石油钻井废弃泥浆的处理技术探讨

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【摘要】在我国各大油田生产活动中，钻井工作每时每刻都会剩下许多废弃的钻井泥浆， 而研究表明，废弃的钻井泥浆，我国油田一般使用的钻井泥浆，油基泥浆使用较少，主要为水基泥浆，其化学组成使泥浆呈现强碱性，腐蚀性大，运输困难，而油田使用后忙于生产，往往堆积在井场周围，但废弃的钻井泥浆长期闲置于地表，会对植被、土壤和水源带来极大的污染和破坏，对油田后期的可持续发展带来严重影响。本文探讨废弃泥浆的一般处理技术和优缺点，为综合治理废弃泥浆危害提供了部分参考。

【关键词】废弃泥浆 钻井液 处理 油田污染

钻井废泥浆是油田钻井时为了冷却钻头、平衡井下压力所用，并添加多种有机物的泥状物质。在我国几大油田，常用的泥浆有水基和油基泥浆两类，其中主要使用水基泥浆，水基泥浆主要由盐水、海泡石、重晶石粉、粘土、膨润土等成分构成，含水较高一般呈现强碱性。自世界上有石油勘探以来，就存在钻井废弃泥浆了。以我国胜利和长庆油田为例，由于勘探开发的需要，每年必须钻探各类直井和水平井4000 口左右， 而钻每口井产生的废弃泥浆平均约80 m3， 因此全年约产生3.2×105m3的废弃泥浆。而真正能回收和清理的掉的废弃泥浆不到产生的废弃泥浆的1/50，而绝大部分废弃泥浆都扔在现场。这些年来，可持续发展观等的提出，人们开始意识到废弃泥浆对油田环境，包括生活环境都造成了严重的污染和破坏。因此，如何处理好钻井废弃泥浆的闲置问题已经迫在眉睫。

一、油田废弃泥浆的特性

在我国的大多数油田，钻井剩下的废弃泥浆，主要水基泥浆和油基泥浆两大类， 胜利、长庆等油田废弃泥浆以水基泥浆为主， 大多属于粘土-水分散体系-水基泥浆的范畴。我国油田使用的水基泥浆主要由盐水、海泡石、重晶石粉、粘土、膨润土等成分构成，含水较高一般呈现强碱性， 固相颗粒粒度一般在 0. 01 Lm2～0. 1 Lm2之间（表1）， 外观一般呈粘稠流体状态，是一种典型的粘稠状胶体。

表1 胜利油田废弃泥浆的物化性能

胜利、长庆油田各个不同的区块钻井现场所用的钻井液废弃泥浆各不相同，性能差异较大，而且闲置、散置井场的时间长短不一，而研究发现废弃泥浆存放时间的长短对泥浆固化性能影响很大。随机在各个井场取样，分析化验后发现（表1），直接影响泥浆性能的主要参数有，颗粒细度及分布、 矿物组成、 液限、 易溶盐含量、 有机质含量等。

二、废弃泥浆处理技术

由上面分析可以了解，废弃泥浆呈现强烈的碱性，因此腐蚀性很强，运输移动等很困难，且国内对于废弃泥浆危害的态度和认识还不够彻底，因此对废弃泥浆的处理，甚至再利用的技术尚处于空白状态，少数学者处于试验阶段，没有大规模综合利用的技术和经济条件。笔者调研国内外的资料，发现国外对废弃泥浆往往先进行固结处置，然后再进行后期利用处理，其中，以美国、 日本为主的国家，早在几十年以前就开始进行废弃泥浆的处理技术研究了，其中收效显著的是日本秩父小野田株式会社，在几十年的研究时间内，已经利用废弃泥浆研究开发出十几种工业、建筑固结材料。国外理论和实际证明，废弃泥浆在加入某些添加剂和骨料和，经过固结技术等处理后，会使泥浆性能趋近于水泥的建筑固结作用。但目前来看，国外目前针对废弃泥浆开发出的固结材料主要还是针对粘土、 工业污泥的固结材料，且固结效果作为建筑材料等的效果并不理想。近年来，国外早已实验，将废弃泥浆固化后用来铺垫山区公路，井场平地等应用，而且开始针对废弃泥浆恢复土壤化等方面的尝试，但目前从实验的效果来看，还并未从根本上解决雨水侵蚀的问题，因此至今尚无实际应用于工程的情况，废泥浆工业化再利用技术仍是世界级的技术难题。

三、废弃泥浆固化实验

笔者挑选了油田不同地方的废弃泥浆，挑选含水量较大、富含有机质的废弃泥浆进行固结处理，在研究过程中，笔者利用油田容易获取的材料，结合废弃泥浆研制出了一种BK钻井废泥浆固结材料，这种材料可以用于一般要求的固化处理材料。BK型固结材料在催化剂和促凝剂材料的辅助作用下， 可以在短时间内吸收大量的自由水分（可达自身体积2倍），从而加速两种材料与废弃泥浆之间的离子交换反应，形成主晶相带有 32 个分子结晶水的钙矾石结构， 促使废泥浆在各种温度下都能快速凝结和硬化， 从而作为固结材料使用。

长庆油田某井场地基，因为长期冲刷和日晒风蚀等原因，地基损坏严重，且长庆地区空气干燥，冬季时间长，寒冷期长，在漫漫冬季，固结材的钙刺可以紧紧裹住泥浆颗粒，形成不怕浸水的钙钒石结构， 并且越是碾压， 这种结构越结实。

四、结论

文中井场道路实验所用废弃泥浆在油田井场随处可见，成本主要来自添加材料和加工技术，因此成本相比单纯使用混凝土材料要便宜不少，综合评价要比常规修路成本下降35%左右。且该项技术大量使用民用和工业用的粉煤灰，投入产出比率高的特点。因此笔者认为废弃泥浆综合治理利用技术，十分有效的解决了废弃泥浆的污染和破坏问题，且可以再利用于道路修筑，因此工业前景十分良好。

参考文献：

[1]冯士明 . 油田钻井废泥浆的固结利用研究[J].天津建材，1998， （ 3） .

[2]袁润章，等.矿渣结构与硬活性及其激发机理[J].武汉工业大学学报，1987，（3）：297- 302.

[3]陆培毅主编 .土力学[M] .中国建材工业出版社， 2001.