dá)到安全、快速的鉆井目的，使用的鉆井液類型及化學(xué)藥品的種類、數(shù)量越來(lái)越多，由此不可避免的地會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物。鉆井固體廢物包括廢棄鉆井泥漿和鉆井過(guò)程中抽取上來(lái)的巖屑，其中的廢棄泥漿是鉆井廢物中產(chǎn)生量最大的物質(zhì)。

1.2 特點(diǎn) 廢棄鉆井泥漿大多屬于粘土-水分散體系-水基泥漿的范圍，有的也屬于油基或聚合物泥漿。廢棄鉆井泥漿組成復(fù)雜，一般呈堿性，pH值在8.5～12，有的可達(dá)13以上，其外觀一般呈粘稠流體或半流體狀態(tài)，具有顆粒細(xì)小、級(jí)配差不大、粘度大、含水率高不易脫水等特征，是一種有典型流變學(xué)特征的膠體。其自然干結(jié)過(guò)程緩慢，干結(jié)物遇水浸濕后易再度形成廢棄鉆井泥漿，會(huì)對(duì)排放點(diǎn)及附近地帶的土壤產(chǎn)生長(zhǎng)期的不良影響。

1.3 危害 由于廢鉆井液成分復(fù)雜，所以廢棄鉆井泥漿對(duì)環(huán)境的影響也是多方面的：（1）污染面積大，區(qū)域廣。這是由鉆井生產(chǎn)流動(dòng)性大等特點(diǎn)決定的。（2）廢鉆井液中的鹽、堿和巖石層鉆屑不僅造成土壤板結(jié)，會(huì)抑制農(nóng)作物對(duì)氮磷的吸收，可溶性鹽的遷移還會(huì)對(duì)地下水造成污染。（3）有害的重金屬離子如Cr6+、Hg2+、Pb2+及不易被動(dòng)植物降解的有機(jī)物、分子聚合物、滯留于土壤中，會(huì)影響植物的生長(zhǎng)和土壤中微生物的繁殖，并且這些物質(zhì)容易進(jìn)入食物鏈，并在環(huán)境或者動(dòng)植物體內(nèi)蓄積，危害人類的生命健康及安全。（4）油類物質(zhì)進(jìn)入水體后，形成浮油，影響空氣與水體界面上氧的交換。

2 處理方法比較

在不同鉆井廢物對(duì)環(huán)境的影響及評(píng)價(jià)各不相同，泥漿的處理方法比較如表1。

表1 泥漿處理方法

[處理方法＼&適用對(duì)象＼&工藝流程或處理原理＼&優(yōu)點(diǎn)＼&缺點(diǎn)＼&直接填埋法＼&適用于鹽類、有機(jī)物、油、重金屬含量低的廢鉆井液＼&自然蒸發(fā)風(fēng)干到一定程度，待固相干化后就地填埋＼&處理費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)便＼&不適于油類、COD、重金屬含量高的廢鉆井液；自然狀態(tài)下脫水極慢，遇降雨天氣污染物易擴(kuò)散遷移，污染環(huán)境＼&固液分離法＼&適用于不同類型的廢鉆井液＼&在廢鉆井液中加入一定量的混凝劑（絮凝劑和凝聚劑的混合液），實(shí)現(xiàn)固液分離，分離出的水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，污泥直接填埋處理＼&分離后的污泥可直接掩埋，不需要長(zhǎng)時(shí)間干化，占用土地時(shí)間短＼&混凝劑用量較大，污泥中的污染物易被水浸泡流失，污染環(huán)境；固液分離裝置操作復(fù)雜，不便于搬運(yùn)和組裝＼&固

化

法＼&水泥

固化＼&適用于含重金屬?gòu)U鉆井液的處理＼&通過(guò)固化包容，減少有害固體廢物的表面積和降低其可滲透性＼&方法成熟，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，價(jià)格便宜，固化體強(qiáng)度高＼&固化體體積較大，使最終處置的費(fèi)用增加＼&石灰

固化＼&適用于含重金屬?gòu)U鉆井液的處理＼&根據(jù)石灰和活性硅酸鹽物料可與水反應(yīng)生成堅(jiān)硬的物質(zhì)，達(dá)到包容廢物的目的＼&源廣價(jià)廉，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便＼&固化體體積增大，固化體抗水浸出性不好，容易受到水和酸性溶液的侵蝕，固化有機(jī)物較困難＼& 雙重

固化＼&適用于不同類型含有毒有害物質(zhì)的廢鉆井液處理＼&配制與廢棄鉆井泥漿相適應(yīng)的固化劑，與泥漿攪拌混合，使其失穩(wěn)脫水，固化劑與其中的水發(fā)生水化反應(yīng)，并通過(guò)自膠結(jié)和包膠作用將泥漿中的有害成分圈閉、包裹起來(lái)；按設(shè)計(jì)用量再次投入固化劑，待固化體達(dá)到一定承載能力后覆土掩埋＼&限制了有毒有害物質(zhì)的遷移、擴(kuò)散，避免和減輕了對(duì)環(huán)境的影響，固化體浸出液中污染物濃度較?。?處理費(fèi)用較高＼&]

3 固化無(wú)害化工藝流程

3.1 工藝流程 其工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程量

3.2 工藝說(shuō)明 （1）到現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，根據(jù)泥漿成分確定破膠劑、膠結(jié)劑用量，確保廢棄鉆井泥漿固化處理后；（2）用挖掘機(jī)對(duì)泥漿池中的泥漿進(jìn)行預(yù)攪拌，使其上下干濕固相含量均勻，便于固化材料的快速充分反應(yīng)；（3）按照設(shè)計(jì)用量向廢棄泥漿中投放破膠劑UP-A或UP-A、UP-B同時(shí)使用，攪拌過(guò)程中UP-A、UP-B與廢棄泥漿反應(yīng)劇烈，約3min廢棄泥漿失穩(wěn)脫水；（4）失穩(wěn)脫水后，在重力作用下，泥漿底部固體含量高，中層為泥水過(guò)渡帶，上部為清液，為防止后來(lái)投料形成團(tuán)狀影響固化效果，對(duì)其再次進(jìn)行攪拌；（5）按照設(shè)計(jì)用量向泥漿中投放UP-C、UP-D膠結(jié)劑，攪拌均勻，隨著膠結(jié)劑的投入，水色更加清澈。利用膠結(jié)劑的吸附包裹作用，形成具有抗水浸泡能力和一定強(qiáng)度的固化體；（6）將上清液用泵抽入二次沉淀池，按照設(shè)計(jì)用量向剩余的廢棄泥漿投放固化劑后攪拌均勻，增加廢棄鉆井泥漿的固相含量，達(dá)到一定承載能力，便于及時(shí)掩埋；（7）當(dāng)反應(yīng)在敞開條件下時(shí)，固化24h后，固化體的結(jié)構(gòu)完全具有穩(wěn)定的固態(tài)性質(zhì)，固化120h后，固化物就形成一定強(qiáng)度的固態(tài)結(jié)構(gòu)；（8）取樣檢測(cè)處理效果，環(huán)境保護(hù)主管部門驗(yàn)收；（9）固化體掩埋，用裝載機(jī)運(yùn)土至廢棄泥漿池旁，用挖掘機(jī)在固化體表面均勻覆土。為了便于復(fù)耕，固化體掩埋厚度應(yīng)大于50cm，掩埋后井場(chǎng)進(jìn)行平整壓實(shí)。

3.3 實(shí)際廢棄鉆井泥漿處置工藝 實(shí)際上，各廢棄鉆井泥漿處理企業(yè)并未按照上述成熟的工藝對(duì)廢棄鉆井泥漿實(shí)施無(wú)害化處置，其工藝流程見圖2。

[復(fù)合脫水劑]

圖2 實(shí)際廢棄鉆井泥漿處置工藝流程

實(shí)際廢棄鉆井泥漿處置工藝常用的固（下轉(zhuǎn)114頁(yè)）（上接81頁(yè)）化方法為直接固化法，該方法是常規(guī)的固化處理方法，即在鉆井廢液中直接加入水泥、石灰等固化劑進(jìn)行固化。但過(guò)量加入水泥不僅增加固化成本，而且使固化之后土地難以耕種。

4 對(duì)策建議

4.1 管理方面 （1）嚴(yán)格落實(shí)企業(yè)環(huán)境保護(hù)主體責(zé)任。按照“誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的原則，進(jìn)一步落實(shí)企業(yè)污染防治的主體責(zé)任，逐步建立健全危險(xiǎn)廢物污染防治責(zé)任延伸和終身追究機(jī)制，加大對(duì)企業(yè)索賠、罰款和刑事處罰力度。（2）嚴(yán)格企業(yè)內(nèi)部管理。企業(yè)需建立健全內(nèi)部管理制度和環(huán)境突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，并嚴(yán)格執(zhí)行。規(guī)范井場(chǎng)建設(shè)，做到從鉆井泥漿產(chǎn)生到固化全過(guò)程記錄，設(shè)立警示標(biāo)識(shí)，永久保存泥漿固化資料，不斷加大固體廢物環(huán)境執(zhí)法力度。（3）加大環(huán)境執(zhí)法力度，規(guī)范相關(guān)危險(xiǎn)廢物處置。嚴(yán)厲查處和打擊違反固體廢物管理法律法規(guī)的各類違法行為。企業(yè)應(yīng)建立泥漿固化池上清液、污油泥等危險(xiǎn)廢物管理臺(tái)賬，交給有資質(zhì)的危廢經(jīng)營(yíng)單位進(jìn)行安全處置，執(zhí)行危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單制度，保存相關(guān)資料。

4.2 技術(shù)方面 （1）鉆井廢液的毒性主要取決于鉆井液中添加的各種化學(xué)處理劑的毒性。因此，開發(fā)并盡量選用低毒或相對(duì)無(wú)毒的鉆井液體系，是降低廢棄鉆井泥漿處理難度的根本措施。（2）鉆井廢液處理劑應(yīng)減少?gòu)U液中有機(jī)物、重金屬離子和可溶性鹽的含量，從而實(shí)現(xiàn)鉆井廢液處理后達(dá)到覆土復(fù)耕的目的。（3）鼓勵(lì)產(chǎn)廢企業(yè)拓展鉆井廢液的綜合利用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)廢棄鉆井泥漿的零排放。（4）推廣廢棄鉆井泥漿的生物處理技術(shù)。培養(yǎng)既能夠破穩(wěn)又能降解的有機(jī)成分，又能將有害的金屬離子轉(zhuǎn)化為無(wú)害的不溶物的微生物，最大限度降低鉆井廢液的毒害性。

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（責(zé)編：張宏民）