浅析油田钻井废弃钻井液的处理技术

2013-10-19刘瀚吾

河南科技 2013年1期

关键词：钻屑含油率水基

刘瀚吾

(延长油田股份有限公司王家川采油厂，陕西延安 717100)

一钻井废弃物无害化处理的必要性

1.环境需求。钻井液对环境造成的影响主要表现在:(1)对地表水和地下水资源的污染;(2)各种重金属滞留于土壤，影响植物的生长和微生物的繁殖，同时因植物吸收而富集，危害到人畜的健康;

钻井液废弃物不仅给环境带来严重污染，也占用了日益减少的可耕地资源。因此，各国都在加强环保方面的立法和执法工作。目前大多数国家和地区都不允许钻井过程中形成的废弃钻井液、钻屑、废水随意排放，要求进行无害化处理。

2.发展需求。长期以来我国钻井液以水基体系为主，因此废弃水基钻井液处理技术开发应用较多。在陆上钻井中应用最多的是就地固化或就地无害化处理技术。该法的优点是成本较低，缺点是只适应大坑池地区的钻井废物处理。但钻井作业经常在一些环境敏感地区，传统的就地固化或无害化处理技术的弊病越来越明显，迫切需要发展新型的钻井废弃物无害化处理技术。

二钻井废弃物无害化处理技术

1.废弃水基钻井液无害化处理技术

废弃水基钻井液组成复杂，稳定性高，固液分离难度大，脱出水中污染物浓度大，受井场水、电、场地等环境条件限制，对废弃水基钻井液的处理装置的要求体积要小，处理效率要高。受处理成本的限制加入的絮凝剂(破胶剂)、固化剂的量不能大，但处理的效果确要在达标范围内。

图1 水基钻井液无害化处理工艺流程图

废弃水基钻井液无害化处理装置为钻井作业一体化随钻处理装置。这套装置通过岩屑收集、钻井液破胶脱稳和固液分离、污水脱稳气浮、污水高效絮凝及氧化、污水精细过滤等多级处理工艺逐步去除钻井液中的岩屑、大部分固相和有毒有害化学成分。脱出的水处理达标后可以实现井场回用或达标排放;钻井岩屑等固废物通过强制高效固化处理，能去除所粘附的有害物质，达标堆放。全套装置拆装方便，容易搬运，特别适合流动性作业。

2.废弃油基钻井液无害化处理技术

随着石油钻井开发难度的增加，在钻井时越来越多的应用油基泥浆，但是在使用油基泥浆的过程中会产生含油钻屑，对环境产生极大的危害。而且全世界绝大部分国家对含油钻屑的排放标准有严格的限制。例如美国要求含油率要低于3%，在我国南海地区要求含油率低于5%。

油基钻井液无害化处理主要是油基钻井液岩屑处理，油基钻井液可以回收反复使用。

经过上述过程处理使油基岩屑达到国际油基钻井液岩屑排放标准。实现油基钻井液岩屑处理工业化、产业化。

3.油基钻井液岩屑无害化处理技术

图2 废弃油基钻井液无害化处理流程图

油基钻屑处理系统主要由甩干机、除油高效表面活性剂和石油微生物处理三部分组成。它主要是利用甩干机强大的离心力将油基泥浆钻屑含油率减少到5%以下，配合除油高效表面活性剂使用后，可以将钻屑含油率减少为2%以下，再经过石油微生物处理使油基岩屑的含油量达到钻井生产所在国的允许排放标准。

经过除油高效表面活性剂处理后，废弃含油钻屑自然分为油层、水层和岩屑三层。油层可以回收利用，水层里的药剂绿色环保无污染且可以继续循环使用，岩屑含油率可降低为1%以下，达到排放标准可以直接排放。

石油微生物处理油基岩屑是微生物(嗜油菌)将石油等有机化合物降解成小分子的无机物的过程。该过程是将低沸点易挥发的有机物直接随空气被抽出，而高沸点的重组分在生物降解菌的作用下，被彻底降解为CO2和H2O。

含油岩屑的微生物处理采用生物通风法，该方法有利于提高油类物质的分解速度。生物通风法是在待治理堆放的油基岩屑中至少打两口井，安装鼓风机和抽真空机，将空气中加入生物降解菌、微生物营养添加剂、增效剂和PH调节剂等强行压入处理物中，然后抽出土壤中的气体。

生物通风技术特点:生物通风属于原位修复技术，不挖土，不破坏土壤结构，能够修复被石油污染的低渗透性、高含水率土壤，该方法给土壤注入纯氧气或空气、升高土壤温度、添加工程菌将石油类物质从其所吸附的土壤颗粒上剥落下来，从而大大提高生物可利用性。最终产物是CO2、H2O和脂肪酸，环境副作用小，即使中间产物是污染物，在出口处安装气体净化装置，不会造成二次污染。