刘光全;陈海滨;胡彬;任雯;张明栋;李青洋
【摘 要】水基钻井废弃物(水基废泥浆、水基钻屑)是钻井作业产生的主要废弃物之一,约占钻井废弃物总量的99％.目前主要采用固化无害化方式进行处理,资源化利用率低.通过对国内外水基钻井废弃物处理技术现状及应用情况进行调研与分析,重点研究了国内水基钻井废弃物“不落地”处理技术现状.研究结果表明,水基钻井废弃物“不落地”处理工艺具有处理流程短、设备占地少、废弃物资源化利用等优点,但也存在处理装备标准化和模块化低、钻屑资源化利用率低等不足,迫切需要开发和完善“不落地”处理与资源化新技术、新工艺,集成与优化新装备,以满足油气勘探开发环境保护新需求.
【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》
【年(卷),期】2015(012)035
【总页数】6页(P49-54)
【关键词】水基钻井废弃物;“不落地”处理;无害化;资源化;发展趋势
【作 者】刘光全;陈海滨;胡彬;任雯;张明栋;李青洋
【作者单位】中国石油安全环保技术研究院,北京102206;中石化华北油气分公司油气生产支持中心,陕西榆林719000;中石油西南油气田分公司川中油气矿,四川遂宁629000;中国石油安全环保技术研究院,北京102206;中国石油安全环保技术研究院,北京102206;西南石油大学石油工程学院,四川成都610500团队名称
【正文语种】裴涩琪中 文
【中图分类】TE254
水基钻井废弃物主要来源为钻井过程产生的钻屑、废弃泥浆和设施设备清洗废水等。根据来源、组成物性与污染物特征，主要可分为水基钻屑和水基废泥浆，据估算，水基钻屑、水基废泥浆所占比例分别为64．7%和35．0%，二者约占钻井废弃物总量的99．7%。
国外，对于钻井废弃物的管理及处理处置以处理量最少化、毒性最小化为标准，即源头减量化、处理后再利用、处理后再循环、回收再生处理等。近几年，许多国家提出了钻井废弃物 “零排放”的目标，从钻井废弃物源头减量、过程控制到末端处理都分阶段进行了严格
要求，以便能将钻井废弃物的环境污染降至最低水平，从而推动钻井废弃物处理的系统化、规范化和标准化。我国20世纪80年代开始对废弃钻井液处理技术进行研究，先后系统地研究了废弃钻井液的毒性分析、对环境影响效应，并基本掌握了相应的固化处理方法［1～5］。
目前，水基钻井废弃物处理技术主要包括回收技术［6］、泥浆池就地固化 （或无害化）［7～11］、钻井废水处理［12～14］、钻井废液废水一体化处理、生物处理技术［15～17］、钻井废弃物 “不落地”无害化处理，技术总体趋于多功能集合［18～20］。随着钻井环保形势发展，特别是2015年1月1日实施的新环保法的新要求，国内外一些特殊地区要求实现钻井废弃物 “不落地”随钻处理，要求处理后的岩屑、废渣等固相可就地达标堆放或填埋，或者用于垫井场，处理后的废水可就地达标排放或拉运到特许排放口排放。
1 国外技术现状
国外，在水基钻井废弃物处理方面，大力发展脱水处理技术 （de－watering）［21～25］，主要服务商有美国M－I SWACO （隶属于斯伦贝谢公司）、美国NVO 公司、马来西亚的KMC Oiltools公司等，主要技术为化学强化固液分离技术，分离出水回用或拉运至
集中处理站处理，分离出渣拉运处理。
从国外处理流程来看，与国内应该是大同小异，但国外的技术集成较国内的领先［26～29］。例如，一种油田污物净化装置，由美国MEW PARK 废弃物处理公司开发，主要由钻井液脱水装置、固体颗粒控制装置和污水处理装置等处理单元组成。污水处理装置处理单元，配备有16～320m3 的药剂混合罐、沉淀池和离心机，占地较小且可根据处理量的大小决定使用的设备；YOB 钻井污水处理装置，由乌克兰石油工业联合公司研制，主要采用化学混凝和多级沉淀的工艺来处理钻井污水；橇装闭路式污水处理装置，由法国PAU 国际石油设备公司开发，主要采用中和、混凝和离心分离工艺，设备运行方式灵活，可根据现场需要进行连续或间歇式操作，处理量36m3／h，处理后的出水可再利用。以下列举了几种国外水基钻井废弃物 “不落地”处理设备［30～33］。
1）钻机真空抽吸系统 该系统是钻井液收集和排放系统，是清理废液池、存放钻屑的容器和沟渠。可回收利用从钻台、振动筛以及泥浆池出来的钻井液。
2）海上钻机真空容器抽吸系统 该系统是挪威船级社 （DNV）认证的容器，噪声小，安装简单。可回收利用从振动筛以及泥浆池出来的钻井液，以很高的气流速率 （大约85m／s）
西游记好词好句摘抄传送钻井液材料，主空气泵能提供高达15mmHg的真空压，并且噪声低于85分贝。
3）真空抽吸机 该设备仅由防静电和导电部分组成，紧凑的模块化设计，易安装。仅与空气源，吸入管线和排除管线连接即可工作。
4）岩屑收集站 可选2、3或4个岩屑收集箱，通过控制刀形进料口，把钻屑从螺旋输送器排放到岩屑箱。
淮南美食5）废弃物收集箱 用于把钻井废弃物运输到处理或者排放地的容器，易叠起堆放。
6）罐清洗装置 可提供38～380L／min的清洗水，清洗头可360°清洗墙体，且清洗水能循环回缓冲罐，减少了废水的排放。
7）便携式罐清洗装置 双撬装泵式组在压力为225psi时提供1520L／min的清洗水，或单撬装泵式组在压力为225psi时提供760L／min的清洗水。可应用便携的或永久的自动控制系统，减少非生产钻井时间。梦到捡钱
8）钻屑回注系统 该系统净化钻井废弃物并将其注入合适的地层，磨碎并分散钻屑。注入之前，在流体中加入增黏剂，适用于现场的处理和排放钻井废弃物的设备。
9）岩屑干燥机 适用于所有钻井废弃物，易维护，圆锥漏斗在清洗时不需要拆卸干燥器。
10）化学强化离心系统 通过凝结和絮凝等化学处理以去除钻井液中的细小颗粒，减少了钻井液和水泥浆的用水量。
2 国内水基钻井废弃物“不落地”处理技术现状生日送什么礼物
水基钻井废弃物随钻 “不落地”处理已成为钻井环保发展的趋势，国内已在塔里木油田、南方勘探公司、冀东油田及鄂尔多斯大牛地气田等敏感地区示范应用多口井。
2．1 钻井废弃物随钻处理综合应用技术
该技术主要包括废弃物收集单元、破胶脱稳单元、固液分离单元等3部分，工艺流程见图1。1）废弃物收集单元 通过螺旋输送机组，随钻收集钻井废弃物，并输送至破胶处理单元。
2）破胶处理单元 破胶罐中的钻井废弃物进行加药、脱稳、破胶、絮凝、沉淀，达到固液分离要求后，泵入固液分离单元。
3）固液分离单元 包括隔膜压滤机、泥饼输送机、滤液收集输送装置。压滤机对废弃泥浆进行固液强化分离，将滤饼含水率控制在20%以内。
截至2014年9月，在南方勘探公司福山油田23口井进行随钻处理，完井18口。现场采用螺旋输送机，对钻井废弃物进行随钻收集，并对破胶罐中的钻井废弃物进行加药、脱稳、破胶、絮凝、沉淀，达到固液分离要求后，泵入隔膜压滤机进行固液强化分离。处理后滤饼含水率≤20%，出水达到GB 8978—1996二级排放标准。共计处理钻井固体废弃物7633m3、钻井废水11772m3。
图1 钻井废弃物随钻处理工艺流程
2．2 废弃钻井泥浆 “不落地”无害化处理技术
该技术主要处理工艺为：收集—→砂石分离—→化学处理—→除油—→泥饼脱水—→水处理。工艺流程见图2。将废弃泥浆经过稀释、絮凝、分离，使之成为固相和水2个部分。其中，固相部分中的岩屑可直接排放，余者则经过水洗、絮凝分离、化学反应处理以及物理脱干后成为无害化泥饼并达到排放标准，其有机类、有害类化学物质成分和氯离子则被析
入水中。对无害泥饼进行收集，可直接抛洒，亦可用于井场建设。水进入水处理单元，通过过滤、精密过滤、二段式反渗透相结合的工艺除去其中的盐分和其他化学物质，得到符合国家 《污水综合排放标准》 （GB 8978—1996）一级标准的净水，可供整套装置回用。
图2 废弃钻井泥浆 “不落地”无害化处理工艺流程
2009年8月在塔里木油田英买7－H12井试验开始，依次在哈702井、新垦101井开展现场试验。2011年9月起在哈10－1X 井、轮古15－1井继续现场试验与应用，目前正在克深2－2－9井、克深2－2－5井、迪那2－25井和热普14井准备现场试验。2014年4月9日在西南油气田女深002－11－X1井开始先导性试验，2014年8月20日试验结束，通过随钻收集处理废弃泥浆缩减了井场废弃泥浆池的面积，节省了井前施工费用，同时节省了土地资源。处理后的排出物经过脱干脱水，降低了最终固体废物量。
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