鉆井廢棄泥漿及巖屑無害化處理技術(shù)探討

魯曉濤

摘要：隨著2020年9月份以來新修訂固廢法的頒布實施，以及石油企業(yè)職工的環(huán)境保護意識的不斷提高，鉆井廢棄物作為一般工業(yè)固體廢物可能造成的環(huán)境影響受到人們的不斷重視。另外，國家和省市對石油行業(yè)的環(huán)境管理日益強化監(jiān)管，鉆井廢棄泥漿不落地處理技術(shù)逐漸成為各個采油企業(yè)的重點研究關(guān)注內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：鉆井廢棄泥漿;技術(shù)現(xiàn)狀;處理方式;建議

石油天然氣勘探、開發(fā)、鉆探以及采油管線穿越過程中，在井筒內(nèi)需要使用大量的鉆井液進行作業(yè)。鉆井液相當于鉆井過程的血液，鉆井液在平衡地層壓力、潤滑鉆具和井筒封堵等方面發(fā)揮出極大作用。鉆井液各項技術(shù)指標的發(fā)揮得益于其成分復雜，鉆井液所含化學成分復雜，每種化學藥劑所起到的物理和化學作用不同，甚至根據(jù)地層和井況每個層位鉆井液添加物都呈現(xiàn)出差異性。鉆井液完成井筒作用后，失去使用功能就會當做鉆井廢棄物。這些鉆井廢棄泥漿和巖屑因為失去了利用價值，而其本身又具有極大的環(huán)境破壞威脅，因此需要及時處理處置，避免鉆井廢物給自然環(huán)境、土壤、水源以及綠色植物等帶來破壞。本文針對工作實際，主要對水基鉆井廢棄泥漿的無害化處理展開討論。

1 鉆井廢棄泥漿不落地處理技術(shù)現(xiàn)狀

鉆井液按分散介質(zhì)不同可分為水基鉆井液和油基鉆井液，水基鉆井液在平原地層應用較多，油基鉆井液在山丘、丘陵和地層復雜的區(qū)域應用較多。根據(jù)不同的井深、井位以及鉆修井工藝所選擇的鉆井液類型有所不同。一般來說，水基鉆井液是以淡水、無機鹽、黏土、重晶石粉和堿性物質(zhì)組成，總的來說水基鉆井廢棄泥漿是以無機化學處理劑為主要分散相的溶膠懸浮混合體系;油基鉆井液一般使用石油制品如柴油、白油、礦物油以及瀝青調(diào)配而成。針對兩種鉆井液主要成分的區(qū)別，在對其廢棄物處理方面所采用的的工藝和技術(shù)也呈現(xiàn)出不同。

2 水基鉆井廢棄泥漿處理方式和技術(shù)

2.1 就地排放

2012年以前，國家對鉆井廢物的管控力度較弱。鉆井現(xiàn)場采用泥漿坑接漿，廢棄泥漿進行現(xiàn)場就地排放，在當時屬于最原始也是最經(jīng)濟合理的處理方式。當時認為，常規(guī)水基鉆井廢棄泥漿中的化學添加物對環(huán)境沒有太多的危害，且對環(huán)境的負面影響較低，對農(nóng)作物的威脅較小。這種情況下，鉆井廢棄物通過自然沉降坑，投加簡單的絮凝劑稍作處理，井隊搬家后直接就地排放。

2.2 回填處理

用固定裝置接收產(chǎn)生的鉆井廢棄泥漿，經(jīng)過藥劑投加，獲得符合排放標準的液相并將其就地排放或者作為鉆井液配制原料回收利用。剩下的固相，經(jīng)過自然風干以后，適當混合一定的渣土和礦物質(zhì)，用來填坑或者恢復山陵等地貌。該處理方式的優(yōu)點是簡單易操作、成本低廉，污染物對水質(zhì)和土壤的威脅可能性小，適用于成分較簡單、無機添加劑不多的的水基鉆井廢棄物處理。

2.3 泥漿轉(zhuǎn)化處理

泥漿轉(zhuǎn)化技術(shù)MTC是在鉆井廢棄泥漿中加入無機化學藥劑、少量礦渣和其他添加劑，讓廢棄泥漿進行改性，使其具有一定價值，可以作為固井用泥漿重新獲得使用價值。該種技術(shù)在在消除了排放鉆井廢物可能造成污染的同時，又讓廢棄鉆井液重新獲得了新的功能，從而在鉆井現(xiàn)場重新應用，降低了鉆井成本，也有效解決了環(huán)境保護問題。目前該項技術(shù)在吉林等油田小范圍應用，但應用范圍較小，目前只適用于井筒內(nèi)的廢棄鉆井泥漿，對于地面上返回的鉆井廢物泥漿及巖屑的轉(zhuǎn)化作用不大。

2.4 土地耕作覆蓋處理

在進行土地耕作覆蓋處理之前，需將鉆井廢棄泥漿進行一定時間靜置，讓液相與固相之間進行適當分離，必要時投加混凝藥劑。隨后移出上層清液，將化學成分和毒性較小的且固相較多的沉淀物直接噴撒到淺層地表，然后利用農(nóng)業(yè)機具將土壤與鉆井液固相充分混合。這種方法的主要原理是借助土壤來降解和吸附鉆井廢棄泥漿固相中的金屬離子、化學藥劑以及巖屑砂礫，進一步實現(xiàn)鉆井廢棄物的無害化處理。

2.5 固化處理技術(shù)

在鉆井現(xiàn)場收集的鉆井廢棄泥漿及其巖屑，經(jīng)過簡單的振動篩篩分工藝以后，在其混合液中投加具有液體固結(jié)作用的固化劑和穩(wěn)定劑，必要時投加礦渣黏土等成分，這樣可以有效固結(jié)鉆井廢液的有害成分，并且顯著減小鉆井廢棄物所含有的有毒有害物質(zhì)釋放，從而減少對人類環(huán)境的威脅。必要時，采用上述辦法制作免燒磚，通過添加水泥、礦物質(zhì)等作為固化劑，讓鉆井廢棄物直接固化到磚坯中。

2.6 固液分離處理技術(shù)

所謂固液分離處理技術(shù)，就是實現(xiàn)鉆井廢棄泥漿及其巖屑的固相與液相的單獨處置。這種技術(shù)主要見于隨鉆處理和固定站處理等方式。在工藝處理的初期，鉆井廢棄其泥漿及其巖屑通過振動篩將大顆粒巖屑進行篩分去除。含有細顆粒巖屑和少量泥沙、黏土等作為固液混合物的待處理物質(zhì)，需要向其中投加酸性藥劑和堿性藥劑，以降低PH指標，并達到破膠脫穩(wěn)效果。再經(jīng)過絮凝合格后，使用泵類設備抽送至板框壓濾機或者高速離心機進行固液分離。此時液相通過接水口收集后場地回用或者交由下一步處理工藝回注或者外排，固相則通過裝載機運至指定地點存放，待泥餅檢測合格后進行井場路路基和井場鋪墊使用。該種方法操作簡便，所需的設備較少，目前在各大油田應用廣泛。該技術(shù)只要在過程中合理投加藥劑，就能做到固液分離后的液相與固相檢測指標合格，達到環(huán)保處置要求。

3 建議與結(jié)論

目前我國水基鉆井廢棄泥漿及巖屑處理上，工藝有待改進、技術(shù)有待革新、設備設施的發(fā)展也比較緩慢，已經(jīng)不能滿足新環(huán)保形勢下石油企業(yè)安全環(huán)保治理需要，并在一定程度上制約了企業(yè)發(fā)展。要想企業(yè)取得長足的進步，需要從以下方面考慮，不斷強化技術(shù)和管理手段。一是加強環(huán)保行業(yè)鉆井廢棄泥漿及巖屑的處理力度，加大科技研發(fā)與試驗對比。力爭從源頭上盡量使用環(huán)境友好型鉆井液產(chǎn)品配置鉆井液體系;在過程中加強鉆井液的回收利用和無害化轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)鉆井液較高利用率;在不落地產(chǎn)廢處理工藝上要嘗試根據(jù)地層、井深、區(qū)塊和地質(zhì)構(gòu)造，針對不同鉆井廢棄泥漿來源廣泛開展技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)全過程無害化處理。二是合理選用處理設備工藝。選用合適的固液分離設備，做到高效低耗，并保證固液分離后固相較低的含水率;優(yōu)化處理工藝，在振動篩設備選型應用，減速機攪拌和提漿倒?jié){工藝上進行流程優(yōu)化;在化學藥劑投加上使用少量且高效的化學脫穩(wěn)藥劑以降低廢棄泥漿的化學成分含量。同時還要優(yōu)化渣漿泵流程和板框壓濾機設備的應用和保養(yǎng)，減少設備損壞趨勢和安全環(huán)保風險，做到優(yōu)質(zhì)高效運行。

鉆井廢棄泥漿及巖屑的無害化處理，關(guān)系到石油企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展，也關(guān)系到我國環(huán)境保護事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在石油企業(yè)發(fā)展進步過程中，本著對環(huán)境負責任的態(tài)度，優(yōu)選環(huán)保型鉆井液體系，盡量做到鉆井液回收再利用，并做到鉆井廢棄泥漿及巖屑的收集、運輸、處理和固液相合規(guī)處置。通過持續(xù)優(yōu)化處理工藝和流程，持續(xù)加大科技研究攻關(guān)，不斷實現(xiàn)鉆井一般工業(yè)固體廢物的無害化和有效處理。

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