簡析水基鉆井廢泥漿及鉆屑處理現狀

馬文翠 袁新 孫恩呈 張靜 李乾

摘 要：本文介紹了水基鉆井廢泥漿及鉆屑的資源化利用現狀，主要包括直接排放法、就地掩埋法、固化處理法及固液分離法等。結合當前技術針對性地提出了幾種資源化利用途徑，包括固化后資源化利用、制磚及制備濾料等，為今后更深一步實現水基鉆井廢泥漿的資源化利用提供一定的研究基礎。

關鍵詞：水基鉆井廢泥漿;鉆屑;資源化利用

1 水基鉆井廢泥漿后期處理現狀

自上世紀70年代以來，美國、前蘇聯、加拿大和中國的一些研究部門圍繞著如何處理鉆井廢棄物進行了大量的研究工作，找到了一些處理鉆井廢泥漿的方法：如固液分離法、環空或地層注入法、土地分散耕施法、干燥焚燒法、化學固化法、生物降解法、轉化為其它用途等。目前，國內油田對廢棄鉆井泥漿治理研究主要集中在后期處理上，如直接排放法、就循環使用法、固化處理法及固液分離法等。

1.1 直接排放法

廢棄鉆井泥漿部分可直接排放到環境中。但只限于那些低毒或無毒、易生物降解的鉆井廢棄物，如水基鉆井泥漿，礦物油基鉆井泥漿回收基液后剩余的廢棄物、合成基鉆井泥漿和鉆屑等。

1.2 循環使用法

有些廢棄鉆井泥漿、廢水、廢材料等可循環使用。水是最有可能被循環使用的，例如從鉆井泥漿中分離出來的廢水可以收集后再循環使用。生產水經過處理后再注入井內以平衡井內壓力，也可用于重油的處理。要求安裝的設備能便利地使用可重復利用的廢材料，例如安裝循環系統以便收集溶劑和其它能夠收集的材料并在井場重復使用。有些暫時廢棄的鉆井泥漿（如改變鉆井泥漿的密度、粘度等處理的一部分鉆井泥漿）在適當的時候又可以在該井使用，或運到另一口適合的井上再使用。

1.3 化學強化固液分離法

配制泥裝用的膨潤土本身具有很強的水化能力，此外由于鉆井泥漿中又加入了大量的各種護膠劑，致使廢棄鉆井泥漿體系中具有表面活性的固體比普通污泥要高很多，廢棄鉆井泥漿脫穩的難度也就大大增加了。通過加入各種化學處理劑破膠劑改變鉆井泥漿的物理、化學性質，破壞鉆井泥漿的膠體體系，促使懸浮的細小顆粒聚結成較大的絮凝體，再由過濾、離心等機械手段達到固液分離的目的，這種方法就稱為化學強化固液分離。

1.4 回填法

廢棄鉆井泥漿在儲存坑內通過沉降分離，上部清液達到環保標準后直接排放。剩余部分經干燥后（并不一定要完全干燥，只要到一定程度就行），在儲存坑內就地填埋，但必須保持頂部的土層有厚，然后恢復地貌。這種方法不失為一種處理低毒和無毒廢棄鉆井泥漿的好方法，但不能用于毒性較大的廢棄鉆井泥漿的處理。石油環境研究委員會對填埋在坑內的鉆井廢棄物通過中子探針、測滲計、真空萃取濕度杯和石膏阻塞劑在坑周圍設點，就地表水和受轄射的土壤進行了跟蹤研究。結果發現該方法對地表水和受輻射的土壤有很大的影響，所以回填法必須要慎用。

1.5 填埋冷凍法

在比較寒冷的地方，廢棄鉆井泥漿和鉆屑可以注入凍土層，將這些廢棄物永久地冷凍在凍土層中，這樣就不會發生遷移造成環境的污染。在美國阿拉斯加州的北斜坡地區使用該方法，在該地區通過使用廢棄物處理設備已成功地將鉆井廢棄物注入到深的地下冷凍層，并跟蹤了它的潛在污染情況，發現結果非常理想。雖然鉆井廢棄物具有一定的溫度，注入到冷凍層后對里面的溫度有影響，但是這個影響很微弱，不會使冷凍層的冷凍物融化，相反可以將廢棄物永久冷凍起來而不讓其發生遷移。在適宜的區域用該方法處理鉆井廢棄物是很好的。

1.6 運至指定地點集中處理法

廢棄鉆井泥漿中的部分廢棄物在井場不能當場處理也不能直接排放，必須運出井場到某指定地點集中處理。這主要是針對那些毒性比較大、用常規方法處理會嚴重污染環境，也沒有合適的處理方法的廢棄鉆井泥漿。現在很多的油田采用“不落地”的收集方式，集中處理或者轉運后集中處理。

1.7 生物處理法

生物處理鉆井廢棄物的方法有許多種。微生物降解法是利用微生物將有機長鏈或有機高分子降解成為環境可接受的低分子或氣體，使用該方法的困難是如何選擇合適的微生物菌種和載體。生物絮凝法是在廢棄鉆井泥漿中加入特殊的微生物，使一些高分子有機物絮凝并且沉積下來，可用于鉆井廢水的處理。該方法中所用微生物必須是通過自然蹄選或誘變培育及基因工程、細胞工程技術獲得的特種微生物。這些微生物同時還可以對某些有機物進行降解，如鄰、間、對苯酚就可以在這樣的微生物作用下發生生物降解。

1.8 固化法

固化法是向廢棄鉆井泥漿中加入固化劑，使其轉化為土壤或膠結強度很大的固體，就地填埋或作為建筑材料等。該方法能夠消除廢棄鉆井泥漿中的金屬離子和有機物對水體、土壤和生態環境的影響和危害。該方法現在被認為是一種比較可靠的治理廢棄鉆井泥漿污染的好方法。對于治理難度最大的COD、Cr6+、pH值和總鉻污染最為有效。根據固化浸出液毒性測定，達到國家工業廢水排放標準，對于含水量最高的廢棄鉆井泥漿，可以結合固液分離技術，以取得最佳的處理效果。適用的鉆井泥漿體系主要為膨潤土型、部分水解聚丙烯酰胺、木質素磺酸鉻、油基鉆井泥漿等。現在對廢棄鉆井泥漿的固化已有許多成熟的技術，可用于不同廢棄鉆井泥漿的固化。

2 結論

以上分析表明，傳統的廢棄鉆井泥漿的處理技術都存在自身的局限性，回收利用只能回收利用廢棄泥漿的一部分，不能回收的部分也是存在環境隱患需要處理的;直接排放法、回填法、回注法、集中處理法、填埋法、處理不徹底，存在很大的環境隱患，并沒有解決環保問題;生物處理法對微生物的生存環境條件要求很苛刻，固液分離法工藝復雜、設備要求高、處理費用高，其推廣應用受到了限制;固化法雖然能有效的控制廢棄泥漿中的污染物，但是固化后的泥漿也是需要地點堆放，無法進行資源利用的。同時，這幾種廢棄鉆井泥漿的處理方法還有一個共同特點，就是錯過了預防和控制污染的環節，也沒有系統性，對廢棄鉆井泥漿中的有價值成分也未加以利用，難以滿足石油鉆井清潔生產的要求。