鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理研究

凌 康，郭志娟，葉海濤

(1.徐州格雷安環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇 徐州 221100； 2.徐州徐工環(huán)境技術(shù)有限公司，江蘇 徐州 221000)

鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理研究

凌 康1，郭志娟2，葉海濤1

(1.徐州格雷安環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇 徐州 221100； 2.徐州徐工環(huán)境技術(shù)有限公司，江蘇 徐州 221000)

傳統(tǒng)的廢棄泥漿廢渣廢水處理方法不符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，必須要對(duì)鉆井產(chǎn)生的廢棄污染物進(jìn)行詳細(xì)的分析，明確污染的來(lái)源和特征，并結(jié)合實(shí)際情況制定有針對(duì)性的處理方案，從而提升鉆井廢棄泥漿廢渣廢水的后期處理水平，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

鉆井；廢棄泥漿；廢渣廢水；后期處理

石油工業(yè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要的推動(dòng)作用，但是油田開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染。在鉆井過(guò)程中，產(chǎn)生的廢棄泥漿里含有大量的石粉、黏土、鉆屑、烴類(lèi)、鹽類(lèi)、金屬離子以及其他聚合物等成分，這些成分如果不能得到妥善的處理，不僅會(huì)對(duì)水源、土壤和植被產(chǎn)生破壞，也嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。我國(guó)油田每年產(chǎn)生大量的廢棄泥漿，因此，對(duì)鉆井廢棄泥漿廢渣廢水的處理進(jìn)行探索和研究十分必要，對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

1 鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理的意義

隨著中共中央明確提出“關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)”和環(huán)境保護(hù)法的實(shí)施，對(duì)環(huán)境保護(hù)、污染物的排放和污染防治做出了明確的要求，將環(huán)境保護(hù)作為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，同時(shí)加大了對(duì)環(huán)境污染行為的處罰力度。石油企業(yè)的鉆井廢棄泥漿屬于嚴(yán)重不符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的固體廢棄物，如果沒(méi)有得到妥善的處理就排放到環(huán)境中，將會(huì)受到嚴(yán)重的懲治，企業(yè)不但難以生存，還要承擔(dān)法律責(zé)任。雖然我國(guó)石油企業(yè)目前已經(jīng)認(rèn)識(shí)到要對(duì)污染物進(jìn)行有效處理，并采取了一系列的處理措施控制污染物的排放，但實(shí)際效果仍然不夠理想，也未從根本上徹底解決鉆井廢棄污染物對(duì)環(huán)境的影響，所以對(duì)鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理進(jìn)行研究，推動(dòng)石油企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)十分必要。

2 鉆井廢棄泥漿廢渣廢水分析

在對(duì)鉆井廢棄泥漿廢渣廢水處理之前要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析，根據(jù)不同泥漿流體介質(zhì)的特點(diǎn)，可以將鉆井泥漿分為：水基鉆井泥漿、有機(jī)鉆井泥漿、氣體型鉆井泥漿、合成基鉆井泥漿。水基鉆井泥漿中的分散鉆井泥漿由于配置簡(jiǎn)單、成本低且應(yīng)用范圍廣，成為一種主要的泥漿類(lèi)型，主要由淡水、膨潤(rùn)土、黏土和分散劑等成分組成；鈣處理鉆井泥漿能夠抗鹽、抗污染，還能夠有效控制頁(yè)巖坍塌和井徑擴(kuò)大，主要由淡水、加重劑、膨潤(rùn)土、分散劑和鈣離子等組成；聚合物鉆井泥漿密度低、鉆速高，而且能夠有效抑制分散，主要由水、高分子聚合物處理劑、膨潤(rùn)土和加重劑組成；鉀基聚合物鉆井泥漿能夠有效防止坍塌，主要由水、膨潤(rùn)土、聚合物鉀鹽、加重劑、分散劑等成分組成[1]。

通過(guò)鉆井液能夠保證鉆井的正常工作，還能夠平衡地層壓力、攜帶懸浮鉆屑，一方面能夠起到清洗井底、保護(hù)井壁的作用，另一方面還能夠潤(rùn)滑鉆具并傳遞動(dòng)力。但在完成鉆井工作之后，在工作現(xiàn)場(chǎng)的殘留物就成為了廢棄的鉆井液，在施工過(guò)程中產(chǎn)生的所有廢物都會(huì)堆積起來(lái)，成為了含有大量黏土、化學(xué)劑、加重材料和污水的廢棄泥漿。由于鉆井生產(chǎn)活動(dòng)中的流動(dòng)較多，而且廢棄泥漿比較分散，同時(shí)又具有淋濾的特點(diǎn)，因此這些廢棄泥漿的污染面積非常大，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

除此之外，由于廢棄泥漿的pH值和可溶性鹽的濃度都比較高，會(huì)造成嚴(yán)重的土壤污染，直接影響了植物的生長(zhǎng)。在農(nóng)田附近的廢棄泥漿不但占用了耕地面積，還會(huì)使土壤喪失耕地價(jià)值，加劇了我國(guó)耕地面積不足的現(xiàn)狀。廢棄泥漿中含有的重金屬很難被降解，一旦被人體吸收，將會(huì)對(duì)人體造成不同程度的損傷，如：六價(jià)鉻可能會(huì)對(duì)人體皮膚造成傷害，還會(huì)對(duì)呼吸道和腸胃造成損傷，甚至有可能引發(fā)癌癥[2]。除了土壤污染和植被污染之外，廢棄泥漿還會(huì)造成河流和海洋的污染，在廢棄泥漿滲入地表后，嚴(yán)重污染了地下水資源，進(jìn)而污染水中生物。

3 鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理研究

3.1 當(dāng)前我國(guó)主要的處理技術(shù)

傳統(tǒng)的油田鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理技術(shù)有很多種，包括：化學(xué)固化處理技術(shù)、坑內(nèi)填埋處理技術(shù)、坑內(nèi)密封處理技術(shù)、再回收利用處理技術(shù)，等等，但固化填埋等技術(shù)逐漸表現(xiàn)出了其不足，很難解決征地困難和廢棄物污染的問(wèn)題，實(shí)際效果不夠理想，所以循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)是石油企業(yè)改革的方向。

一種是通過(guò)使用鉆井液全封閉系統(tǒng)和提高鉆井液的抑制能力兩種方法降低鉆井液的體積。鉆井液全封閉系統(tǒng)是把化學(xué)加藥裝置、離心機(jī)和水力旋流清潔器以及常規(guī)固控設(shè)備結(jié)合起來(lái)，這也是鉆井液全封閉系統(tǒng)的重要特點(diǎn)，通過(guò)在系統(tǒng)中直接注入絮凝劑的方式，將懸浮結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為絮凝狀而存在，從而方便后期的固液分離。這種處理技術(shù)能夠?qū)U棄泥漿中80%以上的固相物質(zhì)去除，而且大大節(jié)省了稀釋用水的用量，只需傳統(tǒng)技術(shù)的50%左右即可，除此之外，整個(gè)處理過(guò)程中全封閉，沒(méi)有液體外排，分離出來(lái)的固體不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，因此處理之后的廢渣和廢水能夠直接進(jìn)行處理[3]。提高鉆井液抑制能力的方法能夠有效控制分散體系中的鉆屑分散性能，從而縮減鉆井液中的固相含量，達(dá)到有效降低鉆井液體積的目的。除此之外，優(yōu)化固控設(shè)備的使用效率也能有效降低鉆井液的體積。

另一種是使用毒性小且處理難度低的鉆井液的方法降低鉆井液的毒性，在處理鉆井廢棄泥漿時(shí)有效控制鉆井液泥漿廢渣廢水對(duì)環(huán)境的污染[4]。如：使用鉆井廢棄物無(wú)害化處理專(zhuān)用化學(xué)藥劑，并通過(guò)糠蝦對(duì)有毒物質(zhì)的敏感性來(lái)檢測(cè)廢棄泥漿中是否殘留有毒物質(zhì)，將物理、化學(xué)和生物方式有機(jī)結(jié)合起來(lái)，共同協(xié)調(diào)石油生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。

3.2 廢棄泥漿廢渣廢水后期處理效果

通過(guò)對(duì)鉆井廢棄泥漿廢渣廢水的處理，能夠達(dá)到不使泥漿落地的效果，從而有效避免了傳統(tǒng)廢棄泥漿就地固化填埋可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成的污染。除此之外，傳統(tǒng)的泥漿坑被廢除后，就不會(huì)出現(xiàn)因自然因素而造成泥漿坑內(nèi)泥漿外溢的情況，不僅如此，消除了泥漿池能夠明顯縮小鉆井個(gè)體的占地面積，從而降低了企業(yè)的用地成本。另外，將免燒磚技術(shù)與廢棄泥漿處理技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，能夠有效推動(dòng)廢棄資源的再利用，實(shí)現(xiàn)鉆井淺層對(duì)水分的回用，有效節(jié)約水資源，每口鉆井至少能夠節(jié)約用水500 m3[5]。相比于傳統(tǒng)的處理方法，現(xiàn)階段的鉆井廢棄泥漿廢渣廢水處理方法操作性更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣，有助于實(shí)現(xiàn)廢棄泥漿不落地的零排放目標(biāo)，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鉆井廢棄泥漿廢渣廢水處理的重要性，也在處理技術(shù)方面進(jìn)行了一定的研究，并取得了一定的效果。通過(guò)本文對(duì)油田鉆井廢棄泥漿廢渣廢水進(jìn)行的分析，可以看出，廢棄泥漿中所含的成分決定了要對(duì)其進(jìn)行有效處理，既是實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境目標(biāo)的必然選擇，也關(guān)系著整個(gè)石油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，必須加大力度對(duì)鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理的研究，不斷完善和推廣相關(guān)技術(shù)，推動(dòng)石油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

[1] 劉波.鉆井廢棄泥漿廢渣廢水后期處理探索與研究[J].化工管理，2016，(27):154.

[2] 王磊.石油鉆井廢棄泥漿的處理技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2014，(35):605-605.

[3] 安琪.石油鉆井廢棄泥漿的處理技術(shù)探討[J].商情，2015，(38):337.

[4] 王慶，侯靖杰，朱勇，等.油田鉆井廢棄泥漿隨鉆處理技術(shù)探究[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9(01):105.

[5] 張明，李天太，晏寧平，等.靖邊氣田廢棄鉆井液評(píng)價(jià)及處理方法研究[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，(01):91-96.

Studyonpost-treatmentofwastedrillingandmudwastewater

LING Kang1, GUO Zhi-juan2, YE Hai-tao1

(1. Xuzhou Geleian Environmental Protection Equipment Co., Ltd., Xuzhou 221100, China; 2. Xuzhou Xugong Environmental Engineering Co., Ltd., Xuzhou 221000, China)

The traditional method of wastewater treatment of waste sludge does not meet the requirements of sustainable development strategy in China. It is necessary to conduct a detailed analysis of the waste pollutants generated by drilling, identify the sources and characteristics of pollution, and formulate the targeted treatment programs to enhance the post-drilling treatment of waste drilling and mud waste water level, and improve market competitiveness of enterprises.

Drilling; Waste mud; Waste residue and wastewater; Post-treatment

X741

B

1674-8646(2017)20-0168-02

2017-08-31

凌康(1990-)，男，本科，助理工程師；

郭志娟(1983-)，女，本科，助理工程師；

葉海濤(1981-)，男，本科，助理工程師。