钻井泥浆不落地随钻随治理对策
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[摘 要]针对当前油气田废弃泥浆处理方法存在的隐患，提出钻井废弃泥浆随钻处理技术，采用撬装式设备对钻井时产生的废弃泥浆进行同步收集和处理，废弃泥浆经化学脱稳、絮凝处理后，采用机械手段进行固液分离，实现了钻井废弃泥浆随钻即时处理。随钻处理的钻井废水低于国家污水综合排放二级标准限值，废水、废浆均可循环回用，固态泥饼量较处理前大大减少，有效减小了钻井废物的环境污染隐患，实现了废弃钻井泥浆资源化、减量化和井场的清洁生产。
[关键词]钻井；废弃泥浆；随钻处理；清洁生产
中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0047-01
钻井废弃泥浆是石油天然气工业的主要污染源之一，废弃泥浆处理是目前困扰油气田的一大难题。传统钻井废弃泥浆处理方法已难于实现最终达标，不仅处理成本高，而且存在较大的污染隐患。目前，国内钻井废弃泥浆处理技术主要有：简单处理排放、注入安全地层或井的环形空间、异地集中处理、回填、坑内密封、土地耕作、固化、固液分离、焚烧、微生物处理法等。这些处理方法基本上都存在一个经济效益与环境效益不能两全的问题。诸如回注地层、土壤耕种此类方法，环保效益较好，但局限性较大，难以普及推广。固化法目前被广为采用，除了与其它传统方法相比在成本与效果上的平衡外，一个重要原因在于对不同废弃泥浆的广泛适用性，但这种方法占地面积大，处理成本较高，环境风险依然较大。因此探索出一种既经济又环保的废弃泥浆处理方法是非常有必要的。钻井废弃泥浆随钻处理技术采用撬装式设备，利用物理和化学相结合的方法，实现了钻井过程中废弃泥浆的随钻处理，不仅使其达标排放，同时降低了处理成本，且环境风险小，可操作性强，具有广泛的适用性。
1 随钻处理技术及其应用
1.1 随钻处理技术
钻井废弃泥浆随钻处理技术采用化学和物理相结合的方法对钻井废弃泥浆进行综合处理。该技术是将废弃泥浆稀释、破胶絮凝、固液分离后成岩屑、泥饼和水三部分。泥浆中的固体物通过水洗、絮凝进行固液分离处理，岩屑和泥饼达标排放。泥浆中的有害成分和氯离子被析入水中后，采用真空吸附或离心方式脱水制成泥饼，析出的水溶液则通过物理处理方法，使最终处理后的水质达标，同时将此水循环利用。钻井废弃泥浆中的有机物和其它化学物质以水和离子的状态存在，泥浆以胶体状态存在，从而导致有机类和其它化学物质去除困难。该技术采用复合高效破胶剂和絮凝剂对废弃泥浆进行混凝，破坏其胶体稳定性，使水溶液从泥浆中游离出来，然后采用真空吸附的方法把水溶液从固体物中析出，使固、液分离，完成脱水、脱油、脱盐的目的，形成的泥饼达到国家排放标准。通过真空吸附或离心分离法把水溶液脱出后，采用复合过滤、精密过滤、反渗透相结合的工艺除去水中的盐分和其它有害物质，使处理后的水质达标。
1.2 随钻处理工艺流程
（1）收集单元。钻井废弃泥浆经固控设备进入螺旋输送机，同时加入水进行稀释混合。经螺旋输送机进入砂石分离洗涤搅拌装置，通过搅拌洗涤和螺旋分离后，将泥浆中含有的大量无机颗粒和小的岩石块、岩屑等分离出来，减少该了类物质对后续处理的影响，使废弃泥浆保持较好的流动性。经过分离处理后的泥浆液由泵提升送入泥浆储存搅拌罐，同时投加处理剂1，经过搅拌混合反应后由泵提升送入第二处理单元。（2）固液分离单元。为了降低泥饼的含水率及污染物质，因此添加处理药剂和多次的搅拌洗涤是不可缺少的。经过药剂处理和多次的搅拌洗涤，泥浆中含有的污染物质被洗到水中去。若有石油类污染物，需先经除油装置处理后，油脂回收，脱油泥浆由泵送入离心分机进行泥、水分离，泥浆中固体物分离后可达标排放。分离出来的水进入收集水箱，然后由泵提升送第三处理单元。（3）废水处理单元。经过离心分离出来的水悬浮物含量较高，通过气浮沉淀、过滤系统，去除水中含有的悬浮物，降低废水中的有机物含量，然后进入反渗透系统进行浓缩处理。反渗透出来的达标废水进入回用水箱，用泵提升回用于生产中。浓缩后的少量液体也可通过蒸发结晶处理，结晶盐可销售给盐化工生产企业，变废为宝。
1.3 现场应用效果分析
（1）环境效益。油田某井采用随钻处理技术，进水、出水浓度监测可知，固液分离后的钻井废水，经复合过滤、精密过滤、二段式反渗透相结合的工艺除去水中的污染物质，处理后废水的水质指标均达到《污水综合排放标准》二级标准，符合国家环境保护标准的要求。（2）经济效益。通过对油田钻井废物处理环保费用统计结果与国内其它油田进行对比可知，使用钻井废弃泥浆随钻处理技术处理成本大多较采用固化、转运、掩埋处理的低，有些固化费用虽低于随钻处理成本，但因固化处理均未考虑废水处理环节，且废水及泥饼均未处理达标，固体废弃物占地面积大，环境污染风险依然存在。而钻井废弃泥浆采用随钻处理技术，废水处理后可达标排放，并能够供井队及装置自身循环使用，固液分离后泥饼也达到相应的国家标准要求，环境风险大大减小，经济效益显著。
2 随钻处理技术特点
（1）突破了现有的各种钻井废弃泥浆处理模式的原理，变“末端治理”为“全过程控制”。利用机械分离法去除钻井废弃泥浆中的固相岩屑砂粒，采用化学混凝处理，破除废弃泥浆的胶体状态，使固液分离，将泥浆中的有害化学物质析入水中，通过真空吸附和挤压脱水，固相物质制成泥饼排出，脱出水循环使用。（2）砂石分离器筛出固相岩屑砂粒的同时，用净水将其清洗干净，使之达到排放标准。钻井废弃物总排放量减少，取消了泥浆池建设，既节约了土地资源，也节约了泥浆池的修建费用，同时消除了泥浆池污染隐患。（3）实现废水、废浆的循环利用，减少了钻井前期钻井液的总量消耗，从而降低了井队钻井液的配置量和补充泥浆成本。（4）降低了钻井废弃泥浆的处理成本，从根本上消除了有害废物对环境造成的污染。采用泥浆和钻屑机械传输装置，有效降低了钻井队工人的劳动强度。
3 废弃钻井泥浆处理技术发展趋势
3.1开发新的环保型钻井泥浆和添加剂。目前，国内外都在开发各种新型环保钻井液和环保型钻井液添加剂以代替毒性较大的钻井液及其添加剂，力争从源头上解决钻井废弃泥浆对环境的污染问题，这是最有效、最根本的解决方式。
3.2开发综合利用新技术。钻井废弃泥浆的综合利用还具有一定的潜力。应该利用现有的科学和技术在废弃钻井液处理时向综合利用出发，这样既保护了环境又开发了资源。如焚烧钻井废弃物后留下的灰烬，根据其特点经过适当的加工后，变成可利用的建筑材料。比较分散的地方，钻井废弃物的处理应尽量向优化土壤的方面转化。如将钻井废弃物经过一定的技术处理转化成为可供植物利用的肥料等。
3.3改进钻井固控设备，减少废弃物的排放。固控设备可以改善钻井泥浆的性能，从根本上减少废弃物的排放。固含量对钻井泥浆性能有很大的影响，如粘度、密度、流变性等。通过改进固控设备，进而改善钻井泥浆的性能，使得钻井泥浆性能按要求的方向转变，一方面可以加快钻进速度，减少钻井泥浆的用量。另一方面可以减少钻井废弃泥浆的排放量，简化处理工艺，有效的改善处理效果。
4 结束语
结合目前实际情况，钻井废弃泥浆随钻不落地处理技术，已在油田逐渐得到应用，取得了一定的环保与经济效益，但仍需进一步完善。因此，需要在生产实践中不断的改进工艺，完善漏洞，使该技术得到广泛的推广和应用，最终实现井场的清洁化生产。
参考文献
[1] 陈笑颖.废弃钻井液无害化理与环境[J].化学工业，2009，9（10）：90.