何瑞兵，張羽臣，宿 輝，馬文杰，王 凱，張 丹，劉慶月

(1. 中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452；2. 中海石油環(huán)保服務(wù)(天津)有限公司，天津 塘沽 300458)

在鉆井完成后會有較多廢棄鉆井液產(chǎn)生。廢棄的鉆井液成分較為復(fù)雜，含有毒有害物質(zhì)，較難處理，處置不當會對環(huán)境造成嚴重影響，近年來環(huán)境保護政策的逐漸健全，廢棄鉆井液合規(guī)處置勢在必行。

1 廢棄鉆井液處理技術(shù)概況

為滿足鉆井過程中各項需求，鉆井液中會加入大量藥劑，因此廢棄的鉆井液中成分特別復(fù)雜，且因為鉆井類型的區(qū)別會選用不一樣的鉆井液體系，大大增加了鉆井廢液的處置難度。四川油田是國內(nèi)較早開展了對鉆井廢液進行合規(guī)化處理研究的[1]。后來勝利油田、石油大學(xué)、遼河油田等相關(guān)單位也對鉆井廢液進行深入研究，研究的各項處置成果應(yīng)用后后的顯著成效[2]。目前，國內(nèi)外鉆井廢液處理主要有隨鉆處理和集中處理兩種技術(shù)。

2 隨鉆處置技術(shù)

2.1 簡單處理排放

簡單處理排放技術(shù)多用于處理難度較低，體系相對簡單的鉆井液。廢棄鉆井液經(jīng)破膠沉降、離心或板框脫水后，加入藥劑進行處理，達到排放指標后直接排放[3]。該方法操作簡單、成本較低，但隨著環(huán)保要求日益嚴格，各類排放指標要求提高，此方法已很少使用。

2.2 填埋法

廢棄鉆井液經(jīng)井場儲存池沉降和蒸發(fā)后底部固相就地掩埋，該方法簡單且費用低但對環(huán)境有一定風險。石油環(huán)境研究委員會在鉆井廢液填埋坑附近環(huán)境進行跟蹤調(diào)查。研究表明填埋坑附近水和土壤受到破壞。近些年受環(huán)保的要求該方法需謹慎使用。

2.3 回注法

回注法是將鉆井廢液回注到安全地層的處理方式，該方法對回注的地層要求極其嚴格，要求地層滲透度低、壓力梯度低、上下蓋層強度高，致密性能良好，且深度必須高于600米[4]。在國外，阿聯(lián)酋ADCO公司將10萬噸鉆井廢液安全的回注到地層。在國內(nèi)，中國海洋石集團有限公司曾在南海油基進行回注試驗，因?qū)Νh(huán)境造成較大污染而被禁用。

2.4 坑內(nèi)密封法

坑內(nèi)密封法是填埋方法特殊方式。在填埋池四周做防滲處理后埋入廢棄鉆井液，填埋后恢復(fù)地貌。該方法安全性較好，適用于成分復(fù)雜且處理難度大的廢棄鉆井液，但對密封要求高且會造成土地資源的浪費。

2.5 MTC轉(zhuǎn)化技術(shù)

MTC技術(shù)是將鉆井廢液轉(zhuǎn)變?yōu)楣叹?，向廢液中加入鉆井渣體和藥劑，藥劑能夠激活鉆井渣體中的固化成分，通過改變藥劑的類型，使鉆井廢液轉(zhuǎn)變成不同用途的產(chǎn)品。這種方法有效的處理廢棄鉆井液并減少了固井費用[3]。MTC技術(shù)在國內(nèi)外進行了大量的研究并取得較好的處理效果，但因其設(shè)備要求較為嚴格，在現(xiàn)場應(yīng)用中使用較少。

2.6 生物法

生物法是將菌種和相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)投加到鉆井廢液中，微生物將鉆井廢液中的有毒有害物質(zhì)降解為無毒無害物質(zhì)。該方法操作簡單、環(huán)保。但因廢棄鉆井液類型不同，使用的微生物也不同。篩選合適的菌種相當困難且培養(yǎng)菌種的時間很長。

3 集中處置技術(shù)

針對廢棄鉆井液特點開發(fā)一套振動篩分、破膠脫穩(wěn)、固液分離、除硬除鐵、金屬絡(luò)合的處置工藝，合規(guī)化處置水基鉆井液，處置工藝見圖1。

3.1 工藝介紹

3.1.1 振動篩分單元

泥漿罐車將泥漿傾倒入泥漿緩存池，在泥漿緩存池中對泥漿進行初步過濾，篩去雜物；緩存池底部泥漿經(jīng)攪拌均勻后泵入振動篩，篩上物合規(guī)化處置，篩下物泵入脫穩(wěn)池。

3.1.2 脫穩(wěn)單元

脫穩(wěn)池中主要通過添加化學(xué)藥劑輔以攪拌對廢泥漿進行破膠脫穩(wěn)處理，向脫穩(wěn)池中加入破膠劑和絮凝劑，調(diào)節(jié)pH，攪拌均勻后泵入壓濾單元。

3.1.3 板框壓濾單元

廢泥漿經(jīng)過脫穩(wěn)處理后，漿液經(jīng)加壓進入板框壓濾機，壓濾液經(jīng)濾液收集池收集后泵入全廠廢液處理單元，板框壓濾后的固相資源化處置。

3.1.4 化學(xué)除硬、除鐵

該單元采用大型除硬罐，使用沉淀法進行Ca2+、Mg2+離子去除，根據(jù)廢液鈣鎂離子的濃度，選取合適比例的化學(xué)試劑，最大程度的去除鈣鎂離子，并且在此過程中，還能去除廢液內(nèi)的硼元素。通過加入離子穩(wěn)定劑，能絡(luò)合難以去除的金屬離子，實現(xiàn)完全去除。

經(jīng)實驗室小試研究。在pH值=10以上時，總鐵含量將趨近于0mg/L。因此在壓濾液除硬的同時，也能將總鐵完全除去。

3.1.5 過濾單元

過濾單元是水處理過程中較為重要的環(huán)節(jié)，并且水處理的目的是為了鉆井液的回用。因此必須選用可靠并且精度較高的過濾裝置。廢棄鉆井液減量回用選用濾芯式過濾器且精度為1μm。出水水質(zhì)清澈，ss為46mg/L。符合回用或回配的要求。

圖1 廢棄鉆井液處置工藝

3.1.6 pH回調(diào)

pH值回調(diào)單元采用的是酸堿中和，使體系pH值在7-8，反應(yīng)機理以及多次實驗驗證，選用檸檬酸進行pH值回調(diào)。因為檸檬酸在中和的時候，還能對水體里的高價金屬再次反應(yīng)，不僅實現(xiàn)調(diào)節(jié)酸堿，而且能為廢液在回用過程中，起到高價金屬安保作用。

4 結(jié)論

隨鉆處置技術(shù)因受環(huán)境保護的影響并受到設(shè)備、場地等限制，只能對部分廢棄鉆井液進行現(xiàn)場減量化，回用。隨著國家對環(huán)保要求越來越嚴格，廢棄鉆井液隨鉆處置技術(shù)受各種因素影響不能滿足環(huán)保要求，廢棄鉆井液集中處置勢在必行。