李 兵，杜向前，方红奎

（1.长庆油田采油三厂工艺所，宁夏银川 750000；2.长庆油田采油三厂吴起采油作业区，陕西延安 717600；3.长庆油田采油三厂油房庄采油作业二区，宁夏银川 750000）

0 引言

钻修井现场泥浆分离物及废弃泥浆是一种非常复杂的混合物，含有黏土、重晶石、各种化学处理剂、污油、污水、钻修井过程中地下岩屑及其他矿物质，也是主要的石油工业污染源之一。根据国家污染防治法及污水综合排放标准的规定，这些废弃物必须经过处理才能安全合理利用或排放。在国家法律没有严格规定以前，大多数油田采用固化处理（又可以细分为粉煤灰固化、无机固化剂固化、现场集中掩埋固化3 种类型），但现在这种处理方式是明令禁止的。后来采用的MTC（Mud To Cement，泥浆转化为水泥浆）技术，是在废弃泥浆中加入高炉矿渣、分散剂、激活剂等将其转化为水泥浆，并用于固井作业。目前大多数油田采用化学强化固液分离法，也是本文设备流程所采用的后处理方法。

1 分离原理

化学强化固液分离法是，将通过泥浆收集设备收集的钻修井废弃泥浆通过化学方法进行脱稳絮凝，使得后续工艺中固液分离设备最大限度地将混合物中固体液体分离，使分离后的固体污染物得到减量，体积大大减小，同时使无害化处理更加方便；初次分离出的废水根据性质不同，加入相应处理剂，经过二次脱稳絮凝、过滤处理后达标排放或直接作为井场工业用水。

目前影响这一技术推广的原因主要有两个：①根据不同性质及含量的废弃泥浆，设备工艺过程都有差别较大，要做出一套能针对大多数性质泥浆处理设备配置及工艺方案都不太可能，设备配置数量，设备配置参数都要做出调整；②需要根据不同的泥浆体系分析计算出加入的化学药剂配方，由于化学药剂费用较高，有些配比的泥浆可能计算出很高的加药量，处理费用将非常高。

本文将以一套水机泥浆处理系统为实例，对化学强化固液分离系统设备配置及参数进行简要介绍。

2 方案设计

2.1 系统设备

钻修井废弃物处理系统，其处理工艺包括传输设备、分离设备、加药设备、回收设备、固化设备，均能输送和处理粘稠类泥浆混合物。主要设备由干燥筛、脱水高速变频离心机、撬座一体罐、液下渣浆泵、搅拌器、敞口四面罐及储液罐、撬装固化系统等组成。系统内所有设备撬装设计，结构紧凑、便于搬迁输运及现场安装维护等作业需求。

2.2 系统功能

（1）钻修井作业产生的钻屑和泥浆经过该系统固液分离后，废弃物中的固相量减少。液相经过进一步的处理之后回收利用，实现变废为宝、节约成本的目的。

（2）实现客户集中处理的要求，避免泥浆对现场土壤环境造成污染。

（3）分离后的固相集中堆放储存，将进行无害化二次集中处理，达到环保排放要求。

（4）处理后的液相转运或传输到曝晒池，也可做水泥浆二次利用。

2.3 系统工艺参数

（1）处理量：液相处理量6～12 m3/h；固相处理量12～16 m3/h。

（2）工艺指标：进液含液率≥50%；适用环境温度为-20 ℃～45 ℃；适用水基泥浆及固液混合物；加药絮凝的液相密度1.00～1.01 g/cm3，固相含水率30%～40%；无加药絮凝的液相密度1.03～1.06 g/cm3，固相含水率30%～40%。

2.4 设计原则

（1）设计制造依据“先进、可靠、环保、安全、方便、经济”的原则。

（2）设计制造应符合钻修井行业HSE 要求。

（3）设备应满足既能整体安装使用，又能单体使用的目的，达到设计合理、能满足快速拆卸、安装和易于维护保养的要求，现场运行不许进行特殊的基础建设。

（4）设备保证能在-20 ℃～+45 ℃环境温度下正常工作。

（5）设备均配置国内工艺成熟优质配套产品。

（6）各种材料按照制造和防腐要求配置。

（7）工艺合理，以强化固液分离为突破口，满足钻中或钻后集中处理需要。

（8）机动性强，小型化组装，便于搬迁的实际需要。

（9）治理固化物减量化、无害化、资源化。

（10）固相浸出液达到环保标准排放要求。

2.5 系统工艺流程（图1）

图1 泥浆后处理工艺流程

（1）将废弃泥浆钻屑池内的液相通过潜水污泥泵抽至干燥筛，液相经过干燥筛处理之后，分离后的固相落入敞口四面罐，分离后的液相进入干燥筛仓。

（2）干燥筛仓的液相通过液下渣浆泵供液给离心机，同时与化学药品混合，经过离心机的处理之后，固相落入敞口四面罐，而清液进入离心机仓。

（3）落入敞口四面罐的固相，由挖机将其转入撬装固化系统的料斗中。

（4）离心机仓内的清液，通过液下渣浆泵输送到水罐车中，将送往暴晒池或者污水处理厂。

（5）废弃泥浆钻屑池内，最后剩下的淤泥由挖机转入撬装固化系统的料斗中，采用固化系统进行全自动固化处理，而后将固化后的固相集中堆放。

2.6 系统设备配置及参数（表1）

表1 系统工艺设备配置及参数

3 现场应用

泥浆等废弃物后处理系统工艺及设备，先后应用于长庆油田钻修井泥浆不落地环保改造项目、胜利油田钻修井废弃物集中处理项目、西部钻探钻修井固控系统升级改造等项目，配置设备及工艺都根据用户现场地层性质、钻修井工艺、泥浆配比性质来特殊设计配置设备及化学药品添加配方及添加量，而且根据现场后处理排放物化验及时调整化学添加剂配方。处理效果得到用户及当地环保部门的验收，处理后的废水废渣符合GB 18599—2020《一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准》、GB 8978—1996《污水综合排放标准》。现场处理后的固相物质可直接天然堆放或作为铺路、制砖、水泥等可利用材料，液相清水可达到工业用水配方标准直接排放、也可以二次利用。近几年来现场工艺设计对整套系统参数及设备配置进行了优化调整，也可应用于其他行业如医药、生活餐厨垃圾、小区下水集中处理等行业的废弃物处理。