废弃钻井液处理技术特点与适用性比较

摘 要： 针对废弃钻井液的处理现状，介绍了目前常用的废弃钻井液处理技术和方法。并指出了废弃钻井液处理技术的发展趋势是开发环保型钻井液及钻井液处理工艺、提高固控效率、统一钻井液处理技术的行业标准和加强对外技术交流与合作。

关键词： 废弃钻井液；处理技术方法

1废弃钻井液的组成及对环境的危害

废弃钻井液就是钻井过程中排放的岩屑和少量钻井液、完井时从井筒中返排出的钻井液和压井需要所储备的重泥浆。废弃钻井液是一种含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油和钻屑等的多相稳定胶态悬浮体系，表现为成分复杂、化学耗氧量（COD）高、矿化度高、色度深和悬浮物质量浓度高，含有多种污染因子，是石油天然气勘探开发过程中对环境产生影响的主要废弃物之一。每年产生废弃钻井液绝大部分都以直接排放或自然蒸发、沉积、干化和就地掩埋等方法进行处理，造成了地表水和地下水资源污染，盐、碱及岩盐导致土壤板结甚至无法返耕，重金属、化学添加剂和生物降解后产物滞留土壤或水泽，从而影响微生物繁殖·植物生长和人畜健康。国内于20世纪80年代开始了对废弃钻井液处理的研究，国家环保局也相继颁布GB 4284-1984《农用污泥污染物的控制标准》、GB8978-1996《污水综合排放标准》、GB5086-2-1997《固化物浸泡液毒性分析》等标准来保护日益恶化的生态环境。因此建立钻井液、处理剂、废弃物环保评价和处理系统，全过程地关注钻井液的环保问题已成为油田企业环保工作的重点。

2 废弃钻井液的处理技术与方法

2.1废弃钻井液简单化处理.废弃钻井液简单化处理是在不添加处理药剂的条件下直接处理废弃钻井液。包括直接排放法和回注法。

2.1.1直接排放法。直接排放法是最常规的处理废弃钻井液的方法。这种方法费用最省，操作最简单。对于海上钻井的废弃水基钻井液，若符合国家和国际环保标准要求，便可使用此法。但此法只限于低毒、无毒、易生物降解的钻井废弃物。随着环保要求标准的日益提高，这种方法已逐渐受到限制。

2.1.2回注法。回注法就是通过一定的方式和手段将废弃钻井液注人到并里的安全地层或井眼的环形空间，或下到非渗透性地层，再自行封闭。此方法对地层要求严格，决不允许废弃钻井液逸散，否则就会对地下水产生污染。在海上钻井时，对于毒性大又难以处理的废弃钻井液，若直接排放会污染海洋，若收集运往海岸处理，费用昂贵，此时回注法就是首选的处理方法。

2.2 废弃钻井液资源化处理。废弃钻井液资源化处理是尽可能多的将废弃钻井液重复使用和回收利用，包括循环使用法和回收再利用法。

2.2.1循环使用法。废弃钻井液、废水和废材料可循环使用。例如将冷却水、制动水和密封水进行循环使用可以节省大量的流体；废弃钻并液用来清洗钻井液罐、振动筛和离心机面板；重复利用雨水清洗钻井设备都是很有效的循环使用途径。同时在一些井网密度高的地区，钻井液能够多次重复利用。

2.2.2回收再利用法。回收再利用法处理废弃钻井液是一项既经济又合理的处理方法。运用固液分离技术，可以将脱出水和脱出固相再用来配置淡水钻井液和盐水钻井液。钻井液中的某些添加剂也可以采用适当的方法回收再利用，例如加重剂的回收就可以节约大量资金。还有很多其他废弃材料都可以回收再利用。

2.3 废弃钻井液稳定化处理。废弃钻井液稳定化处理是采取某种处理方法使废弃钻井液趋于稳定，减少其对周边环境的污染与破坏。包括回填法、土地耕作法和固化法。

2.3.1回填法。回填法是在废弃钻井液的储存坑内通过加药使其沉降分离，上部清液达到环保标准直接排放。剩余部分经干燥后，在储存坑内就地填埋。石油环境研究委员会用中子探针通道管、测渗计、真空萃取湿度杯和石膏阻塞剂在对运用此法处理的填埋槽周围设点，就地表水和受辐射的土壤进行了跟踪研究。结果发现该方法对地表水和其辐射的土壤有一定的影响，所以此法必须慎用。在运用此法处理废弃钻井液时，需要考虑以下几个问题：（1）填埋物的化学含量；（2）填埋槽的深度和位置；（3）填埋物的含水量及条件；（4）填埋槽的渗漏或析出。

2.3.2土地耕作法。土地耕作法是将废钻井液除去上部水后，将钻井液池中的污泥和废渣直接撒到土壤表面，利用土地耕作机将其与土壤混合，利用土壤的净化特性，吸附、吸收和生物降解钻井液中的有毒组分，达到无害化处理的目的。

2.3.3固化法。 固化法是一种比其他处理废弃钻井液更便宜的方法，国际上在普遍应用。固化法是向废弃钻井液中加人固化剂，使其转化为土壤或胶结强度很大的固体。根据所用材料的种类，可分为水泥基固化、石灰基固化、水玻璃基固化和复合固化等多种方法。采用固结技术处理废弃钻井液具有材料运输量少、施工速度快、经济、处理效果好和处理量大等优點，还可利用废钻井液的固结修筑井场基础和道路，是油气田环境保护和工业废弃物处理的一条有效途径。固化法已经成为国内处理废弃钻井液的主要方法之一。试验结果：无害化处理后的废弃物有害成分COD，石油类、六价铬、总铬及pH值都有较大幅度的降低，符合国家环境保护标准的要求。无机固化剂具有原料易购、价格低廉、使用方便和固化效果好等优点。并在实验室形成了一套固化剂配方，所配制的固化剂对淡水基聚合物钻井液具有良好的固化效果。固化物具有较大的抗压强度；固化物的孔隙度为31%一43%，与土壤的孔隙度接近，浸出液pH值为7-8，能满足生物生长的要求。叶艳等结合中国石油塔里木油田公司现场荒漠作业环境实际，采用安定化固化法，先采用破胶技术破坏钻井液的稳定性，再用复合固着剂将钻井废液掺和、包容在惰性材料中形成微匣限反应环境，利用其封闭、稳定和化学凝固作用，实现污染物的长效治理。再利用结构剂改善固化体内部结构，缩短反应时间，增加整体抗压强度，以达到适应荒漠作业的目的。该方法在在塔里木油田公司东河1一H3 （ DH1-3H）井进行现场试验，经新疆自治区环境监测中心站取样检测，现场试验7d后的固化体浸出液各项指标检测结果可以达到国家GB8978一1996《污水综合排放标准》的二级标准。

2.4处理废弃钻井液的新方法

日本提出一种新的钻井废弃物处理技术—蒸发浓缩处理方法。该法采用真空蒸发分

离和旋流压缩等技术手段，在废弃物处理的化学药剂及方法上进行突破，研制了新型絮凝剂、污水处理剂、土壤改良剂和固体稳定剂等处理药剂。此外，对于钻井固体废弃物的现场处理装置进行改进，应用了真空蒸发分离装置和卧式旋流压缩装置等大型设备，并将其集成为一体化的废弃物处理装置，可以在钻井的同时对废弃钻井物进行处理。钟宇等提出对废弃钻井泥浆先破胶分离处理，然后再对分离后的固相物进行焚烧、制作烧结砖和免烧砖的工艺方法并进行了试验研究。其浸毒液也能达到GB8978一1996《污水综合排放标准》的一级标准，较好地满足了废弃泥浆的无害化处理和实现环境可持续发展的要求。

3 结束语

随着国家对环境保护的日益重视，越来越严格的环保标准将陆续出台。石油工作者也要转变思想观念，从污染物的末端治理技术开发转向生产全过程系统环境控制技术的研究。生产开发出绿色、无毒无害的环保型钻井液和新型钻井液处理工艺技术，从根本上解决废弃钻井液污染问题。

参考文献

1陈波，郑杰. 川西北地区废弃钻井液无害化处理技术及应用[J]. 内蒙古石油化工. 2010（17）

作者简介：蒋学彬（1974-），1998年毕业于江汉石油学院环境工程专业，硕士，高级工程师，

现在中国石油川庆钻探工程公司安检院从事油气田安全环保管理和科研工作。