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海外油田钻修井作业环保技术应用

2015-03-17赵志强袁波

资源节约与环保 2015年6期
关键词:岩屑无害化钻井液

赵志强 袁波

(中油国际(绿洲)公司 北京 100011)

艾哈代布项目是伊拉克战争结束之后的首个石油合作项目,其很关注对石油资源丰富的国家的生态环境保护,要求其始终遵循生产作业过程中的“零污染”原则,并采用废泥浆/岩屑无害化处理与废原油循环利用技术,原油开采项目自从启动到2014年年底,已累计并回收了实施五花海处理的100×104m3钻修井,以及试油期间出现大量废渣、废液等,以此来达到废油循环利用的目的。

1 废泥浆/岩屑、废原油的构成以及对生态生境造成的危害

钻修井与试油期间会有极多岩屑、钻井废泥浆等,若不给予科学、正确处理,直接性将产生的岩屑、钻井废泥浆排放到周围环境内,不仅会对周围居民生活、生存带来影响,还会对严重影响到周围生态环境,出现严重恶果,主要表现为[1]:(1)因石油作业过程中特有的流动性强等特征,若排放到环境中,污染范围广;(2)大量不易被动植物快速降解的有机物与危害性较强的重金属离子,高分子聚合物等均会滞留在土壤内,对周围动植物的生长带来严重影响,甚至导致部分动植物死亡;(3)排放的废物内有机处理剂能让水体内的C O D C r、B O D含量明显增加,对生活在水中的生物与植物均造成严重影响;(4)大量油类物质流经水体后,对周围水质带来严重影响;(5)多种硫化物从水内逸散在空气中,产生严重的、难闻性气体,产生的气体毒性非常大。

2 目前国内外废泥浆/岩屑不同处理方法及艾哈代布项目废泥浆处理方法

2.1 目前国内外废泥浆/岩屑处理方法

对废泥浆进行处理及合理利用能消除污染,保护环境,化害为利。目前国内外

常用的泥浆处理方法以及他们各自的适用范围如表1所示:

2.2 艾哈代布项目废泥浆处理方法

根据艾哈代布油田石油开采过程中特有的钻井液体系等诸多特征与该油田所在国家的整体安全形势,将不同的废钻井方法以及适用情况罗列、分析如表1所示:

表1 各种废钻井液处理方法适用性

通过对以上内容的分析,公司明确了废泥浆/岩屑的科学处理措施。艾哈代布油田现有的钻井液体系典型特征主要为:

2.2.1 水基聚磺钻井液体系:但因泥浆材料内存有大量的硫化材料,在操作过程中需根据实际情况给予无害化处理[2]。因此,此种体系完全不适合于焚烧法、注入安全地层法、土地耕作法等。

2.2.2 因艾哈代布钻的水平井是在定向井段前面,在此过程中不得不混入适当原油,提升钻井液的润滑性。原油添加结束后,反而增加了钻井液处理难度。虽然可利用燃烧的方法来达到消除原油的目的,不过原油燃烧过程中又产生了大量浓烟,为当地环境带来了二次污染。因此该项目公司重点针对原油给予了化学分离后循环利用,以解决这一系列问题[3]。

3 艾哈代布项目废泥浆岩屑处理流程及效果

3.1 钻井作业过程中废物处理流程

现今艾哈代布项目的开展利用了2套D WL 520型无害化处理设备给予废钻井液无害化处理,日最高处理量8 3 2m3,年处理量3 00000m3。完全符合艾哈代布油田中8个钻井队4个修井队工作过程中产生的大量废泥浆/岩屑实施无害化处理的需要。

3.1.1 废泥浆处理流程

(1)清除大尺寸岩屑。利用岩屑分离机将已拉回的废泥浆进行处理,将废泥浆内超过6m m的固体颗粒物完全分离出来,完全分离后的岩屑将进入到废岩屑处理环节。(2)清理废油。利用岩屑分离机将废泥浆引入3号废液池内,向其中加入高效除油分离剂,保证废泥浆内的原油含量低于50m g/L。(3)复合絮凝、助凝。从1号废液池中流进的废泥浆,利用复合絮凝、助凝器氧化反应机,并借助复合絮凝、助凝剂,把废泥浆内的水完全分离成游离水,在将废泥浆内存有的大量有害物质完全转化至水溶液内,并向其中添加复合强氧化剂,来达到废弃泥浆内有毒物质最大程度氧化分解的目的。(4)清理废泥浆内的固相物质。利用高速离心机,甩出存于废泥浆内的大量固相物质,使其变成无害泥饼,其中仍含有有害物质的水溶液则进入到下步反应中[4]。(5)消除水内悬浮物。利用沉淀池,将从高速离心机内脱出的污染实施初级沉淀,清理其中存在着的大量悬浮物。(6)深度分解水中高分子有害物质。利用污水深度处理机,并借助复合水处理剂,将污水内的高分子有机物、大量里悬浮物等彻底氧化分解。(7)反渗透过滤,达到排放标准。利用膜过滤反渗透处理系统,将水中高于18分子量的有机物与无机物完全处理掉,让排放水符合国家一级污水排放要求。

3.1.2 废岩屑处理流程

(1)从井场来回的废岩屑,需直接置入废岩屑处理池内,并添加三类强氧化药剂,利用挖掘机将其充分搅拌后,将废岩屑内存在的有害物质进行氧化分解。通常情况下,氧化分解反应时间会超过27 h);(2)经过现场检测无害化处理后,开始聚集成泥饼的多项物质残留量,未达标的泥饼仍需实施无害化处理。

3.1.3 废原油循环利用流程

(1)将废泥浆内快速分离得出的废原油单独存放,在原油池内;(2)通过原油罐车将分离后的废原油妥善运输到需用原油配浆的井队内,最终将其完全消耗,也可由油条所在国运输至炼厂妥善处理,并严禁采用燃烧或填埋方式处理。

3.2 无害化处理后的污水、污泥外排标准

艾哈代布项目废弃物处理流程中,始终做到认真、负责、一丝不苟,并采用最先进的现代检测仪器、设备等,实验室专业技术人员在其位、谋其职,全力以赴做好整个处理流程中的取样监测工作。此外,伊拉克当地环保局及业主伊拉克中部油田公司对整个废泥浆处理厂中的无害化处理环节采用全天候跟踪监督,对已处理过的岩屑与水等采用随机取样的方法,确保其达标排放。从最终的检测结果来看,经过无害化处理后的污水、污泥等均符合可排放标准。

4 结语

4.1 废弃钻井泥浆的成分复杂,对环境的污染相当大,需严格做好无害化处理工作。

4.2 艾哈代布项目采用集中化学无害化处理废泥浆/岩屑的方法,能够达到固相污染物与液相污染物分离处理的目的,最终的外排物完全符合国内外排放标准。

4.3 艾哈代布废泥浆处理模式为中石油海外项目废泥浆处理提供了借鉴经验。

[1]陈孝彦.钻井废弃泥浆固化处理技术综述[J].科技与企业,2012(7月下),3 3 8-3 3 9.

[2]李爱英.废钻井液污染分析及处理方法的探讨[J].油气田环境保护,1998,8(2):15-17.

[3]蔡利山,刘四海,郭才轩.石油钻井环境保护技术综述[J].西部探矿工程,2002,7 6(3):13 2-13 4.

[4]朱墨,张进,赵雄虎.废钻井液无害化处理的室内研究[J].钻井液与完井液,1995,12(3):8-14.

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