浅析石油钻井泥浆污染特性及其环境保护措施
摘要:在油井钻进的过程中会产生大量的污染物,其中最具破坏性的是废弃泥浆,原因在于泥浆中金属元素较多,并且各类聚合物的pH值较高。如果未能加以控制,则会对土壤、水体等造成严重污染,因此当前需要明确废弃泥浆的来源及特点,并在此基础上对循环系统加以调整,同时还应对生产工艺及处理技术进行改进,文中对此问题进行了详细探讨。
关键词:石油钻井 泥浆污染 环境保护措施
1.主要环境影响方式
石油、天然气开发工程属于资源开发性建设项目,油气资源作为一种矿产资源是难以再生的,其对环境的影响除对水体、环境空气、土壤环境造成污染外,还表现为对地层和地表景观的破坏以及对原始自然生态环境的改变。这种原始自然生态有些是不可恢复和难以恢复的。如在频临地表水和地下水资源区域开发,影响更为突出,直接造成地表土壤植被破坏、地表水源污染、影响地下含水层及饮用水安全。特别钻井废弃泥浆,含有众多的油类、盐、可溶性重金属元素(Zn、Pb、Cu、Cr、Ge、Ni、Se、Ba 等)和聚合物类,聚合物中的丙
烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸等具有毒性,具有潜在的环境影响。高盐度、矿化度、PH 值钻井废水,促使井场附近土壤盐碱化。另外还有钻井岩屑等固体废物、钻井废气污染物。相比之下,钻井废水、废泥浆对环境影响较大。
2.钻井废弃泥浆
2.1分类:
基钻井泥浆、油基钻井泥浆和气基钻井泥浆。
2.2来源:
注册账号一是由于地质性质的变化,更换泥浆体系产生的废弃泥浆,钻井过程中,因部分性能不合格而被排放的钻井泥浆;二是钻完井后弃置于井场的泥浆,即完井时井筒内被清水替出的钻井泥浆;三是泥浆循环系统渗漏产生的废弃泥浆,即循环系统跑、冒、滴、漏而排出的钻井泥浆。万米进尺废弃泥浆产生量为634m3/104 米,排放率40%左右。
2.3 主要成分:
主要成分取决于钻井泥浆类型以及加入的部分泥浆添加剂。一般情况下,钻井泥浆的主要成分有水、油、黏土、加重材料、泥浆处理剂(有机处理剂、无机处理剂、表面活性剂)、堵漏材料等。
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2.4主要污染物:
主要污染物包括烃类、盐类、各种有机聚合物、木质素磺酸盐、某些重金属(如汞、铬、铜、铅、砷)及重晶石中的杂质。
2.5污染物性质:
钻井废弃泥浆一般pH 值较高,约为8.5-12;含有加重剂和化学处理剂;有些含有油类;有些含有毒性。
2.6危害途径:
过高pH 值、高浓度可溶性盐及石油类影响土壤结构并危害植物生长;有害重金属离子,如六价铬、二价汞、二价镉、二价铅及不易被动植物降解有机物、分子聚合物易进入食物链,
在环境或动植物体内蓄积,会危害人类身体健康和生命安全;废物中有机处理剂使水体cod、bod 指标增高,影响水生生物的正常生长。
3.环境保护措施
3.1泥浆体系
为了将泥浆对环境所造成的影响降低至最小,首先调整泥浆体系,确保其不含毒性且不会对环境造成严重污染,具体来说,泥浆体系需要具备以下几项特点。第一,为了避免地下水的组成成分产生变化,在钻进过程中应采用清水类型的泥浆,同时还要对泥浆成分进行测定,如果发现其中含有化学添加剂则需要重新进行配制。第二,钻井液的调配是一项较为复杂的工作,在控制各类添加剂数量的同时还要把握好添加剂的质量,一旦发现添加剂中含有毒性成分,则必须将其替换。第三,应做好水泥的固封处理,这样能够有效保护地下水层。第四,目前所使用的泥浆体系中含有较多污染成分,因此需要加大研究与开发力度,并将钾离子等成分加入泥浆中,进而起到保护土壤的作用。
3.2闭路循环系统
在闭路循环系统方面,首先需要对钻井泥浆进行净化,剔除其中多余的组分,防止这些成分对环境产生污染的同时,避免这些多余成分对钻井泥浆的功能产生影响,在对其进行净化以后,需要尽可能降低液体的处理量;其次,为了防止在泥浆使用过程中出现渗漏问题,需要采取一定的防渗措施;最后,为了解决钻井泥浆成本,最好可以对钻井泥浆进行循环使用,这样也可以使得环境污染问题得到有效的解决,同时,需要做好泥浆回收工作,目前常见的泥浆回收主要采用的是絮凝方法,这种方法具有很高的回收效率。
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3.3工艺改革
钻井泥浆是否会对周围的环境产生污染还与其生产工艺有关,因此,也十分有必要对生产工艺进行改革。在钻井工作开始之前,需要根据区块特征制定科学有效的钻井方案,尽可能
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缩减钻井面积,降低钻井工作对地层的危害,在钻井的过程中也可以采取分支钻井的方案,从而使得不同油井内的泥浆污染问题得到有效的解决;其次,油田单位应尽可能采取丛式井布井方案,使得钻井过程中产生的废水及废弃泥浆得到有效的控制;最后,钻井过程尽可能使用抑制性钻井液,从而使得井下的造浆速率得到有效控制,防止出现废弃泥浆
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3.4泥浆处理技术
第一,为了提高泥浆的利用率,可对泥浆成分进行转化,使其能够以干粉的形式存在,这样在新井压井的过程中就可重复利用。第二,在排放过程中应对泥浆的成分进行测定,如果污染成分本身能够降解,则可直接排放。第三,为了避免地下水被污染,需要设置不具有渗透性的安全层,进而确保浆液能够处于密闭空间中。第四,可转化钻井液,使其以固井液的形式存在,这样的处理方式能够在原有基础上缩减水泥的用量,并且还能实现泥浆的重复
迪拜签证利用。另外,在控制钻井成本的同时也能够解决环境污染严重的问题。第五,为了缩减泥浆处理成本,可采取回填的处理方式。第六,如果技术或井下条件要求必须应用油基泥浆,则施工伊始就应设计好,并严格做好老浆的回收、维护工作,采取不落地措施,改进处理工艺,使得钻屑油回收再利用,钻屑彻底处理后可以制砖、铺路等。
4.总结
通过对石油钻井泥浆处理技术措施的优化,不断应用新理论、新技术措施,提高泥浆体系的应用效率,使其满足油田开发后期石油钻探施工的需要,发挥泥浆循环的功能,避免发生石油钻探事故,达到预期的钻井施工质量,提高石油钻井的效率。对钻井施工后的废弃泥浆进行处理,防止发生环境污染事故,提高石油钻探施工的安全环保特性。帕萨特2019
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