淺談川西地區鉆井廢棄物處理模式

劉 偉

中石化西南工程公司油田工程服務分公司 四川 綿陽 621000

1 鉆井廢棄物處理現狀

目前鉆井廢棄物處理技術主要有固化、固液分離、轉化水泥漿技 術、注入安全地層、生物處理、循環使用、土壤耕作、熱處理等方法。川西鉆井廢棄物治理遵循“減量化、無害化、資源化”的原則，歷經 近二十年的實踐與探索，已經形成一個相對穩定的技術體系。當前區 域鉆井廢棄物治理主要包括集中和隨鉆不落地處置兩條工藝技術路線，通過處置將鉆井廢棄物分離為液固兩相，液相的壓濾液進行集中預處 理后回注孝蓬101井組，固相的泥餅進行集中填埋或綜合利用，實現了鉆井廢棄物的合法合規處置。

1.1 集中固化處理工藝流程 集中處置工藝適用于當地環保要求較高、地下水網較復雜、地表水層較淺、鉆井相對集中、作業周期長的區域，在油氣田中心選址建立集中處理站(譬如川西地區修建了袁家固廢處理站)實施鉆井廢棄物集中處置。其基本方法是在井隊泥漿循環罐外側擺放專門的泥漿收集儲存罐收集來至振動篩、除砂除泥器和離心機產生的廢棄物泥漿，當廢物達到一定數量時通過槽車拉運至集中處理場處理，通過“篩分-化學脫穩-固液分離”等過程將鉆井廢棄物分離為泥餅和壓濾液，工藝見圖1所示。壓濾廢水經過“混凝-多介質過濾-超濾”處理水質滿足《氣田水回注方法》(SY/T6596-2004)標準后產水回注孝蓬101井組。集中處理站功能布置包括泥漿存放池體、處理系統、污水處理系統、藥劑存放區、固化土臨時存放場等。

1.2 現場廢棄鉆井液隨鉆處理流程及工藝 該工藝的原理是鉆井現場采用物理及化學方法，將廢棄鉆井液在分離裝置的作用下實現固液分離，其中分離出的固相轉運至磚廠或水泥廠綜合利用。分離出的廢液經污水處理系統后再利用或達標排放。由于該處理方法配套設備隨石油鉆機單井配套使用，一般需配置成套的收集、輸送、分離、處理設備，一次性投資較大，單井攤銷成本費用相對較高。不落地處理具體流程為:鉆井廢棄物通過滑槽及螺旋輸送機收集入接收罐，再泵送到脫穩反應罐中，以集中處置藥劑配方基礎，以現場小試為依據，向脫穩反應罐投加破穩藥劑，確保脫穩反應充分進行，脫穩的鉆井廢棄物泵送入壓濾機中進行強制固液分離，泥餅卸料后由皮帶輸送機或螺旋輸送機輸送到泥餅臨時堆放池罐，定期用挖掘機運送到泥餅堆放區或直接用車輛拉運到最終處置場。

2 川西地區鉆井廢棄物隨鉆不落地及集中治理實踐

2009-2017 年間川西地區全部鉆井施工均采取了集中處置的方式，9年累計處置鉆井廢棄物127.3萬方，年均處置量14.1萬方，其中2012-2014年“大會戰”期間廢棄物產生量達到歷史最高峰，超過了20萬方/年，近幾年伴隨石油行業周期性低迷廢棄物年產生量降低到了7-10萬方的水平，鉆井廢物治理量如圖3所示。隨著氣田開發范圍的擴展，部分新開井距離集中處理站的距離不斷增加，導致鉆井廢物運輸費用的劇增。因此，從2018年度開始區域開始推行隨鉆不落地施工，截止目前投入設備14套，完成了治理22井次，正在施工10井次，累計完成鉆井廢棄物治理4.1萬方；鉆井廢棄物集中處置和隨鉆不落地處置核心工藝相同，處理效果相當。兩種工藝處置后泥餅浸出液中重金屬含量均低于《污水綜合排放標準》(GB8978-96)標準一類污染物排放限制，COD低于400mg/l，石油類含量小于5mg/l，處置過程COD去除率達到80%以上，證明了兩種工藝均適合區域工況。但是因受到運行規模及現場條件的影響，兩種工藝在運行成本和處理質量方面也存在一定差異。處理質量方面差異主要體現在隨鉆不落地處置因為對進料均質緩沖作用有限，從而導致工藝質量穩定性不如集中處置，主要體現在隨鉆不落地工藝含水率普遍較集中處置偏高，含水率波動偏大，如圖所示。

3 隨鉆不落地與集中處置的經濟分析

受運行規模及現場條件的影響，兩種工藝施工運行成本存在較大差異，主要影響因素包括運輸距離、設備和機具的利用率、人員的利用率及現場設施建設等。集中處理的優勢在于處理規模化從而形成較低的運行成本，而其劣勢在于廢物運輸由兩段構成，可能產生高額的運輸費用；隨鉆不落地處置的優勢在于廢物運輸一次完成，固液分離后泥餅直接拉運填埋場或者綜合利用點進行最終處置，而其劣勢在于固液分離過程中較低的人員、設備、機具利用率導致固液分離施工成本過高，以2018年度完成治理的中江縣境內的江沙203-6井和廣漢市境內的什邡2井為例，該兩口井均具有一定的區域代表性，江沙203-6井距離磚廠較近，因此實際施工中固液分離產生的泥餅拉運磚廠進行綜合利用。什邡56-2井距離水泥廠較近，固液分離產生的泥餅拉運水泥廠進行協同處置，通過計算集中處理工藝包括兩段固廢的運輸，鉆井廢物收集到集中處理站運輸費用為12.9萬元，泥餅和廢水運輸為8.3萬元項目，合計運輸費用為21.2萬元，非運輸部分(主要為固液分離作業費)費用為30.5萬元。而隨鉆不落地處置過程中運輸費用為9.76萬元，僅為集中處置運輸費用的46.25%，說明采用隨鉆方式確實能降低處置過程中的運輸費用。但是在非運輸部分的費用中隨鉆處置的費用高達59.39萬元，較集中處置高94.7%。因此導致單井隨鉆不落地處置費用較集中處置費用高約33.7%。

兩種處理方式泥餅含水率對比圖

由表可知，同一井的兩種處理方式集中處理工藝鉆井廢物收集到集中處理站運輸費用為2.2萬元，泥餅和廢水運輸為2.34萬元項目，合計運輸費用為4.54萬元，非運輸部分費用9.14萬元。而隨鉆不落地處置過程中運輸費用為3.6萬元，為集中處置運輸費用的79.3%，同樣說明采用隨鉆方式確實能降低處置過程中的運輸費用。但是在非運輸部分的費用中隨鉆處置的費用高達25.62萬元，較集中處置高180.3%。因此導致單井隨鉆不落地處置費用較集中處置費用升高約113.6%。由此可見淺井因為設備基礎建設、雨棚搭建、設備搬遷等一次性費用在總費用中比重較高，導致隨鉆不落地施工方式更不經濟。

對于中江區塊而言，以江沙203-6為例，非運輸部分集中處置費用為59.39萬元，而隨鉆不落地處置費用為30.52萬元，非運輸部分費用差額為28.87萬元，按照固廢量2300噸，運費0.8元/t.km計算，該費用折算為運距是156km，磚廠距離集中處理站為45km，而且磚廠在中江區塊到集中處理站間的運輸路線上，集中處置較隨鉆不落地處置運輸距離增加90km，也就是說井場距離磚廠66km或集中處理站111km時，集中處置和隨鉆不落地處置費用相當，當井場距離集中處理站距離大于111km時隨鉆不落地處置更經濟，小于該距離時集中處置方式更經濟。而對于什邡、廣漢、綿竹區域的井場，運輸費用占處置總費用的比例更低，其處置費用相當時運距將大于111km，川西區塊布井相對集中大部分井場距離袁家固廢處理場距離小于100km。進行費用測算的兩口井在廢物產生量、最終處置方式上均具有較為普遍的代表性，因此可得出川西區塊絕大部分井采用集中處理的方式運行成本更低的結論。