钻井液环保性能的评价项目与分析方法的研究.ppt

中国石油安全环保技术研究院2010年5月19日 钻井液环保性能的评价项目与分析方法的研究 报告人 许毓 废弃钻井液的环境污染特征分析 钻井液是由水 土 加重材料 多种无机和有机的钻井液添加剂等组成的多分散体系 钻井液材料和添加剂最终都随着钻井液的废弃而废弃 与钻井时地层混入的钻屑 油 水等一起构成废弃钻井液 最终进入土壤 地表水 地下水和空气环境中造成环境污染 废弃钻井液的环境污染特征分析 废弃钻井液的主要污染物来源包括有机物 烃类 无机盐以及土粉 加重材料和钻屑等固体废物 表现的主要环境污染指标是高色度 高矿化度和高COD BOD等等 同时还有重金属污染和生物毒性以及有机物的残留等问题 对钻井液添加剂和体系的环境评价需要从重金属含量 烃类含量以及生物毒性和生物降解性等几个方面进行 废弃钻井液的环境污染特征分析 环保型钻井液的基本要求 不产生危险废物对人 畜无毒不抑制植物生长与发育污染物容易快速从环境中消除 生态影响小因此 需要从源头控制污染物的产生控制钻井液添加剂的环境影响 国内外相关标准分析 水环境质量标准GB3838 2002地表水环境质量标准GB T14848 1993地下水质量标准GB5084 92农田灌溉水质标准GB11607 89渔业水质标准GB12941 91景观娱乐用水水质标准GB3097 1997海水水质标准土壤环境质量标准GB15618 1995土壤环境质量标准 国内外相关标准分析 水污染物排放控制标准GB8978 1996 污水综合排放标准 GB4914 85 海洋石油开发工业含油污水排放标准 GB18486 2001 污水海洋处置工程污染控制标准 国内外相关标准分析 2 与固体废物相关的污染控制标准GB5085 1 3 1996 危险废物浸出毒性鉴别标准 GB18597 2001 危险废物贮存污染控制标准 GB18598 2001 危险废物填埋污染控制标准 GB18484 2000 危险废物焚烧控制标准 GB18599 2001 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB8173 87 农用粉煤灰中污染物控制标准 GB4284 84 农用污泥中污染物控制标准 国内外相关标准分析 3 国家四项海洋标准GB18420 1 2001 海洋石油勘探开发污染物生物毒性分级 GB T18420 2 2001 海洋石油勘探开发污染物生物毒性检验方法 GB18421 2001 海洋生物质量 GB18668 2002 海洋沉积物质量 国外污染物排放控制标准现状 国际和国外组织 如ISO API 在其石油天然气开采业标准体系中 都含有环境保护专业的标准 包括大量的单项标准 API标准中约有15 的标准为专项环保标准 另外约20 的标准涉及到污染预防与控制 国际上大部分国家都有系统的石油天然气开采污染物排放控制标准 如美国 英国 加拿大 尼日利亚等 这些标准在制订过程中 由于有石油公司的广泛参与 标准主要是基于最佳实用技术而制订的 具有显著的行业特点和地区特点 有些还有明确的工艺技术要求 便于执行 检查和评估 环境影响评价指标和检测方法 主要参考标准及规范 土壤环境质量标准 危险废物鉴别标准 一般工业固体废弃物的贮存与填埋污染物控制指标 农用污泥中污染物控制标准 农用粉煤灰污染物控制标准 污水综合排放标准 美国 英国 加拿大和澳大利亚等国外钻井废物管理规定和管理指南 环境影响评价指标和检测方法 提出的清洁无害化钻井液体系环境影响评价指标分为5类9项目指标pH值生物毒性重金属含量 镉 汞 铬 铅 砷 总烃生物降解性在严格的环境污染控制要求中 通常还要求控制氯离子 矿化度等无机盐污染 考虑塔里木油田地区环境情况 地层水水质情况和国内现有钻井液技术水平 在这次标准研究中暂时不予考虑 生物毒性评价 对钻井废物生物毒性检验常用方法糠虾 海虾 试验法美国EPA和API推荐GB18420 1 2001 海洋石油勘探开发污染物生物毒性分级 和GB T18420 2 2001 海洋石油勘探开发污染物生物毒性检验方法 采纳发光细菌法美国MicrotoxTM方法中国石油天然气股份公司组织的 油田化学品 钻井废物毒性评价方法和分级标准 推荐 发光细菌法比糠虾等试验法相比更灵敏检测精度更高检测时间短成本低本项目研究中采用股份公司推荐的发光细菌法进行生物毒性评价检测的取样 制样和测试程序均采用该标准进行 生物降解性 有机物生物降解性的方法分类目标物质浓度变化BOD COD比值评定方法BOD5 CODCr的比值评定法BOD THOD的比值评定法TOC和TOD的评定法三角瓶静培养筛选技术评定方法生化呼吸线评定方法利用脱氢酶活性的测定和三磷酸腺苷 ATP 量的测定 OECD和ISO常采用BOD COD方法OECD301系列OECD302系列ISO系列分好氧生物降解和厌氧生物降解准确可靠耗时长 28d 77d 操作繁琐成本高污水处理常用BOD5 CODCr比值法本研究采用BOD5 CODCr比值法操作简便监测仪器和方法普及 重金属影响评价 参考标准GB15618 1995 土壤环境质量标准 GB8978 1996 污水综合排放标准 第一类污染物加拿大钻井废物管理指南EU50选择的重金属评价项目共5项镉 汞 铅 铬 砷 重金属含量分析方法 总烃 参考标准GB4284 84 农用污泥中污染物控制标准 GB8978 1996 污水综合排放标准 分析方法GB T16488 1996 水质石油类和动植物油的测定红外光度法 pH值 参考标准GB3838 2002地表水环境质量标准GB T14848 1993地下水质量标准GB15618 1995土壤环境质量标准GB5085 2 1996 危险废物毒性鉴别腐蚀性鉴别 GB8978 1996 污水综合排放标准 检验方法GB15555 12 1996 危险废物毒性腐蚀性测定玻璃电极法 环境评价监测方法中的样品预处理 钻井液体系按固体废物的浸出毒性方法进行添加剂在推荐的添加剂使用浓度下 将添加剂先配制到评价基浆中 再按钻井液体系的环境影响评价方法进行 环境影响评价指标标准 重金属含量评价标准 生物毒性评价标准 生物降解性评价标准 烃类和pH值评价标准 常用钻井液处理剂的环保性能综合分析评价 应用提出的评价项目和分析方法 取样检测了44个钻井液添加剂中 2个样品 PSC SMT 的总铬含量超标 其余指标和其余样品的重金属含量均在拟定的环境评价标准之内 2个样品为微毒 其余均为无毒 35个有机样品中 8个难生物降解 11个较易生物降解 16个易生物降解 常用钻井液体系的环保性能综合评价 按 土壤质量标准 规定的取样方法 取得5个现场钻井液样品 按前文确定的检测方法分别检测样品的重金属含量 pH值 总烃 生物毒性和生物降解性 根据检测结果验证所确定的钻井液体系评价标准值 并进行钻井液体系的环保性能综合评价 钻井液样品的重金属含量检测结果 重金属含量均在标准值以内 钻井液的pH值 总烃和生物毒性检则结果 所取5个钻井液样品pH值在8 03 10 47之间 总烃在3589 9572mg kg之间 3个样品的生物毒性为微