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        淺析油田鉆井廢棄鉆井液的處理技術(shù)

        2013-10-19 10:14:22劉瀚吾
        河南科技 2013年1期
        關(guān)鍵詞:鉆屑含油率水基

        劉瀚吾

        (延長(zhǎng)油田股份有限公司 王家川采油廠,陜西 延安 717100)

        一 鉆井廢棄物無(wú)害化處理的必要性

        1.環(huán)境需求。鉆井液對(duì)環(huán)境造成的影響主要表現(xiàn)在:(1)對(duì)地表水和地下水資源的污染;(2)各種重金屬滯留于土壤,影響植物的生長(zhǎng)和微生物的繁殖,同時(shí)因植物吸收而富集,危害到人畜的健康;

        鉆井液廢棄物不僅給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染,也占用了日益減少的可耕地資源。因此,各國(guó)都在加強(qiáng)環(huán)保方面的立法和執(zhí)法工作。目前大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都不允許鉆井過(guò)程中形成的廢棄鉆井液、鉆屑、廢水隨意排放,要求進(jìn)行無(wú)害化處理。

        2.發(fā)展需求。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)鉆井液以水基體系為主,因此廢棄水基鉆井液處理技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用較多。在陸上鉆井中應(yīng)用最多的是就地固化或就地?zé)o害化處理技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低,缺點(diǎn)是只適應(yīng)大坑池地區(qū)的鉆井廢物處理。但鉆井作業(yè)經(jīng)常在一些環(huán)境敏感地區(qū),傳統(tǒng)的就地固化或無(wú)害化處理技術(shù)的弊病越來(lái)越明顯,迫切需要發(fā)展新型的鉆井廢棄物無(wú)害化處理技術(shù)。

        二 鉆井廢棄物無(wú)害化處理技術(shù)

        1.廢棄水基鉆井液無(wú)害化處理技術(shù)

        廢棄水基鉆井液組成復(fù)雜,穩(wěn)定性高,固液分離難度大,脫出水中污染物濃度大,受井場(chǎng)水、電、場(chǎng)地等環(huán)境條件限制,對(duì)廢棄水基鉆井液的處理裝置的要求體積要小,處理效率要高。受處理成本的限制加入的絮凝劑(破膠劑)、固化劑的量不能大,但處理的效果確要在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)。

        圖1 水基鉆井液無(wú)害化處理工藝流程圖

        廢棄水基鉆井液無(wú)害化處理裝置為鉆井作業(yè)一體化隨鉆處理裝置。這套裝置通過(guò)巖屑收集、鉆井液破膠脫穩(wěn)和固液分離、污水脫穩(wěn)氣浮、污水高效絮凝及氧化、污水精細(xì)過(guò)濾等多級(jí)處理工藝逐步去除鉆井液中的巖屑、大部分固相和有毒有害化學(xué)成分。脫出的水處理達(dá)標(biāo)后可以實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)回用或達(dá)標(biāo)排放;鉆井巖屑等固廢物通過(guò)強(qiáng)制高效固化處理,能去除所粘附的有害物質(zhì),達(dá)標(biāo)堆放。全套裝置拆裝方便,容易搬運(yùn),特別適合流動(dòng)性作業(yè)。

        2.廢棄油基鉆井液無(wú)害化處理技術(shù)

        隨著石油鉆井開(kāi)發(fā)難度的增加,在鉆井時(shí)越來(lái)越多的應(yīng)用油基泥漿,但是在使用油基泥漿的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含油鉆屑,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。而且全世界絕大部分國(guó)家對(duì)含油鉆屑的排放標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的限制。例如美國(guó)要求含油率要低于3%,在我國(guó)南海地區(qū)要求含油率低于5%。

        油基鉆井液無(wú)害化處理主要是油基鉆井液巖屑處理,油基鉆井液可以回收反復(fù)使用。

        經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理使油基巖屑達(dá)到國(guó)際油基鉆井液巖屑排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)油基鉆井液巖屑處理工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。

        3.油基鉆井液巖屑無(wú)害化處理技術(shù)

        圖2 廢棄油基鉆井液無(wú)害化處理流程圖

        油基鉆屑處理系統(tǒng)主要由甩干機(jī)、除油高效表面活性劑和石油微生物處理三部分組成。它主要是利用甩干機(jī)強(qiáng)大的離心力將油基泥漿鉆屑含油率減少到5%以下,配合除油高效表面活性劑使用后,可以將鉆屑含油率減少為2%以下,再經(jīng)過(guò)石油微生物處理使油基巖屑的含油量達(dá)到鉆井生產(chǎn)所在國(guó)的允許排放標(biāo)準(zhǔn)。

        經(jīng)過(guò)除油高效表面活性劑處理后,廢棄含油鉆屑自然分為油層、水層和巖屑三層。油層可以回收利用,水層里的藥劑綠色環(huán)保無(wú)污染且可以繼續(xù)循環(huán)使用,巖屑含油率可降低為1%以下,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)可以直接排放。

        石油微生物處理油基巖屑是微生物(嗜油菌)將石油等有機(jī)化合物降解成小分子的無(wú)機(jī)物的過(guò)程。該過(guò)程是將低沸點(diǎn)易揮發(fā)的有機(jī)物直接隨空氣被抽出,而高沸點(diǎn)的重組分在生物降解菌的作用下,被徹底降解為CO2和H2O。

        含油巖屑的微生物處理采用生物通風(fēng)法,該方法有利于提高油類(lèi)物質(zhì)的分解速度。生物通風(fēng)法是在待治理堆放的油基巖屑中至少打兩口井,安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī),將空氣中加入生物降解菌、微生物營(yíng)養(yǎng)添加劑、增效劑和PH調(diào)節(jié)劑等強(qiáng)行壓入處理物中,然后抽出土壤中的氣體。

        生物通風(fēng)技術(shù)特點(diǎn):生物通風(fēng)屬于原位修復(fù)技術(shù),不挖土,不破壞土壤結(jié)構(gòu),能夠修復(fù)被石油污染的低滲透性、高含水率土壤,該方法給土壤注入純氧氣或空氣、升高土壤溫度、添加工程菌將石油類(lèi)物質(zhì)從其所吸附的土壤顆粒上剝落下來(lái),從而大大提高生物可利用性。最終產(chǎn)物是CO2、H2O和脂肪酸,環(huán)境副作用小,即使中間產(chǎn)物是污染物,在出口處安裝氣體凈化裝置,不會(huì)造成二次污染。

        三 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

        1.通過(guò)廢棄鉆井液的處理技術(shù)研究,在研究和應(yīng)用過(guò)程中形成了一套技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的廢棄物處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了清潔鉆井,促進(jìn)了油氣勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)石油行業(yè)鉆井工程與環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀的需求。

        2.水基鉆井液處理設(shè)備體積小、能耗低、隨鉆固化、搬遷方便,該設(shè)備與破膠劑、固化劑配合處理后的固化物和水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

        [1]趙雄虎廢棄鉆井液處理研究進(jìn)展鉆井液與完井液2004

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