钻井固废来源及治理技术应用研究

本文阐述了胜利油田钻井固体废物（也简称固废）来源及其处理现状，介绍了几种现有钻井固体废物处理工艺，在钻井固体废物治理技术上进行了应用实践。

钻井固体废物处理是目前困扰油田清洁生产的一大难题。过去数十年来，石油天然气界采取各种措施尽量将钻井产生的废弃物减至最低限度，以便更好地保护环境和公共安全。随着国家法律法规日益健全，地方政府环保要求的提高和油田环保意识的增强，钻井固体废物污染产生的纠纷越来越频繁，胜利油田在加大治理钻井固体废物力度的同时，也在逐步探索、研究合理有效的处理方法。

1钻井固体废物来源及其处理现状

1.1钻井固体废物来源及其组分

钻井固体废物是石油勘探开发过程中产生的一种多相稳定胶态悬浮体系，含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等。钻井固体废物主要由以下原因产生：（1）被更换的不适于钻井工程和地质要求的钻井液；（2）在钻井过程中，因部分性能不合格而被排放的钻井液；（3）完井时井筒内被清水替代出的钻井液；（4）由钻井液循环系统跑冒滴漏而排出的钻井液；（5）钻井施工过程中产生的废水；（6）钻屑，钻出地层所携带出的岩屑，如盐岩、石膏、芒硝、硫化物等。

钻井固体废物危害环境的物理化学成分：各类聚合物、重金属离子、盐类和沥青等改性物质。若按环境指标来评价，则主要污染指标是：色度、COD，悬浮物、重金属等。其中，各类聚合物是造成钻井废液COD值高的一个主要原因，各种深色添加剂如磺化类物质是造成钻井废液呈黑褐色，色度高的重要原因，也是钻井固体废物难以达标外排的原因之一。

1.2钻井固体废物处理现状

目前，胜利油田对钻井固体废物的处理方式采用现场固化填埋法，系以氯化物为脱稳剂，PAM为助凝剂、水泥及粉煤灰为固化剂对钻井固体废物进行固化。具体做法为：在钻井井场附近开挖泥浆池一座，将钻井泥浆注入泥浆池，将脱稳剂沿池壁四周均匀倒入泥浆池中，然后用挖掘机搅拌均匀，搅拌时间约为1h，加入计量好的助凝剂（PAM）溶液，用挖掘机继续搅拌均匀，搅拌时间约为1h，然后停止搅拌，静置1.5～2.5h后分离出上清液，下层泥浆加入水泥、粉煤灰等固化剂，搅拌后静止固化，晾晒一段时间后填埋。

经过上述处理的钻井液，2～7天后其强度可达1.2MPa以上，固结物样品经雨淋后，其浸出液经化验分析，有害物质含量均满足国家排放标准。但存在以下问题：占地多，征地费用高；泥浆处理工艺原始，易造成二次污染，影响油田形象。

2目前钻井固体废物处理工艺

目前对钻井固体废物的处理方法主要有：现场固化法、干化法、回收利用法、真空吸水反渗透处理法等。

2.1现场固化法

首先将各种处理剂按照钻井液数量配比计算，然后将各种处理剂按照配比设计均匀混合，混合后投人钻井液池搅拌均匀，然后用推土机或其它压实机械将固化物压实，使其固结。

优点：工艺相对成熟。该技术利用常见的处理剂材料和工业废渣，借助专用的施工设备，达到既能降低处理成本，又能将废弃钻井液的有害物质吸收并封固起来，在其表面覆土后则可复耕，不致因水浸流失而对环境造成危害。固化物可重复利用，处理后的固结物可用于修筑井场和道路、处理软土地基等钻前工程，是油田环境保护和工业固体废物再次利用的一条有效途径。

缺点：每口井都需开挖泥浆池，占地多；固化处理过程中需要使用破稳剂、助凝剂、固化剂，处理过程较为复杂。

实践应用：目前胜利油田就是采用此方法，处理效果一般。

2.2集中处理场固化法

井场不设泥浆池，将泥浆循环罐外侧做成混凝土地下池，用于摆放专门制做的方形泥浆存储罐，随时收集钻井过程中所产生的废弃泥浆，并及时用泥浆泵打入罐车，将废弃泥浆拉至泥浆存放场进行集中处理。泥浆集中处理场主要包括固液分离池、固相处理池、污水处理系统、固化剂存放区，固化后固化物临时存放场等。处理后的固化物可以二次利用，处理后的污水可直接达标排放。其实质就是将钻井固体废物分散处理转变为集中处理。

优点：不设泥浆池，减少用地面积，泥浆不落地，实现钻井清洁化生产，钻井现场占用设备和人员少，集中处理便于管理，便于实现机械化操作，实现了废物二次利用。

缺点：回收废弃钻井液需投人大量运输费用，不适用于远距离井场。

实践应用：该方法在胜利油田的永920X13，92OX12，92OX6三口同台井现场使用效果良好。

2.3干化法

首先对钻井废液进行脱稳处理后，直接存放于防渗密封的储存池后自然干化处理，其实质是进行固液分离，分离出的固相进人污泥干化场自然干化、液相进人污水处理系统处理后达标排放。

优点：除具有集中处理场固化法的优点外，还有不添加固化剂，处理场运行成本较低的特点。

缺点：回收废弃钻井液需投入大量运输费用，不适用于远距离井场；建设集中处理场一次性投资大。钻井液脱水效果不理想，有待进一步研究；干化场占地面积大，受气候条件影响大；干化处理后，固体固体废物不能完全无害化。

2.4回收利用法

老井钻井液用于新井钻井，该法简单易行，无需进行中转处理，回收过程中所需设备和人员比较少，是一条降低钻井液材料成本，防止环境污染的主要途径，适合于近距离具备陆路运输条件的井与井之间的回收利用。

优点：用机械方法将废弃钻井液转化为干粉再用，固化回收使用，设备一次性投入低，实现了废物二次利用，具有一定的经济效益和环境效益。

缺点：燃料煤耗量大，处理费用偏高，回收利用范围有限，不能从根本上解决泥浆污染问题，有待于进一步改进。

实践应用：该方法在胜利油田的辛11X93等井现场使用效果良好。

2.5真空吸水反渗透处理法

该技术采用研制的复合高效絮凝剂对泥浆及岩屑进行絮凝、破坏胶体状态，然后采用真空吸附把盐水泥浆体系从泥桨中分离出来。经过真空吸附并加水水洗，去除泥浆及岩屑中的盐分。淡水泥浆则无需水洗。采用复合过滤、精密过滤、二段式反渗透和二效升膜蒸发等技术有机结合，形成了一套废弃泥浆处理装置，除去水中的有害成分，处理后的泥浆、岩屑达到GB5085.3一2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的要求，解决了钻井废弃泥浆对耕地的污染，在其中加人粉煤灰等固结剂用于道路建设及井场施工，泥饼可进行二次利用，彻底消除其危害。处理后的水质可达到GB8978一1996《污水综合排放标准》中的相应标准，滤液可以回用于钻井也可治理达标后排放，达到废弃泥浆循环利用的目的。

优点：取消了传统的废弃泥浆池，节约了大量的土地资源，节约了泥浆池征地费、青苗赔偿费和排污费；机械化程度高，产生污染的同时进行治理，实现了一体化施工；设备精密、紧凑，处理效果好；现场占用人员少、处理成本低。

实践应用：该技术在胜利油田使用效果较好。

3结束语

目前有多种钻井固体废物处理方法，作业者可以根据相关法律规定、成本和环保要求选择最合适的钻井污物处理方法。胜利油田研究认为集中处理场固化法、回收利用法、真空吸水反渗透处理法适用于对钻井固体废物的处理，能满足环保和土地复耕的要求。