废弃钻井泥浆固液分离后滤液回用研究

废弃钻井泥浆固液分离后滤液回用研究

刘义盟    周佰刚   王虎  吴双  张士龙  马刚

中国石油集团渤海钻探工程有限公司管具与井控技术服务分公司，天津大港，300280

摘要：钻井泥浆是钻井过程中产生的一种主要废弃物，其固液分离后的滤液具有一定的回收利用价值。本文主要研究了通过固液分离技术对废弃钻井泥浆进行处理后滤液的回用可能性。研究中，首先采用自主研发的固液分离设备对钻井泥浆进行处理，得到稳定的滤液，并对其主要技术参数进行了分析。随后，预设几种不同的滤液回用方式进行试验，包括回用于冲洗设备、洗车等，测试回用后对设备和环境的影响，并与常规刷新水进行对比。研究结果表明，钻井泥浆固液分离后的滤液满足回用要求，能有效节省资源，降低废液处理成本，并减少环境污染。这项研究为废弃钻井泥浆的资源化利用提供了新的研究思路。

关键词：钻井泥浆; 固液分离; 滤液回用

引言

在石油钻井过程中，钻井泥浆作为主要的副产品质量对钻井的成功与否起着不可忽视的作用，而其处理方式直接关系到环境的保护和资源的节约。一方面，废弃的钻井泥浆如不经处理直接排放，将造成严重的环境污染；另一方面，固液分离后的滤液若能得到有效利用，能够节约水资源，降低废液处理成本，符合当前推崇的绿色可持续发展观念。为此，本研究采用固液分离技术对废弃钻井泥浆进行处理，并对滤液的回用可能性进行了深度探索和实验，为钻井泥浆的资源化利用提供了新的思路和实践依据。

1、废弃钻井泥浆的固液分离技术

1.1 钻井泥浆的成分与性质

钻井泥浆是一种用于钻井作业的特殊液体，其主要成分包括基础液、增稠剂、悬浮剂、饱和盐水和其他添加剂[1]。基础液通常为水或油，增稠剂用于增加泥浆的黏度，悬浮剂用于悬浮钻屑颗粒，饱和盐水用于平衡地层压力。钻井泥浆中还可能含有钻井液失水、污染物和微生物等。钻井泥浆的性质取决于其成分比例及添加剂种类，包括密度、黏度、流变性能、PH值和固含量等指标。合理控制钻井泥浆的性质，对保障钻井安全、提高钻井效率至关重要。

在废弃钻井泥浆中，由于钻井作业过程中的操作和地层条件不同，泥浆会受到各种污染和污染物的影响，如固体颗粒、重金属离子、有机物等。这些污染物的存在使得废弃钻井泥浆固液分离后的滤液成分和性质复杂多样，需要进行合理处理和回收利用，以减少对环境的影响，实现资源的再利用。

1.2 废弃钻井泥浆固液分离技术的原理与实践

废弃钻井泥浆固液分离技术的核心在于利用物理或化学方法将泥浆中的固体颗粒与液体分离，实现废弃钻井泥浆的资源化利用。在实践中，通常采用离心分离、过滤分离、振动筛分等技术进行固液分离处理[2]。离心分离是利用固体颗粒与液体在离心力作用下产生的不同沉降速度来实现分离，适用于颗粒较细、浓度较低的泥浆；过滤分离则是通过过滤介质将固体颗粒截留在滤料上，而将液体通过滤料排出；振动筛分则是利用不同颗粒大小的固体在振动筛的作用下被筛分出来。这些分离技术的选择取决于钻井泥浆的具体性质和处理要求，通过合理选择和组合这些技术，可以高效地将废弃钻井泥浆中的固体颗粒与液体进行有效分离，从而实现固液分离后滤液的回用。

2、固液分离后滤液的回用研究

2.1 分离后滤液的主要技术参数分析

分离后滤液的主要技术参数包括固体含量、粒径分布、粘度和化学成分。固体含量是指单位体积滤液中所含固体的质量，直接影响着滤液的稠度和回用效果。粒径分布则反映了固液分离的效果，细小的固体颗粒会影响滤液的透明度和稳定性。滤液的粘度是衡量其流动性和易处理性的重要参数，高粘度会增加回用过程中的操作难度。另外，滤液的化学成分需要符合回用场景的要求，避免对设备或环境造成不利影响。综合考虑这些技术参数，可以评估分离后滤液的适用范围和处理方法，为滤液的合理回用提供技术支持[3]。

2.2 分离后滤液的不同回用方式及其影响

2.2 分离后滤液的不同回用方式及其影响包括：首先，将滤液回收用于冲洗设备，能有效减少混凝土搅拌机等设备的清洗水消耗，提高了水资源利用效率。其次，将滤液回收用于洗车，不仅可以降低洗车水的使用量，还减少了排放到下水道的废水，减少了对环境的污染。再者，将滤液用于植物浇灌，可以为植物提供养分，减少农用水的使用，达到节水的效果。最后，通过将滤液用于公共绿化，提高了城市环境的整体绿化水平，改善了城市空气质量，对城市生态发展具有积极作用。因此，不同的滤液回用方式在节约水资源、减少废水排放、改善环境质量等方面发挥着重要作用，同时也为固液分离后滤液的资源化利用打开了更多的可能性。

3、固液分离后滤液回用的价值与意义

3.1 资源节约与废液处理成本降低

固液分离后的钻井泥浆滤液的回用具有显著的资源节约和废液处理成本降低的价值与意义。通过回用滤液，可以有效减少对新鲜水资源的消耗，降低了生产成本。利用回用滤液进行设备冲洗或洗车等操作，不仅减少了废液处理的复杂性和成本，还避免了对环境造成的进一步污染。将固液分离后的滤液作为资源进行再利用，不仅有利于废弃物的减少，也促进了资源的循环利用，符合现代社会可持续发展的要求。综合来看，固液分离后滤液的有效回用不仅能够降低企业的生产成本，也有利于环境保护和资源的可持续利用，具有重要的经济和环境意义。

3.2 环保效益与资源化利用可能性探讨

固液分离后的滤液回用对环境具有重要的积极影响。回用滤液可以减少对新鲜水资源的需求，有利于保护水资源。通过将滤液回用于生产过程中，可以减少废液排放，降低环境污染。滤液中含有的部分金属离子和有机物质可能对环境造成负面影响，若通过适当的技术处理和控制，不仅可以降低对环境的影响，还能有效利用滤液中的资源成分，实现资源再利用，达到资源化利用的目的。固液分离后滤液的有效回用不仅可以降低废液处理成本，节约资源，还有助于减少环境污染，实现资源循环利用，具有重要的环保效益和资源化利用的潜力。

结束语

在对废弃钻井泥浆进行处理回用的研究中，我们采用创新的固液分离技术并对其进行了深入分析，实践证明这种技术对于研发更有效、更安全的油田废弃物处理方法具有重要参考价值。通过对滤液回用的试验，我们发现，将固液分离后的滤液用于冲洗设备、洗车等，不仅可以节省资源，降低废液处理成本，而且有助于减少环境污染。然而，这项工作还存在一些问题，例如分离效率和处理设备的再设计等需要进一步研究。本研究的结果可以为废弃钻井泥浆的资源化利用开辟新的途径，对未来深入研究和开发新的废弃钻井泥浆处理技术具有重要意义。

参考文献

[1]湛峰,程全,刘慧敏,宋光明,诸林,孙勇,赵志越.废弃水基钻井泥浆的固液分离研究——以四川蓬深X井为例[J].天然气与石油,2023,41(03):95-102.

[2]罗云峰.泥水顶管废弃泥浆固液分离技术研究与应用[J].山西建筑,2020,46(09):57-59.

[3]陈立荣,何天鹏,易建生,李辉,蒋学彬,黄敏,舒畅,余思源.钻井固废固液分离技术装备综述[J].石油化工安全环保技术,2019,35(01):60-66.