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废弃泥浆不落地处理技术探讨

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：秦永锋

[导读] 摘要：随着国家的发展，人们的安全环保意识不断增强，油田提出钻井泥浆不落地的要求，在钻井中，必须严格按照安全环保对泥浆排放的有关规定和工程技术对泥浆性能的要求进行作业。

        中石化中原石油工程有限公司钻井三公司河南省濮阳市 457001
        摘要：随着国家的发展，人们的安全环保意识不断增强，油田提出钻井泥浆不落地的要求，在钻井中，必须严格按照安全环保对泥浆排放的有关规定和工程技术对泥浆性能的要求进行作业。
        关键词：废弃泥浆；不落地处理技术
        引言
        在传统工艺中，单井钻井施工现场需要挖沉沙坑、排污坑、泥浆循环沟，挖完的沉沙坑、排污坑、泥浆循环沟都需要铺垫泥浆防渗布。钻井施工过程中产生的大量废弃泥浆进入排污坑、排污坑缓存，通过罐车将废弃泥浆运输至集中处理坑，然后待集中坑装满后对集中坑进行加药固化处理，井场沉沙坑、排污坑、泥浆循环沟分别进行覆土回填。
        1泥浆不落地处理工艺
        1.1工作装置
        泥浆不落地处理设备,主要包括:初级固液分离撬、二级固液分离撬、泥浆贮存撬、泥浆处理撬、压滤装置撬、加药装置撬、套装水箱撬、固料贮槽、泥饼贮槽及传输装置。
        1.2工艺流程
        泥浆液进入初级固液分离撬前仓，通过搅拌器搅拌，将泥浆液搅拌均匀，再由渣浆泵将泥浆液送给振动除砂器除去大砂粒，含小颗粒泥砂的泥浆进入初级固液分离撬后仓,大颗粒砂分离出来后送至泥浆贮存撬，泥浆进入二级固液分离撬，由二级固液分离撬输送到井眼内循环使用。初级固液分离撬后仓中含小颗粒沙的泥浆液经搅拌器搅拌,由渣浆泵输送给二级固液分离撬中的除泥除砂器，再次除泥砂，泥砂进入泥浆贮存撬，除泥沙后泥浆进入二级固液分离撬，二级固液分离撬中泥浆由另一台离心机根据需要将泥浆中多余的泥再次分离出来并送至泥浆贮存撬。泥浆贮存撬里的泥砂液经搅拌输送到泥浆处理撬，通过加药装置撬加药进行处理,处理好的泥浆输送到压滤装置撬进行压滤，压滤装置撬将压滤后的砂颗粒和泥饼输送到固料、泥饼贮槽。压滤后的清水输送到套装水箱撬,套装水箱撬中的清水随时根据需要输送到各泥浆处理撬或其它地方。随着钻井进度的深入根据需要投加重晶石粉及所需药剂。
        1.3技术优点
        （1）钻井现场无须再挖泥浆坑、排污坑和泥浆循环沟；（2）无须使用防渗布；（3）无须征地挖集中处理坑；（4）处理后的清水可循环使用，节约资源。
        2钻井废弃泥浆不落地处理技术分析
        钻井废弃泥浆不落地处理技术是采用物理手段和化学手段的有机结合，让废弃泥浆在两者的作用下进行有效分离，使其以新的形态展现，即岩屑、泥饼、水。通过一定的技术手段将形成的岩屑和泥饼处理成符合排放标准的物质；分离之后产生的水内含有一定的毒性成分，可以通过真空吸附或者离心的方式将水内的有害物质转化成泥饼的形式之后进行分离，剩余的水经过物理手段处理之后可以达到再次使用的标准，实现循环使用的目的。这项技术实现对废弃泥浆的彻底处理，使其不具备对环境的威胁能力，处理效果较于传统处理方式有很大优势。因这项技术在实际应用中表现出资金成本投入较高的趋势，为此，该项技术的应用在很大程度上受到资金能力的限制。由于国家对可持续发展政策和环境保护工作都表现出了高度的重视，因此，钻井废弃泥浆不落地处理技术还是有很好的发展前景。特别是在我国颁发的环境保护条例中，对于环保问题的监督和防治提出了更高的要求，同时也加强了对应的执法力度，已经有部分地区明确指出不能使用现场掩埋方式进行废弃泥浆处理，这就形成了对传统处理方式的约束力，为钻井废弃泥浆不落地处理技术提供了很好的发展环境。

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        3钻井废弃泥浆废渣废水后期处理的现状
        3.1目前国内处理的主要方法
        首先，降低钻井液的体积，其主要通过应用钻井液全封闭系统和提升钻井液的抑制能力两种方式实现，前者将化学加药装置、水力旋流清洁器和离心机构成的体积控制装配系统和常规固控设备结合应用是此系统的突出特点，其在应用的过程中直接将絮凝剂向系统中注入，使其含有的悬浮结构以絮凝状存在，并在化学处理后直接完成固液分离，在此项技术处理后，废弃泥浆中超过80%的固相物质得到去除，而且稀释用水量只需要传统技术的一半左右，在处理的过程中无液体外派，脱出干固体对环境不会造成污染，所以在处理后所得的废渣、废水可以直接就地处理，例如法国的撬装闭路式污水处理装置等[2]。后者可以使分散体系中的钻屑分散性能得到有效的控制，进而使钻井液中固相含量在原有程度上明显缩减，这对降低钻井液的体积也具有明显的效果。除上述方法外，现阶段人们对固控设备使用效率的优化，在降低钻井液体积方法也发挥了较理想的作用。其次，降低钻井液的毒性，现阶段人们为控制钻井废泥浆废渣废水对环境的污染，尝试应用毒性较小、处理难度较低的钻井液处理剂对钻井废泥浆进行处理，例如现阶段日本研发的钻井废弃物无害化处理的专用化学药剂等，并通过糠虾对水环境中有毒物质的敏感性，对废泥浆中是否存在有毒物质进行检测，这对石油生产与环境的协调发展具有积极作用，可见现阶段在钻井废弃泥浆废渣废水处理过程中，物理、化学、生物的相关方法得到了结合应用。
        3.2目前钻井废弃泥浆废渣废水后期处理的成果
        首先，现阶段钻井废弃泥浆的处理已经达到了泥浆“不落地”的效果，使废弃泥浆就地固化填埋存在的污染风险得到有效的规避，传统的泥浆坑被消除，即使台风暴雨时节也不必担心泥浆坑废弃泥浆外溢造成的环境污染问题；其次，泥浆池的消除，使钻井个体的占地面积平均缩减近2亩，这对缩减石油企业的用地成本具有积极作用；再次，现阶段废弃泥将处理技术与免烧砖技术的结合应用，对石油企业的废弃资源利用推动作用明显，而且在现有处理技术的作用下，废弃泥浆中的含有有害物质的水分可以达到钻井浅层回用的要求，这对提升水资源的利用率具有积极作用，据资料显示，目前每口钻井可实现节约用水500方以上。除此之外，现阶段应用的钻井废弃泥浆废渣废水处理方法可操作性强，对扩大应用范围也具有明显效果。钻井废弃泥浆废渣废水后期处理的根本目标是实现废弃泥浆不落地的零排放，可见现有处理技术的应用对此目标的实现起到了推动作用。
        4泥浆不落地设备改进创新思路
        4.1固控系统改进思路
        总结前期在固控系统改造上所作的工作以及现场试验存在的问题，发现目前急需解决的是“如何解决清罐”和“如何控制泥浆固相含量”两个主要问题。针对这两个问题，重新思考，将“如何清罐”转变为“如何处理”，就是不让罐仓内泥砂沉积，将有害固相含量最大限度的处理掉。为达到这个目的，分别从两方面进行改进：（1）固控设备选型。选择一款处理量大、处理固相颗粒范围广的固控设备。（2）固控系统流程改进。通过泥浆罐流程设计让泥浆在一、二级固控处理之间停留时间尽可能短，不给泥砂沉淀的时间。
        4.2井口提升泵和岩屑装运改进思路
        （1）井口提升泵是否可选其他类型不破损岩屑的泵替换立式砂泵。（2）岩屑装运是否可参考传送带形式实现自动装车运输，节省挖掘机的费用。
        结语
        在对钻井废弃泥浆不落地无害化处理技术在实际开采企业中的应用进行分析之后可以发现，该项技术虽然需要投入成本较高，但是在处理效果和对环境的保护作用上都具有明显优势，对于废弃泥浆的处理也更加彻底，相对于传统的处理技术而言更加适应我国的可持续发展政策，以及对环境保护的要求。为此，相关企业需要不断加深对该项技术的研究工作，形成一套合理处理废弃泥浆的系统，为环保做出贡献。
        参考文献
        [1]高虹,房殿军,程启生,等.吉林油田废钻井液不落地技术研究与探讨[J].油气田环境保护,2020,25(2).
        [2]曾志伟.钻井泥浆不落地无害化环保处理现状分析及思考[J].工程技术:全文版,2019(8).
        [3]杨涛.钻井废弃泥浆不落地无害化处理技术的研究[J].化工管理,2019(9).
        [4]杜慧.油气田钻井泥浆不落地废渣道路应用可行性分析[J].技术研究,2019(12).
        [5]高虹,房殿军,程启生,等.吉林油田废钻井液不落地技术研究与探讨[J].油气田环境保护,2019,25(2).
        [6]曾志伟.钻井泥浆不落地无害化环保处理现状分析及思考[J].工程技术:全文版,2019(8)