摘 要
??????? 石油勘探開發(fā)過程中產(chǎn)生的廢棄鉆井液中含有的地層鉆屑、鉆井液處理劑等有害物質(zhì)，若直接排放將對環(huán)境與生態(tài)造成極大的危害，其治理與利用是非常值得關(guān)注的問題。陜北地區(qū)溝壑縱橫，耕地密集，油氣井廢棄鉆井液的排放對農(nóng)田的污染及其嚴(yán)重。另外，隨著政府對環(huán)保要求的提高，目前越來越重視對廢棄鉆井液的無害化處理。因此，介紹廢棄鉆井液的處理技術(shù)以及對廢棄鉆井液的再利用的建議是非常具有現(xiàn)實意義的。
??????? 關(guān)鍵字：廢棄泥漿；固化處理；無害化處理
??????? 目 錄
??????? 第1章 緒論?3
??????? 第2章? 陜北廢棄泥漿處理技術(shù)?3
??????? 2.1? 廢棄泥漿處理辦法?3
??????? 2.2? 廢棄泥漿固化處理?3
??????? 2.3? 廢棄泥漿無害化處理?3
??????? 第3章? 陜北廢棄泥漿處理建議?3
??????? 2.1? 采用新的處理方法?3
??????? 2.2? 回收再利用?3
??????? 第4章? 結(jié)論?3
??????? 致謝?3
??????? 參考文獻?3
??????? 第1章 緒論
??????? 在石油天然氣的勘探開發(fā)過程中，會產(chǎn)生大量廢棄鉆井液，這些廢鉆井液是由鉆井液處理劑與鉆屑等巖石顆粒形成的膠體懸浮物。我國目前對于這些物質(zhì)的處理，除回收利用一小部分外，基本上采用直接排放和自然濃縮、干化、就地掩埋的方法，其中許多有害物質(zhì)都超過國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此廢鉆井液已經(jīng)成為石油天然氣開發(fā)過程中對環(huán)境造成影響的主要污染物之一。大量的廢鉆井液未經(jīng)處理棄放在井場，遇到雨季，其中的污染物隨雨水外滋流入農(nóng)田、蝦池、河流或滲入地層，對土壤和地下水環(huán)境造成污染，對井場周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，如何治理和利用廢鉆井液是當(dāng)前急需解決的問題[1]。
??????? 廢棄鉆井液對環(huán)境造成污染的主要原因有以下幾個方面：
??????? （1）鉆井液是一種復(fù)雜的多相分散體，成份極為復(fù)雜。我國主要使用水基鉆井液，一般由固相、液相和化學(xué)處理劑三部分組成。使用的化學(xué)處理劑種類繁多，目前共有16大類246種，這些化學(xué)處理劑不同程度地含有污染環(huán)境的物質(zhì)，尤其是高濃度的鹽和可交換性的鈉，其次是油脂類、重金屬、有機污染物、高pH值處理劑等。其中部分處理劑中的有害成分毒性很大，并能在環(huán)境或動植物體內(nèi)蓄積，對人體健康產(chǎn)生不良的影響。
??????? （2）鉆井液隨鉆井完成后，由于物理化學(xué)性質(zhì)的變化使其無法回收利用而棄之，隨著我國石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，其年排放量也越來越大，成為造成環(huán)境污染的重要原因。
??????? （3）我國許多油田，尤其是老油田鉆井井位就在稻田、麥田、魚塘、蝦池及居民區(qū)附近，對環(huán)境與人類的影響更加直接、明顯。
??????? 陜北油氣田以往因追求產(chǎn)量和經(jīng)濟效益而忽略了環(huán)境保護，廢棄鉆井液對環(huán)境造成了很大的污染。但是，近年來國家對環(huán)境保護越來越重視，陜北油田也必須對油氣井廢棄鉆井液進行處理。
??????? 陜北油氣田處理廢棄鉆井液的主要原因有：
??????? （1）水資源污染嚴(yán)重。石油工業(yè)廢水排放量占到全市總量的90%。目前，延安境內(nèi)，延河、洛河、秀延河三大河流都受到了不同程度的污染。這三條河都流經(jīng)油區(qū)，主要流域普遍為三類水質(zhì)，部分段面出現(xiàn)了四類、五類水質(zhì)，人畜一般都不能飲用。
??????? （2）植被破壞嚴(yán)重。造成植被破壞嚴(yán)重的主要原因有兩個方面：一是單井多、修路多、植被破壞大。二是井場和油區(qū)道路綠化滯后。新修公路的上沿和下壓部分，黃土基本都裸露在外，一遇大雨就會被水沖走。
??????? （3）主要污染物治理還很不科學(xué)規(guī)范。一是打井過程中產(chǎn)生的泥漿、巖屑及其它廢棄物處理不科學(xué)。目前各石油企業(yè)的處理辦法就是深挖1米后進行掩埋。二是石油污水的回注回灌不規(guī)范。
??????? （4）企業(yè)的環(huán)保意識不強。目前延安的石油資源基本上是無償配置給企業(yè)的，政府和地方的部分權(quán)益也隨之流向了企業(yè)。企業(yè)在享有了石油開發(fā)權(quán)益后變成了資源開發(fā)的主體，在追求經(jīng)濟利益最大化的同時，卻沒有很好地肩負(fù)起治理污染、保護生態(tài)的責(zé)任。
??????? 而對廢棄鉆井液泥漿的處理主要是無害化處理，即消除廢棄鉆井液中的有害物質(zhì)，使其達到污水排放標(biāo)準(zhǔn)；另外，就是固化處理，經(jīng)過處理，將廢棄鉆井液泥漿轉(zhuǎn)化成像土壤一樣的固體物質(zhì)（假性土壤）填埋在原處；但為好的辦法還是廢棄鉆井液泥漿的再利用。
??????? 第2章? 陜北廢棄泥漿處理技術(shù)
??????? ?廢棄泥漿是石油天然氣工業(yè)的主要污染源之一。它是一種含黏土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污水、污油及鉆屑的多項穩(wěn)態(tài)膠體懸浮體系，危害環(huán)境的主要成分是烴類、鹽類、各種聚合物、木質(zhì)素磺酸鹽、某些金屬離子(汞、銅、砷、鉻、鋅及鉛)和重晶石中的雜質(zhì)。目前廢棄泥漿的處理辦法有很多種，下面簡要介紹一下這些方法，并詳細介紹一下目前陜北油氣田廢棄泥漿的兩中主要的處理方法。
??????? 2.1? 廢棄泥漿處理辦法
??????? （1）循環(huán)使用法：有些廢棄鉆井液、廢水、廢材料可循環(huán)使用。水最有可能被循環(huán)使用，例如從鉆井液中分離出的廢水可用于清洗鉆頭； 清洗鉆頭后的廢水收集后再循環(huán)使用； 生產(chǎn)水經(jīng)過處理后再注入井內(nèi)以平衡井內(nèi)壓力，也可用于重油的處理。
??????? （2）回收再利用法：油基、酯基，還有合成基鉆井液使用后，可回收其基液用于其它井作為鉆井液的基液或作為燃料等其它用途。鉆井液中的添加劑也可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ厥赵倮谩?br /> ??????? （3） 脫水法：脫水法是利用化學(xué)絮凝劑絮凝、沉降和機械分離等強化措施，使廢棄鉆井液中的固液得以分離。采用加水稀釋法可以使大量的加重劑通過自然沉降法分離出來，但是很難破壞由水化能力很強的黏土顆粒和多種護膠劑組成的膠體體系。加入無機和有機絮凝劑后，可以破壞固體顆粒表面的結(jié)構(gòu)，中和顆粒表面的電荷，減少顆粒之間的靜電引力，促使固相顆粒聚結(jié)變大，從而達到固液分離的目的。對于不同的廢棄鉆井液，應(yīng)使用不同的絮凝劑?，F(xiàn)在已經(jīng)研究出了很多無機和有機絮凝劑，用于不同廢棄物的絮凝處理，并得到了較好的效果[2]。
??????? （4）破乳法：破乳可以采用傳統(tǒng)的添加化學(xué)劑的方法，利用化學(xué)劑的特性破乳。如利用電解質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)不同，或者通過加入化學(xué)劑降低鉆井液的黏度等。但這些方法由于添加了化學(xué)劑，一方面提高了成本，另一方面給環(huán)境又帶來了新的影響。
??????? （5）回注法：有些毒性較大又難以處理的廢棄鉆井液可以通過回注法處理?；刈⒎椒ㄓ? 種。一是注入非滲透性地層。用壓裂液在機械作用下加壓到足以將地層壓裂的壓力，將要處理的廢棄鉆井液注入地層裂縫中，撤消壓力時，周圍地層中的裂縫自行關(guān)閉，從而防止地層中的廢棄鉆井液發(fā)生遷移?，F(xiàn)在，在海上鉆井時，許多情況下的廢棄鉆井液處理就是用該方法。二是注入地層或井眼環(huán)形空間。將廢棄鉆井液通過井眼注入安全地層或井眼的環(huán)形空間。但該方法對地層有嚴(yán)格的要求，深度必須大于600 m。一般鉆井液的處理可以采用該方法。
??????? （6）回填法：廢棄鉆井液在儲存坑內(nèi)通過沉降分離，上部清液達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后直接排放。剩余部分經(jīng)干燥后( 并不一定要完全干燥，只要到一定程度就行) ，在儲存坑內(nèi)就地填埋。但必須保持頂部的土層有1. 0~ 1. 5 m 厚，然后恢復(fù)地貌。這種方法不失為一種處理低毒和無毒廢棄鉆井液的好方法。但不能用于毒性較大的廢棄鉆井液的處理[3]。
??????? （7）生物處理法：生物處理鉆井廢棄物的方法有許多種。微生物降解法是利用微生物將有機長鏈或有機高分子降解成為環(huán)境可接受的低分子或氣體。使用該方法的困難是如何選擇合適的微生物菌種和載體。生物絮凝法是在廢棄鉆井液中加入特殊的微生物，使一些高分子有機物絮凝并且沉積下來，可用于鉆井廢水的處理。該方法中所用微生物必須是通過自然篩選或誘變培育及基因工程、細胞工程技術(shù)獲得的特種微生物。這些微生物同時還可以對某些有機物進行降解，如鄰、間、對苯酚就可以在這樣的微生物作用下，發(fā)生生物降解。
??????? （8）固化法：固化法被認(rèn)為是一種比較可靠的治理廢棄鉆井液污染的好方法，對于治理難度最大的COD、Cr、pH值和總鉻污染最為有效。經(jīng)過固化液毒性測定，達到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對于含水量最高的廢棄鉆井液，可以結(jié)合固液分離技術(shù)，以取得最佳的處理效果。該方法適用于膨潤土型、部分水解聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鉻、油基鉆井液等。
??????? （9）焚燒法：焚燒也是一種非常潔凈的處理鉆井廢棄物的方法。因為在焚燒爐的煙窗內(nèi)都安置有除塵、回收和氣體吸收的裝置?；厥盏挠秃推渌镔|(zhì)可以用于油基鉆井液的基液或移作他用。剩余的灰燼可以綜合利用，對環(huán)境沒有不良影響。但這要求必須具有很高的溫度( 大約為1 200~ 1 500 e ) 。現(xiàn)在國外使用加熱解吸的技術(shù)，用于加熱解吸油基鉆井液中鉆屑含有的油類物質(zhì)( 溫度大約為400 e ) 。該技術(shù)在北海油田對油基鉆井液進行了應(yīng)用，鉆屑中的剩余含油量小于1% ，可以直接排放到海洋中，符合國際和國家的環(huán)保要求。目前又發(fā)展了低溫加熱解吸油基鉆井液鉆屑中含有的油類物質(zhì)的技術(shù)。
??????? （10）復(fù)合混合法：所用材料為一種粉末和木屑。該粉末具有很好的吸油性能，同時它還具有固氮能力、臭味防護、氣味跟蹤的特點，具有良好的降解能力。木屑為木材加工廠的副產(chǎn)品，主要是起疏松作用。這兩種原料混合使用是一種良好的烴類改良劑。使用該方法處理廢棄鉆井液時，首先要對廢棄鉆井液進行分離，回收鉆井液中的基液，然后才能按上述方法處理。將除去基液后的鉆屑與混合料( 粉末和木屑) 充分混合。然后將它平輔在一個大場地，不要壓實，而要保持相當(dāng)?shù)氖杷沙潭龋?讓它具有足夠的氧氣和水分，如有必要可在其中通入氧氣，添加水； 這樣能很快生物降解，同時固氮，成為一種肥料，進入表土層和次表土層，可讓植物吸收。經(jīng)過這樣降解后，殘留物沒有毒性，對環(huán)境沒有影響，也不會對環(huán)境帶來潛在的影響。這種在現(xiàn)場處理鉆井廢棄物的技術(shù)使用方便，處理速度快，減少了勞動強度，節(jié)約了成本，適用于單獨井[4]。