付韶波，馬躍，岳長濤

(中國石油大學(北京) 理學院，北京 102249)

鉆屑由石油和天然氣鉆井過程產生的巖石顆粒的混合物組成，而開采過程中使用的油基鉆井液通常是含有添加劑的合成油，鉆屑被油基鉆井液污染形成油基鉆屑[1]。由于存在多種有害有機物和無機物，包括石油烴，重金屬和水溶性鹽等[2]，油基鉆屑被許多國家視為危險廢物。它們不僅難以處理，而且不適當的處理會對環(huán)境和人類健康造成嚴重危害[3]。因此，對于油基鉆屑必須進行有效的處理。

油基鉆屑處理過程包括一系列預處理技術，并致力于從鉆屑中分離出有機污染物。當前，對于油基鉆屑的處理技術的分類：物理法包括脫水、離心、回注和填埋等[4]，物理化學法主要包括表面活性劑的洗滌[5]、超臨界二氧化碳提取[6]、超臨界亞臨界水處理等[7]，化學法包括焚燒法、熱解法[8]和微波加熱處理等[9]，生物法包括堆肥和土地耕種等。考慮到安全處理和處置鉆屑的難度[10]，目前比較有效的是將兩種或多種技術結合起來而不僅僅采用單步法[11]。隨著處理油基鉆屑技術的深入研究，從焚燒、填埋和生物降解，到溶解萃取、熱處理回收油品，再到實現(xiàn)對鉆屑中無機成分的再利用，例如制備建筑材料等[12-13],表明油基鉆屑的高效無害化處理與資源化利用已經成為未來發(fā)展的主要趨勢。

筆者將油基鉆屑各種處理技術劃分為無害化處理、油品的回收再利用和鉆屑的資源化利用等方面，在介紹了各種油基鉆屑處理方法的基礎上，調研了各種處理方法的最新研究方向與成果，并結合目前油氣開采過程中油基鉆屑處理處置實例針對性地提出了對策建議，為目前工業(yè)針對油基鉆屑的處理處置提供參考。

1 油基鉆屑的無害化處理技術

油基鉆屑的無害化處理技術是指通過一定的處理技術解決油基鉆屑污染環(huán)境的問題。目前油基鉆屑的無害化處理技術包括：甩干-離心分離技術通過物理機械過程分離去除有機污染物；回注與填埋技術、固化/穩(wěn)定化技術通過限制污染物的遷移達到環(huán)保要求；焚燒法、生物處理技術和超臨界氧化法則直接將有機污染物轉化為對環(huán)境無害的無機小分子。

1.1 甩干-離心分離技術

甩干與離心技術是指將油基鉆屑通過專用設備進行甩干與離心處理，使鉆屑的含油量達到排放要求。甩干與離心技術的主體設備由甩干機和離心機組成，甩干機內置篩網可將鉆屑不斷地進行篩分成含油率低的小顆粒，再經離心機離心分離后實現(xiàn)固液分離。油基鉆屑經甩干-離心分離技術后，含油率可降至3%左右[4,14]。這種方法可以降低含油率，但是難以直接滿足排放要求，因此大多處理工藝都將此作為預處理技術。宰艷玲等[15]針對油基鉆屑研制出了新型三相離心機，可實現(xiàn)水、油和鉆屑固相的分離，經處理的鉆屑油含量可降低至0.833%～1.196%，油相含水量為1.68%～1.76%，達到了較好的處理效果。

甩干-離心分離技術廣泛應用于實驗室及工業(yè)中的固液分離，在油基鉆屑的處理當中常常也作為一道不可或缺的工藝程序，但存在能耗大、噪音大、設備磨損嚴重等問題，且需后接其它處理工藝提高處理效率。

1.2 回注與填埋技術

回注法是將油基鉆屑通過研磨將固體顆粒粒度變小，并加入處理劑及造漿劑，使鉆屑粒度和漿體流變性能滿足回注要求，在一定的回注壓力下，將油基鉆屑通過套管環(huán)空或者專用回注井，注入到有一定處置漿體能力的深部地層內[16]?；刈⒎ㄗ铒@著的優(yōu)點是鉆井廢棄物零排放，符合日趨嚴格的環(huán)境保護要求，并且在許多情況下處理成本相對較低，在世界范圍內的油田，尤其是國外淺海油田得到廣泛的應用。我國蓬萊19-3油田早在2003年首次引入鉆屑回注技術[17]，結果表明對于油基鉆屑而言，海上回注技術較運會內陸通過其他技術進行處理成本較低，且無二次污染。但項目執(zhí)行過程中遇到諸多問題導致經濟成本大大提高，使油基鉆屑回注技術在我國發(fā)展緩慢了下來。

填埋法是將鉆屑掩埋到提前挖好的預備坑中，掩埋之前需將鉆屑的含油率預處理到3%以下，預備的坑深度也有一定的要求，以免污染地下水和破壞植被生長。鑒于此處理過程成本低廉、操作簡易，在內陸油田得到廣泛的應用。

雖然深層地下廢物注入被證明是石油和天然氣勘探和生產活動中環(huán)境可接受的鉆屑處置選擇，但嚴重危害環(huán)境的可能性依然存在。這種可能性源于不適當的流程設計、缺乏數據和工程實踐不足，以及項目執(zhí)行不力和缺乏系統(tǒng)監(jiān)視。油基鉆屑填埋技術相較回注技術有二次污染的風險，了解油基鉆屑的原始化學成分，確定填埋的潛在風險和確定最佳填埋程序至關重要。

1.3 固化/穩(wěn)定化技術

固化是指將鉆屑封裝在具有高結構完整性整體式固體中，通過減少浸出面積和使用密封隔離減少污染物的遷移[18]。穩(wěn)定化是指通過將污染物轉化成不易溶解、不易流動和無毒的形式，減少污染物的環(huán)境威脅。一般來說，需要通過固化和穩(wěn)定化技術結合使用，確保油基鉆屑留存在其中。蔡浩等[19]采用無機膠凝材料輔以界面改性劑KX，對油基鉆屑進行了固化處理，通過優(yōu)化PC32.5水泥、粉煤灰、活性增強材料和水固比等條件，實現(xiàn)了油基鉆屑的無害化固化處理。Kujlu等[20]通過不同的穩(wěn)定/固化方法對7種油污染土壤的進行了現(xiàn)場調查研究，研究表明，固化劑劑處理有污染土壤消耗比例在6%～10%，土壤的處理時間在4.1～18.5 min/m3，使用波特蘭水泥-硅酸鈉-硅藻土組合固化劑進行的穩(wěn)化/固化處理污染土壤是最佳選擇。Perez等[21]針對水泥基固化/穩(wěn)定的低溫熱脫附油基鉆屑，進行了一系列測試。結果表明，添加2%的鉆屑，在水灰比為0.6∶1時，會產生最高的無側限抗壓強度(22.22～26.22 N/mm2)，遠高于建議等級的最小20級混凝土的無側限抗壓強度20 N/mm2,固化/穩(wěn)定的基質中平均殘留TPH量為62.41 mg/kg。

使用固化/穩(wěn)定化技術可以大大減少有害離子和有機質對土壤的影響，所得產品可用于鋪路、回填或建筑。然而，油基鉆屑含油量較高會限制該技術的應用，而且需要較大的空間，存在污染物泄露造成二次污染等安全隱患。

1.4 焚燒法

焚燒技術是將油基鉆屑加熱到820～1 600 ℃，使污染物轉化成惰性殘留物的過程。焚燒技術可以處理大量的油基鉆屑，避免有害物對環(huán)境的污染。但是焚燒法無法處理油基鉆屑中的無機成分，例如重金屬；能耗較高，且產生大量的二氧化碳和氮氧化物。王麗芳[22]在對油基鉆屑焚燒特性研究的基礎上，提出采用回轉窯多段焚燒系統(tǒng)處理油基鉆屑，該系統(tǒng)主要由進料系統(tǒng)、回轉窯、二燃室、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)等組成，并測定了焚燒后灰渣重金屬含量，測定結果低于GB 15618—2008《土壤環(huán)境質量標準》中的相關指標，可以回填使用。

1.5 生物處理技術

生物處理技術利用生物(如細菌、植物、真菌等)降解油基鉆屑中的碳氫化合物，并進行土壤化降解和功能修復作用。在生物降解技術中，首要便是探尋合適的石油降解菌種，隨后根據菌種選擇堆肥、土地耕種或生物反應器等方法，不斷優(yōu)化降解條件以達到最好的效果。陳鄭陽等[23]篩選出了2株高效降解菌(C-1,C-2)，分別為芽孢桿菌屬Bacillussphaericus和Bacillussubtilis，在其最優(yōu)條件下，C-1和C-2 對石油的去除率分別為46.08% 和48.94%。汪軍等[24]公開了一種油基鉆屑降解菌株及其應用，菌株為芽孢桿菌(Bacillussp.)，該菌在45 d內對反排油含量為1 200 mg/kg的油基鉆屑降解率可達到48.8%以上，具有除油效率高、處理周期短的顯著優(yōu)勢。Fan等[25]評估了微生物區(qū)系和植物生長聯(lián)合增強廢物鉆井泥漿生物修復作用，在為期一年的實驗和后續(xù)測評實驗中，泥漿中的總有機碳(TOC)含量在漿液反應器中生物處理48 h后從89 800 mg/kg下降到21 700 mg/kg；植物修復240 d后TOC污染水平下降84.6%。這些結果表明，聯(lián)合植物微生物系統(tǒng)是處理廢棄鉆井泥漿的有效選擇。

生物處理技術包括堆肥、土地耕種、生物反應器等，它是從根本上實現(xiàn)油基鉆屑無害化處理的自然過程，生物處理技術較油基鉆屑填埋技術有處理徹底，成本低等優(yōu)點。然而，處理過程中瀝青等大分子有機物難以被降解，且生物處理的時間和空間是主要限制該技術的工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。

1.6 超臨界水氧化法

超臨界水氧化法的原理是以超臨界水為反應介質，以氧氣或雙氧水為氧化劑，經過均相的氧化反應，將多種有機廢物快速轉化為CO2、H2O和其它無害小分子，重金屬氧化固相留存在灰分中的過程[26]。陳忠等[11]全面研究了在間歇式反應器中油基鉆屑的超臨界氧化過程，研究結果表明油基鉆屑中的總有機碳含量在500 ℃、10 min內去除效率可達到89.2%，均相反應為主要反應，調控機制為自由基反應。陳忠等[7]又采用連續(xù)超臨界水氧化的方法對油基鉆屑進行處理，由于油基鉆屑的熱值較高和灰分含量大嚴重限制了裝備連續(xù)運行的能力，創(chuàng)新性的將市政污水污泥作為稀釋劑稀釋油基鉆屑。通過使用一種新型SCWO反應器測試處理了OBDC添加量分別為10%，20%和30%的混合污泥，具體計算了反應物在不同反應區(qū)中的停留時間，結果表明有機碳脫除率可達98.44%。8種重金屬在固體產品中完全去除，而液體產品中的濃度也均低于排放量限制，SCWO反應器表現(xiàn)出良好的抗堵塞和抗腐蝕性能。這項研究為無害化處理油基鉆屑提供了一種新方法，也有助于連續(xù)SCWO技術的產業(yè)化。

超臨界水氧化(SCWO)是一種先進的氧化工藝，可以破壞反應介質中的有機污染物[27]。SCWO可以在短時間內將大范圍有機污染物轉化為環(huán)境可接受的無機物。經過多年的研究，SCWO現(xiàn)在已經是一種出色的處理各種頑固的有機廢物管道末端技術。此外，SCWO設備是一種緊湊且可移動的設備，可以實現(xiàn)廢物的現(xiàn)場處理。因此，SCWO可能是未來處理油基鉆屑的主要發(fā)展技術之一。這項技術較其它油基鉆屑處理技術存在成本較高，設備連續(xù)處理性差，處理效果不穩(wěn)定等劣勢，尚處于實驗階段，還需進一步研究完善。

2 油品的資源化利用技術

油基鉆屑油品的資源化利用技術是指在無害化處理的基礎上，實現(xiàn)油品的回收再利用。油基鉆屑中油品的資源化再利用，不僅解決了油基鉆屑對污染環(huán)境的主要威脅，還能創(chuàng)造可觀的經濟效益。因此，綠色、經濟、高效、可持續(xù)的油品資源化利用技術，對我國油氣勘探行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前可回收油品的技術主要包括熱解法、化學洗滌法和溶劑萃取法等。

2.1 熱解技術

熱解技術基本原理是利用熱量將有機物從鉆屑中蒸發(fā)脫出，低溫(25～350 ℃)階段水分和輕質油揮發(fā)，中溫階段(350～600 ℃)重質油的分解，長鏈烴裂解成短鏈烴類物，溫度達到高溫階段(650～1 000 ℃)，有機物的結構將會被破壞[28]。加熱方式包括電加熱，微波加熱，電磁感應加熱和錘磨式加熱等。熱解處理油基鉆屑過程中會產生氣液固三相，固相是熱解后剩余的殘渣，熱處理后的固體殘渣的含油率小于1%[29]；氣相產量較低，利用價值較低，液相產物主要是烴類和芳香類化合物，可以回收再利用。

Zivdar等[30]采用低溫熱解法，研究了溫度、停留時間和土壤質地等因素對處理油基鉆屑的影響。結果表明，在180 ℃、25 min條件下可以完成回收柴油的過程，而且高嶺石占比高的樣品中，柴油的去除率更高。黃志強等[28]開展了一系列針對含油鉆屑的捶磨熱解實驗，建立了以處理效果、能耗、處理量、回收油重配效果為指標的評價系統(tǒng)，結果表明捶磨熱解脫出的油品可用于配制新的滿足鉆井要求油基鉆井液，實現(xiàn)了污染油的資源化再利用。夏世斌等[31]對頁巖氣開采產生的油基鉆屑與海藻類生物質同時熱解處理，在產油的同時消除了前者的環(huán)境污染性，其含油率能降至0.3%以下，實現(xiàn)了傳統(tǒng)的工業(yè)廢棄物的高效資源利用。Zhang等[8]采用電磁感應加熱方式組裝了熱脫附臺架實驗裝置，油基鉆屑樣品的處理能力約為15 kg，考察了終端溫度和停留時間對處理效果的影響。結果表明，終端溫度400 ℃、停留時間30 min時，處理后的固體殘渣的含油量降至3 mg/kg。加工過程中低速攪拌物料有助于改善處置效果，而且在油品回收的同時，所含的水分也完全脫除。實驗臺架裝置測試量比實驗室實驗大得多，其結果可能是工業(yè)應用的參考。

微波加熱與電加熱相比，具有不同的傳熱和傳質機理，微波加熱可通過電磁場與材料中分子的相互作用產生熱能。由于具有穿透性和選擇性，微波可以直接作用于材料內部的每個獨立單元[32]。Petri等[9]在對微波加熱處理油基鉆屑的研究過程中，將實驗裝置進行了工業(yè)規(guī)模開發(fā)，在進料量為250～750 kg/h、有機物初始含量分別為7.5%,10%和12.5%的條件下開展實驗。結果表明，處理后油基鉆屑中的有機物殘留量降低至0.1%，實驗裝置能夠高效干燥蒸發(fā)巖鉆屑，能量性能為0.12～0.34 kWh/kg，沒有形成電弧，也沒有出現(xiàn)微波爐過熱。在所有進料條件下，蒸發(fā)巖鉆屑有機物殘留量大于碳酸鹽鉆屑。

熱解技術作為一種傳統(tǒng)固廢處理技術，在處理油基鉆屑方面也取得了較好的成效，但存在熱解裝置復雜，處理過程高能耗等問題。油基鉆屑微波熱解技術是一種新興技術，微波加熱技術與傳統(tǒng)電加熱技術相比，前者具有加熱均勻，選擇性及熱解效率更高等優(yōu)點，但缺點也比較明顯，例如，微波熱解裝置的工業(yè)化放大難題，設備連續(xù)性處理能力及微波熱解機理研究不夠系統(tǒng)等。

2.2 化學洗滌法

化學洗滌法是采用表面活性劑等試劑降低油水界面張力，改變潤濕性，再結合離心、振動篩分和壓濾等機械分離技術，實現(xiàn)油基鉆屑中有機物洗脫分離的方法[10]。洗滌試劑可以是單一試劑也可以是復合試劑，洗滌試劑可以分為表面活性劑水溶液、微乳液[33]和納米乳液[34]。目前，國內外學者對表面活性劑水溶液清洗油基鉆屑進行了大量研究。研究表明，常用的表面活性劑包括陰離子型(烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉等)和非離子型(曲拉通 X-100 等)，表面活性劑水溶液處理油基鉆屑后，殘渣含油率可低至0.3%[35]。黃賢斌等[36]取一定配比的乳化劑混合物、十四烯和氯化鈉溶液配制成微乳液清洗劑洗滌油基鉆屑，當除油劑與油基鉆屑質量比≥1∶1.5時，經過洗滌后的勝利油田油基鉆屑含油量降至1%以下。Ye等[37]實驗得到一種水包油納米乳液NA-R，NA-R能夠提供33 mN/m的超低表面張力和1.35 mN/m的超低界面張力，油基鉆屑經該納米乳液洗滌后，油相脫附率可達到95.7%，脫附的油可回收再利用。

化學洗滌法處理油基鉆屑中表面活性劑洗滌效果較好，但表面活性劑洗滌后廢水的處理問題尚未解決；與表面活性劑水溶液相比，微乳液對油基鉆屑具有更好的清洗效果，且微乳液清洗后通過體系發(fā)生的相態(tài)變化，有望實現(xiàn)清洗廢水的回收利用；納米乳液對油基鉆屑具有良好的洗滌效果，然而納米乳液復雜的配制方法限制了此技術的工業(yè)化應用。

2.3 溶劑萃取法

溶劑萃取法的基本原理是利用物質“相似相溶”原理，溶劑與油類污染物越相似萃取率越高。黃慶等[8]利用酸堿開關溶劑N,N-二甲基環(huán)己胺處理油基鉆屑，表明該溶劑可以實現(xiàn)油相與溶劑的雙重回收，有效避免了傳統(tǒng)溶劑的浪費問題。劉宇程等[38]研究了由四氯化碳、苯和石油醚組成的復合溶劑處理油基鉆屑的效果，確定了復合比，考察了劑屑比(mL/g)、萃取溫度、萃取時間、攪拌速率、NaCl等因素對萃取效果的影響，結果表明，在劑屑比4∶1、萃取溫度35 ℃、萃取時間35 min、攪拌速率130 r/min、NaCl添加量1%的條件下，萃余殘渣含油量降至0.57%，達到《含油污泥處置利用控制限值》(DB61/T 1025—2016)要求，復合萃取劑的回收率也可達到80%，具有較好的經濟效益。

超臨界流體萃取是一種新型萃取分離技術。它利用超臨界流體作為萃取劑。從油基鉆屑中萃取出有機成分，以達到分離目的。超臨界溶劑有二氧化碳和水等。超臨界二氧化碳因其溶解度高、傳質能力高、超臨界溫度壓力易達到等優(yōu)點，在油基鉆屑處理領域具有廣闊的應用前景[39]。MA等[40]對北海油基泥漿進行了超臨界二氧化碳萃取實驗，從泥漿中提取碳氫化合物，考察了萃取操作參數的影響。結果表明，在35 ℃、20 MPa和60 min的條件下，萃取效率可達到98%，對于油基泥漿中的輕組分和正構烷烴具有較強的萃取能力。思凡等[41]考察了萃取壓力、溫度、時間、油基鉆屑含水率、夾帶劑等因素對萃取效果的影響，并給出了工業(yè)化應用的推薦參數，為該工藝的應用提供了技術支持。陳忠等[42]對來自頁巖氣田的兩個油基鉆屑樣品，通過飽和壓力的過熱蒸汽方式凈化，確定了最佳的運行參數，壓力為2.3 MPa，溫度為225 ℃，水流量為6 mL/min，結果表明過熱蒸汽萃取是比單溶劑萃取或熱脫附更有效的分離技術。

溶劑萃取法具有操作簡單、分離油品可回收再利用的優(yōu)點，有較好的發(fā)展前景和商業(yè)價值，然而由于溶劑的毒性和價格原因，限制了溶劑萃取法的發(fā)展。相比傳統(tǒng)溶劑萃取，超臨界流體萃取法因萃取劑獨特的優(yōu)勢，該方法成本較低、處理周期短，能耗較低成為研究熱點之一。目前，限制超臨界流體萃取處理法工業(yè)化發(fā)展的主要問題有設備密閉性要求較高，油基鉆屑固體殘渣占比大，灰分大導致設備連續(xù)性處理性能差，高壓易燃爆等。

3 處理方法優(yōu)缺點比較

各種處理技術的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在普適性、流程操作難易、工業(yè)化、經濟效益和環(huán)境效益等方面，目前工業(yè)上廣泛應用的工業(yè)化處理技術有甩干-離心技術，回注與填埋、固化/穩(wěn)定化技術和焚燒法，生物處理技術雖能達到較好的處理結果，但由于其諸多限制條件，多處于實驗階段，未投入工業(yè)化應用，超臨界氧化法處理油基鉆屑的潛力尚需進一步挖掘。以上無害化處理技術共同的缺陷是無法回收油基鉆屑中的油品，造成一定的資源浪費。熱解技術、化學洗滌法和溶劑萃取技術發(fā)展相對成熟，國內外研究廣泛，這幾種技術在無害化處理油基鉆屑的基礎上，都實現(xiàn)了油基鉆屑中油品的回收再利用，滿足綠色環(huán)?？沙掷m(xù)的發(fā)展理念，是未來探究的主要方向。超臨界流體萃取法處理油基鉆屑效果較好，但其苛刻的運行條件限制了該技術的工業(yè)化應用。因此，表1中總結了各種油基鉆屑處理技術的優(yōu)缺點及處理效果，旨在發(fā)揮各種技術的優(yōu)勢，為進一步研究克服各種技術缺點實現(xiàn)油基鉆屑資源化利用提供參考。

表1 油基鉆屑處理技術優(yōu)缺點Table 1 Advantages and disadvantages of oil-based drill cuttings treatment technologies

4 組合處理技術

實際應用中，單一的處理方法往往不能直接將油基鉆屑進行完善的處理，因此可以將各種技術組合處理油基鉆屑。甩干-離心技術往往作為油基鉆屑的預處理技術，經預處理后的油基鉆屑再通過如熱解等其它工藝處理。李世勇等[43]通過離心-熱洗法處理技術對油基鉆屑進行了處理，可將其含油率降至0.92%。Ibukun等[5]研究了鼠李糖脂增強的洗滌劑對油基鉆屑的洗滌，考察了溫度、鼠李糖脂濃度、洗滌時間、攪拌速度等因素的影響，結果表明化學洗滌法對油基鉆屑進行了效果較好的第一步處理，為隨后結合其他處理技術提供了較好的基礎。油基鉆屑組合處理技術還有固化/穩(wěn)定的低溫熱解資源化利用技術[21]，油基鉆屑熱解-鉆屑資源化處理技術、熱解-回轉窯焚燒兩級處理技術等?，F(xiàn)場實驗結果表明，熱解-回轉窯焚燒兩級處理技術能夠很好地處理頁巖氣油基鉆屑，熱解可將油基鉆屑含油率從20%降至0.8%～1.6%，處理后的殘渣進入回轉窯直接焚燒處理，出爐殘渣中石油類物質含量可降至 0.004%～0.007%，兩級處理過程中產生的SO2和NO2濃度均滿足相應國家標準要求[44]。

5 鉆屑的資源化利用技術

鉆屑的資源化利用是指將鉆屑用于制備混凝土、磚石、其它建筑材料和燃料等，可以有效地實現(xiàn)油基鉆屑的安全處置和資源回收利用。根據IOGP(國際油氣生產者協(xié)會2016)，危險廢物可持續(xù)再利用的原則之一是確保在廢物進行預期用途之前滿足規(guī)定的環(huán)境準則，旨在保護當前和將來的環(huán)境，這要求對脫水脫油后的鉆屑進行一系列的性能檢測，以確保鉆屑能再利用的同時滿足環(huán)保的要求[45]。

盡管不同地區(qū)的油基鉆屑的無機成分不同，但是大多都含氧化鈣、二氧化硅和氧化鋁，表明利用油基鉆屑制備輕質骨料和水泥的可行性。夏海幫等[46]提出了水泥窯協(xié)同處置油基鉆屑的技術，并進行了現(xiàn)場實驗，結果表明，該技術處理頁巖氣井油基鉆屑成本低，且清潔、環(huán)保、經濟效益好。王朝強等[47]研究了使用油基鉆屑替代細骨料以及作為磚中部分膠結材料的可行性，結果表明，油基鉆屑具有一定的火山灰特性，而回收的油基鉆屑對非燒結磚的強度和耐用性有影響。在油基鉆屑替代細骨料比例為50%時，非燒結磚的耐用強度為M10(GB/T 2542—2012)。Ayati等[12]將北海油田產生的油基鉆屑經過干燥、研磨等預處理后，洗滌除去鉆屑中含量較高的的氯離子，高溫1 180 ℃處理可以達到鉆屑輕質骨料的最佳性能。高溫改變了鉆屑的礦物學結構，生產了主要由CaMgSi2O6組成的鉆屑輕質骨料，顆粒密度為1.29 g/cm3，吸水率為3.6%，抗壓強度為4.4 MPa。Hilal等[13]向水泥生產原料中加入不同比例的油基鉆屑，結果表明油基鉆屑在水泥熟料的生產中得到了回收，添加了油基鉆屑生產的熟料與石灰石生產的熟料具有非常相似的特性。添加油基鉆屑降低了熟料生產過程中的煅燒溫度，并提高了碳酸鹽的離解速率，但是也導致熟料中的游離石灰含量更高。夏世斌等[48]將油基鉆屑灰渣、復合粘結劑、助燃劑和燃盡助劑機械混合均勻，加水混勻并于成型機中，可以獲得成型日常生活燃料。王海峰等[49]按一定比例取油基鉆屑熱解殘渣、鋁礬土、FCC廢催化劑、粘結劑、助熔劑，粉碎后與水混合攪拌制得混合料；將制得的混合料進行造粒，造粒制備的顆粒干燥后燒結，冷卻得到壓裂支撐劑，實現(xiàn)了對油基鉆屑熱解殘渣的資源化利用。

6 總結與展望

由于油基鉆屑的復雜組成和日益嚴格的環(huán)保要求，油基鉆屑的處理已經是一個世界性的問題。無害化處理技術、油品資源化利用和鉆屑資源化利用技術在限制條件下處理油基鉆屑均能取得較好的效果，但各種處理技術都存在一定的缺陷，針對油基鉆屑處理技術目前存在的問題，提出以下未來油基鉆屑處理技術發(fā)展方向以供參考：

(1)優(yōu)化現(xiàn)有的油基鉆屑處理技術，不斷開發(fā)綠色經濟高效的新型處理技術。目前，可以針對生物處理技術，熱解技術和萃取技術展開進一步深入研究。生物處理技術發(fā)展的關鍵在于選擇發(fā)現(xiàn)高效石油降解菌種，構建優(yōu)勢高效降解菌群，提升菌群的穩(wěn)定性和適應性，以普遍適用于降解油基鉆屑；熱解技術中針對不同的油基鉆屑，可以建立熱解-傳質-傳熱動力學模型，通過機理研究將熱解過程工藝參數優(yōu)化，研發(fā)添加高效催化劑，在實現(xiàn)油品的回收再利用及保證處理后鉆屑符合排放要求的情況下，盡可能減少能耗；微波加熱解技術可以結合連續(xù)移動床的工業(yè)化研究；溶劑萃取法應注重在萃取劑上的選擇優(yōu)化及新型經濟高效、無毒萃取劑的研發(fā)；超臨界流體萃取技術應該進一步完善工藝及開展工業(yè)化應用研究。針對不同類型的油基鉆屑，如果單一的處理方法不能有效處理，可以采取技術組合的方式無害化處理，同時在堅持環(huán)保的原則下，盡可能實現(xiàn)油品和鉆屑的資源化利用。

(2)建立油基鉆屑固體廢物信息管理系統(tǒng)，對不同地區(qū)產生的油基鉆屑進行信息統(tǒng)計，包括其成分、產量、產地、主要的處理方法和處理效果等，盡可能實現(xiàn)信息公開。針對油基鉆屑等含油固體廢物出臺相關的內陸排放政策，實時跟蹤監(jiān)督鉆屑處理過程，確保處理后的排放廢物符合環(huán)保要求，除含油率之外，重金屬含量也是重要的考察指標之一，避免二次污染。

(3)鉆屑的資源化利用需要因地制宜，對鉆屑的無機和有機成分進一步研究，綜合環(huán)境、制備過程和經濟效益等因素，將其制備成為高附加值的產品。嚴格把控鉆屑資源化利用目標產品質量，建立一套從油基鉆屑無害化處理工藝-鉆屑的資源化產品測試-資源化產品長期性環(huán)境影響的檢測評價體系。