废弃钻井液处理技术研究

废弃钻井液处理技术研究

纪彦丽

大港油田第三采油厂工艺研究所 河北 沧州 061023

摘要：废弃钻井液是石油勘探开发钻井中遗留下来的最大量的废弃污染物，如果处理不当，势必造成环境污染或人畜伤害。本文在探究钻井液的特点、危害、无害化处理等方面进行了阐述。同时，针对中国废弃钻井液处理技术发展趋势做出了展望。

关键词：水基废弃钻井液；油基废弃钻井液；无害话；发展趋势

一 废弃水基钻井液的处理技术

1.1 水基钻井液的特点

水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位。水基钻井液是由膨润土、水（或盐水）、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。从流体介质角度看水基钻井液，它就是以水为连续流体介质的钻井液。水基钻井液在深水和大陆架钻井所钻遇的温度范围内，具有稳定的屈服值和静切力，其部分原因是钻井液中没有粘土。

1.2 废弃水基钻井液的形成、组成及危害

油田废弃钻井液作为勘探开发中最主要的污染源，来源于钻井作业过程中，是一种含黏土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多相稳态胶体悬浮物，其危害环境的主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子(汞、铜、砷、铬、锌及铅)及重晶石中的杂质。研究表明，废钻井液成份比较复杂，所以对环境的影响也是多方面的。如：污染面积大、区域广、过高的pH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物的生长、有害的重金属离子如Cr⁶⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全。、废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高，影响水生生物的正常生长。

1.3水基钻井液处理方法

1. 直接排放法。此方法只限于那些低毒或无毒、易生物降解的钻井废弃液。（2）循环使用法。有些废弃钻井液、废水等可直接或经简单的设备处理后循环使用。（3）分散处理法。由于绝大多数钻井液pH均在7以上，一般情况下多在7.5～10之间，钙处理钻井液甚至达到11以上。（4）回收再利用法。将废弃钻井液回收再利用是一项既经济又符合现代发展趋势的处理方法（5）破乳法。破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪切破乳、加热破乳、离心破乳等。（6）机械脱水法。该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施，使废弃钻井液中的固液两相得以分离。（7）微生物处理法。微生物处理技术具有投资少，运行费用及能耗低，二次污染小，操作简单，除油率高等优点。（8）回注法。有些毒性较大又难以处理的废弃钻井液可以通过回注法处理。（9）回填法。回填法是一种花费较少而又普遍采用的方法。（10）坑内密封法。坑内密封法实质上是一种特殊的回填处理法，其做法是先在储存坑的底部和四周铺垫一层有机土(通常用量为21～28 kg/m²)，上面铺一层厚度为0.51毫米的塑料垫层，再盖一层有机土，以防塑料膜破裂。

二废弃油基钻井液的处理技术

2.1油基钻井液特点

在钻井液体系中，油基钻井液具有良好的性能，相对于水基钻井液，其在抑制性、润滑性和抗污染能力方面更强，能促进井壁的稳定性，能有效的抑制水敏地层，对油气层做到最大程度的保护。鉴于油基钻井液的高抗污染能力、耐高温和稳定的性能，且方便维护，在高水敏性地层和温高压深井等复杂井的钻进中，油基钻井液成为了主要的手段，是实现油气产量提升的有效方法。

2.2废弃油基钻井液的形成、组成及危害

在钻井施工中，处于成本考虑，在完钻后通常会将油基钻井液转井处理来实现重复利用，在多次使用后直到性能无法满足需求就形成了废弃油基钻井液。废弃油基钻井液会对环境造成污染。其中石油类物质会对水体和土壤造成污染，有机烃类物质进人水体后在水循环作用下对人类和水生动物造成危害。其中含有的多环芳烃具有致畸性、致癌性和毒性，是环境污染的重要因子。它直接对人类的身体健康形成威胁，影响到了环境质量。无论是从环境保护还是从经济效益出发，都要对废弃油基钻井液进行妥善处理，寻求经济环保的无害化处理技术，实现油田的和谐发展。

2.3油基钻井液的处理技术

国内外在废弃油基钻井液的处理上可分为以下几点：（1）回注法-主要是注人非渗透地层、注人地层或井眼环形空间（2）固化法-将固化剂添加到废弃油基钻井液.将其转化为土壤或胶结强度更大的固体.然后作为建筑材料或进行填埋处理。（3）坑内密封法-此法要求很高的温度和密闭的回收装置.燃烧的气体经过烟尘回收和气体吸收装置。（4）生物处理法-主要分为微生物降解法和生物絮凝法。微生物降解法是利用微生物将有机长链或有机高分子降解成为环境可接受的低分子或气体。生物絮凝法是在废弃钻井液中加人特殊的微生物，使一些高分子有机物絮凝并下来沉积，使废弃油基钻井液破乳，油类物质絮凝析出。（5）焚烧回收法-要求很高的温度和密闭的回收装置，燃烧的气体烟尘回收和气体吸收装置，剩余的灰烬可综合利用，油和其它物质也可以回收用于油基钻井液的基液或移作他用，因此它是一种非常洁净的处理方法。（6）运至指定地点集中处理法-由抽吸车把废钻井液运到指定处理，该方法用于油、水基两种废钻井液。（7）化学破乳一旋流分离处理法-破乳法是往废弃油基钻井液中加入具有破乳性能的化学药剂、助剂以及絮凝剂来对油进行破乳，然后通过絮凝析出而进行回收。

2.4油基钻井液废弃物处理技术无害化处理

油基钻井液无害化处理：主要是含油岩屑经处理之后达到环境接受的排放标准，同时回收使用油基钻井液。微生物处理技术：该技术在处理过程中采用强制通风和补充增氧剂等方法，保证微生物菌活性的同时，加速了降解后的气体物的排出，强化处理过程，提高处理效率，降低微生物菌的用量。结果显示，这些技术不仅能够解决含油岩屑的排放问题，而且节约了钻井成本，创造了经济效益。

三 废弃钻井液处理技术的发展趋势

（1）开发新的环保型钻井液体系和钻井液添加剂。

（2）加强固控，减少废弃物的排放，主要是加强四级固控的管理，对固控设备合理搭配、合理利用，利用高效固控设备。

（3）开发综合利用新技术。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。

（4）降低成本，优化环境。

（5）加强井场废弃物的管理。国外对井场废弃物的管理要求非常严格，制定了一系列的方针、政策，同时加强了环境和作业的监控、监督和评估，确保环境稳定。中国在这方面做了大量的工作，取得了很好的效果，但国外的许多技术和经验还是值得学习和借鉴的。同时可以开发许多先进的管理方法。

结语

本论文是在对废弃钻井液及钻井废水的来源、危害、处理现状等问题探究的基础上，并结合水基、油基不同类型的钻井液做出了分析，研究了废弃钻井液无害化处理方法及发展趋势，为进一步现场应用打下了基础。

参考文献

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