南苏丹PALOUGE油田废弃钻井液无害化处理技术研究及应用
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【摘 要】废弃钻井液作为油气田三大公害之一，其无害化处理技术一直广受关注，尤其在生态异常脆弱的南苏丹地区，其处理效果直接影响油田勘探开发协议（油公司和南苏丹政府的PSA协议）的执行，以及中资石油公司的声誉，甚至威胁到中资石油公司人员在施工国的人身安全。以palouge油田废弃钻井液为研究样本，结合现场施工条件，优选处理剂、优化处理工艺，实现废弃钻井液的无害化和资源化处理，并在南苏丹推广使用，收到良好效果。
【关键词】废弃钻井液 无害化处理 环境保护 南苏丹
石油，作为地区经济发展的支柱和重要的战略物资，在全世界范围内正在获得越来越多的关注。 针对南苏丹石油开发现状，本着“环保和开发并重”的原则，以国内现有处理技术为基础，积极寻求废弃泥浆无害化处理的技术和工艺，无论对于保护南苏丹当地环境，树立和维护中资石油企业在当地的良好形象，还是保障中资企业在南苏丹石油开发的长期利益，都具有十分重要的意义。
1. 南苏丹PALOUGE油田开发现状
南苏丹共和国（The Public of South Sudan）成立于2011年7月，其石油开发开始于1993年（独立前统称苏丹）。PALOUGE油田位于南苏丹东北部，北纬10.50°，东经32.60°，隶属Block3/7区内，作业者是来自中国、马来、印度以及南苏丹的联合公司Dar Petroleum Operation Co Ltd.（简称DPOC）。原油产量16万桶/天。
2. 废弃钻井液无害化处理技术
2.1 基本原理
废弃钻井液中是含有坂土、加重材料、化学处理剂、污油以及钻屑等多项胶体的悬浮体系，由固相、液相和化学处理剂三部分组成。废弃钻井液无害化处理处理技术是根据不同类型和种类的钻井液体系，选取不同的复合处理剂，将废弃钻井液经过稀释-絮凝-分离成岩屑、泥饼和水三部分，通过处理岩屑和泥饼，达到就地覆土的标准，泥浆中的有害物质被水稀释后，用真空设备吸附后用挤压脱水，制成泥饼，同时将分离出的水可循环利用。
2.2工艺过程
首先从振动筛收集钻井废弃物，送入输送机，加水稀释，搅拌后进入砂水分离装置，洗涤后分离出岩屑。分离处理后的泥浆液送入污泥处理罐，加入处理剂，搅拌使其充分反应，然后送入泥水分离器，泥浆中的固体物质分离后达到填埋标准。分离出的水进入水箱，经过沉淀、过滤，去除水中含有的悬浮物和降低废水中的有机物质含量，然后进入反渗透装置进行浓缩处理。
2.3主要配套设备
为实现上述工艺过程，需要用到输送机、除砂器、离心机、搅拌器、污水泵、水罐等设备，具体设备规格及数量要求见下表。
表1 主要处理设备
序号
设备名称
规格
数量
功率（kw）
1
输送机
3-10 m3/h
1台
3.6
2
除砂器
2-4t/h
1台
4
3
泥砂分离搅拌机
/
1台
2.2
4
输送泵
8 m3/h
7台
1.1-4
5
污泥储存装置
30-50m3
1具
/
6
污泥配料装置
4m3
1台
4
7
离心机
5-10m3/h
1台
28-37
8
沉淀池
10-20 m3/h
1只
/
9
过滤器
5-10m3/h
1台
10
反渗透
5-10m3/h
1套
5-8
2.4 PALOUGE油田钻井废弃钻井液样品分析
从Palouge油田选取三口井，提取泥浆样品作为研究对象，分析结果如下：
表2 单井泥浆样品分析结果
项目
分析方法
样品来源
Ashbal-4
Hamra E-22
Geradon？NW-2
含水量（%）
重量法
61.35
60.25
54.50
腐蚀性
玻璃电极法
8.95
9.12
9.20
矿物油（mg/kg）
重量法
9.25*104
3.86*104
49.65
3. 南苏丹污水排放标准
南苏丹政府虽然成立时间很短，但是对环保的要求很高，借鉴乌干达、肯尼亚，甚至欧美的环保监督经验，聘请了来自波兰的咨询顾问公司，对境内石油开发过程实施全过程监管。其废弃物排放标准也相对严格.
4. 废弃钻井液处理前后参数对比
表3 PALOUGE油田Gasab-37井检测数据
项目
样品采集点
原水
750m废液
900m废液
750m处理后
900m处理后
Ph
6.68
7.42
7.50
7.50
7.60
色度
2
400
500
70
70
六价铬（mg/L）
0.014
0.015
0.108
0.005
0.005
石油类（mg/L）
6.68
7.06
7.20
0.36
0.40
总铅（mg/L）
0.2
0.2
1.01
0.2
0.2
挥发酚（mg/L）
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
砷（μg /L）
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
汞（μg /L）
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
镉（mg /L）
0.22
0.25
0.28
0.06
0.07
总铬（mg/L）
0.12
0.27
24.5
0.09
0.09
5. 结论
钻井废弃物无害化处理技术可以针对不同的泥浆体系随时调整处理剂和处理工艺，分阶段使用物理方法和化学方法对处理对象进行无害化处理，使废弃钻井液在无害化处理的过程中，得以资源化再利用，从而减少对油区环境造成的污染。
该技术实现了处理设备的模块化设计，移动性强，适应性好，尤其适合井场的随钻处理，大大减少了现场泥浆池的容积，减少了废弃物集中处理需要的大量运输力量，同时消除了废弃物运输途中发生二次污染的风险，从经济和技术角度考虑，该技术对于遍布动物保护区，生态环境异常脆弱的南苏丹油区，具有良好的适应性，同时也适应水系较为发达的尼罗河流域。
以上述技术为基础，进一步采用污泥除油技术和重金属捕捉技术，使处理后泥饼中的重金属以稳定的无害化形态存在，化解了油类物质及重金属的污染风险，为生活污泥和建筑污泥的处理提供了技术支持和研究方向。
参考文献：
[1] 倪怀英. 国外废钻井液处理技术介绍[J]. 钻井液与完井液，1992，（1）：1- 5.
[2] 万仁溥，等编译.油井建井工程[M].北京：石油工业出版社，2001.
[3] 彭园，杨旭，孙长健.废弃泥浆无害化处理方法研究[J].环境科学与管理，2007，32（4）：102-104.
作者简介：杨长波，男，1980.5出生，注册安全工程师，2003年毕业于中国矿业大学安全工程专业，现为中国石油大学（华东）在读工程硕士