油基岩屑脱油处理技术对比

＊余明炎

（中海油田服务股份有限公司油田化学事业部 广东 518000）

引言

在油气田实际生产中，钻进过程中使用油基钻井液，这样就必然会导致油基岩屑的产生。为了避免油基岩屑对环境的污染，就需要采用合适的方法和技术来对油基岩屑实施脱油处理。下文主要对常温萃取技术、热脱附技术、回转窑协同技术在油基岩屑脱油处理中的应用进行了探讨，旨在进一步明确这些脱油处理技术在成本、环保以及效益方面的区别，使工作人员能够根据实际生产来选择最为合适的脱油处理技术。

1.油基岩屑常见的脱油处理技术及其应用

(1)常温萃取技术

在油基岩屑脱油处理过程中，常温萃取技术的基本原理如下：在常温常压环境下选择使用合适的溶剂，来对油基岩屑固相界面的特性进行改变，从而使油基钻井液与岩屑进行有效分离。常温萃取技术在对油基岩屑进行脱油处理时，首先将油基岩屑送入到萃取分离装置中，之后向其中添加适量的萃取剂，等到待处理物质的固相界面特性发生变化之后，油基钻井液与其它固体物质就实现了物理性质上的分离；之后液相部分转移到精制装置中，并对液相部分进行处理，在达到相关标准之后实现回用；固相部分被输送到烘干装置中进行烘干，并确保固相残渣中的含油量低于1%；与此同时，采用间接加入的方式，能够使萃取剂转变为气相状态，并使其经由冷凝回收装置实现回收，这样在整个密闭的空间内就能够实现萃取剂的循环使用。

某油气田在生产过程中使用常温萃取技术来对油基岩屑进行脱硫处理，已经累积处理油基岩屑总量超过3万吨，同时经过具有资质的第三方检测中心对处理后的固相产物进行测定，结果表明固相残渣含油率已经位于1%以下，排放后对环境不具备危害性。工作实践已经充分表明，常温萃取技术在油基岩屑脱油处理中的应用不但已经达到了较好的处理水平，同时处理过程不会产生废水、废气等二次污染性物质，因此，该技术具有非常优秀的环保特性。

(2)热脱附技术

热脱附技术在油基岩屑处理过程中最为重要的装置就是摩擦式热脱附分离设备。在该装置中，油基岩屑通过摩擦，使环境温度上升，油基钻井液在高温下发生加热，并转变为气相，气相物质经由冷凝装置进行冷凝分离，这样就实现了油基钻井液与固相物质相分离的目的。

在热脱附技术实际使用过程中，摩擦生热主要通过装置中的研磨棒与油基岩屑剧烈摩擦所形成的，最终可以使其温度上升到230℃～350℃，在这一温度环境下，烃类物质会发生挥发，但是并不会发生化学变化。这样，油基岩屑中的油基钻井液以及水分就会蒸发变为气相，并经由混合蒸汽孔在负压的带动下流入冷凝分离装置，冷凝分离后就能够实现液相物质的回收与再利用；固相残渣从卸料口进行排出。热脱附技术在实际应用之后，其终产物固相残渣经过检测，固相残渣中的含油率低于1%，且能够实现部分油基钻井液的回收。

(3)回转窑煅烧瓦斯灰协同处理

该技术在油基岩屑脱油处理实际应用过程中，需要使用燃料。油基岩屑在回转窑中被高温焚烧，其中含有的金属元素会发生氧化还原反应，并通过烟道，在烟道中被氧化，之后随着烟气从回转窑中留出进入沉降室，在沉降室中粗颗粒物质与粉尘物质被分离出去。具体的处理过程如下：

工作人员把需要处理的油基岩屑、瓦斯灰按照既定的比例进行混合，并将混合物输送到回转窑内，并且混合物随着窑体的转动，逐渐向着窑口进行转移，在此过程中，混合物在1100℃～1400℃高温环境下，与其中的金属发生氧化还原反应，并进入烟气中，之后烟气流入沉降室中，颗粒性物质以及粉尘在沉降室中发生沉降，并实现分离。从沉淀室上的两个导管向冷却系统导入沉淀室的烟道气和粉尘（含产品氧化锌和重金属元素）。冷却后，不同的烟尘内容物会进入不同的捕集系统，在袋内进行气固分离，回收产品，最后，在脱硫塔除去SO2后，通过磁分离将银、铁、碳渣、铬等物质进行分离。剩下的钢渣主要是以煤和石油为基础的岩屑焚烧渣，可以作为水泥制造的辅助材料被水泥工厂所使用。含有金属成分的灰可以回收其中含有的重金属。

该技术在国家级示范区使用之后，完成了对1万多吨油基岩屑的处理。通过回转窑煅烧瓦斯灰协同处理技术对油基岩屑进行处理之后，在设定的过程条件下，尾气由本地环境保护部监视，满足工业排放大气污染物排放标准，也符合当前的环保标准。

2.三种脱油处理技术对比分析

对于油气田实际生产来讲，油基岩屑是非常常见的一种副产物，并且随着油气田的开发，油基岩屑产量也会不断提升。因此，在油基岩屑处理过程中，选择一种成本较低、适应性好、综合效益较高的脱油处理工艺就显得尤为关键。本研究中以单井处理600t油基岩屑为例，分析了上述三种油基岩屑脱油处理工艺的先进性与综合效益。

(1)综合成本对比

①设备费

常温萃取、热脱附以及回转窑协同工艺对油基岩屑进行脱油处理都需要用到相关的机械设备，其中常温萃取工艺所需要的设备以及建设处理场所所需要的投入为4000万元，热脱附工艺所需要的设备以及建设处理场地所需要的投入为2000万元，回转窑协同工艺所需要的设备以及建设处理场地所需要的投入费用为4000万元；选择使用这三种技术对油基岩屑进行脱油处理，其每天的处理量为200t、80t以及100t，所以采用这三种工艺处理完成600t油基岩屑所消耗的时间为3天、7.5天以及6天。因此，按照5年进行计算，能够得出这三种工艺的设备折旧费分别为6.58万元、8.22万元、13.15万元。

②药剂费

萃取药剂计2万元/m3，每处理1吨油基岩屑损耗5%，则药剂损耗0.1万元。

③能耗

萃取技术总装机功率800kW，实际运行功率500kW，设备使用网电（计1元/度）；锅炉2台（规格分别为2t/h、3t/h），折合处理1吨油基岩屑用天然气50m3，600t需3万立方米天然气计3元/m3，则能耗12.6万立方米；热脱附设备与回转窑煅烧瓦斯灰协同利用设备实际运行功率分别为250kW、400kW，则处理600吨油基岩屑能耗分别为4.5万元、5.76万元。

④人工费

在油基岩屑处理中，工作人员的成本按照500元/天进行计算，常温萃取工艺、热脱附工艺以及回转窑工艺所需要的工作人员数量分别为8人、6人以及12人，通过计算能够得知三种工艺所需要的人力成本为1.2万元、2.25万元、3.6万元。常温萃取工艺所需要的人工成本最低。

⑤回收价值

这三种工艺对油基岩屑进行处理后，固相残渣都能够在建材领域实现再利用，而常温萃取工艺能够实现钻井液的回收率为10%，热脱附技术的钻井液回收率也能达到10%，按照目前市场上油基钻井液的价格4000元/吨计，价值约为24万元，而回转窑工艺无法实现油基钻井液的液相回收。

因此，通过分析和计算能够得知，仅液相回收部分，萃取技术与热脱附技术能够产生的效益明显高于回转窑工艺。

(2)技术先进性及社会效益对比

①技术原理

常温萃取工艺的使用条件为常温常压环境，热脱附工艺需要使用摩擦棒与油基岩屑剧烈摩擦生成热量来推动反应的进行；回转窑工艺需要用到燃料，利用高温来实现有机物质的分解。

②技术先进性

常温萃取工艺目前已经实现模块化作业，其适应性较好，设备运行风险相对较低；热脱附工艺非常简单，且设备能够随着需求进行转移；回转窑协同工艺需要用到瓦斯灰，其炉渣能够用到建材领域。

③社会环境效应

常温萃取工艺处理油基岩屑不会产生新的污染性物质，并且经过处理之后其固相产物的含油率低于1%，符合当前的处理标准和要求；热脱附修复周期短、能有效防止二次污染，处理后油基岩屑含油率小于1%，可按政策用于建材原料，回收基础油可回收利用；回转窑煅烧瓦斯灰协同利用焚烧后的炉渣可做水泥为原料，实现资源化利用。

3.结语

通过上述分析能够得知，在油基岩屑脱油处理过程中，常温萃取技术、热脱附技术以及回转窑协同技术等技术都已经发展的较为成熟，能够满足当前对油基岩屑脱油处理的基本要求。通过对三种技术进行比较发现，热脱附技术初始投入的成本最低，常温萃取技术初始投入成本最高，但是成本之间的差异会随着油基岩屑脱油处理量的增加而逐渐缩减。常温萃取技术与热脱附技术的环保性与安全性都比较好，能够对处理之后残渣中的含油率进行非常好的控制，并且固体残渣能够运用在建材领域，实现废物的资源化利用。