钻井液的处理

1,钻井工程理论与技术学术报告-废弃钻井液的处理,2,前言,随着石油工业的快速发展,由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视.石油工业的全部过程(勘探、钻井、开发、储运和加工)在相应的条件下都会产生各种污染物(原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑),如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏.,3,废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一.据统计,钻一口30004000m的普通油气井,完井后废弃的钻井液接近300m3.根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果,我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约1200多万吨,其中1/2直接排放到周围环境中.近几年来世界各国迫于对能源的需求,导致钻井液的种类不断增加,添加剂及有毒有害成分也日益增多,使其组成极为复杂.然而随着世界各国对环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题.,4,1废弃钻井物的组成,1.1钻井液钻井液是主要的污染物。一部分是钻井过程中排放的多余或废钻井液;另一部分是地面循环系统盛放的和为了处理复杂情况储备的钻井液;再一部分是固井时水泥浆置换出的钻井液。三者约占总废弃物的70%左右,所含污染物主要是各种有害的钻井液处理剂和活性剂。,5,1.2废液各种作业产生的废液(如设备清洗),约占总废弃物的5%10%,主要污染物是油类。1.3钻屑钻屑主要为固体颗粒状,也有一部分以泥砂的形式混在钻井液中,约占总废弃物的20%,所含污染物主要是钻井液。,6,2废弃钻井液的危害,2.1污染地表水和地下水资源,而且由于钻井生产的流动性造成污染面积大、区域广;2.2各种重金属滞留于土壤,影响植物的生长和微生物的繁殖,同时因植物吸收而富集危害人畜的健康;,7,2.3过高的pH、高浓度的可溶性盐及石油类造成土壤板结,危害动植物的生长;2.4废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高,影响水生生物的正常生长.,8,3废弃钻井液的处理方法,3.1直接排放法此方法只限于那些低毒或无毒、易生物降解的钻井废弃液.如:水基钻井液、矿物油基钻井液(回收基液后剩余的废弃物)、合成基钻井液和钻屑等.,9,3.2循环使用法,有些废弃钻井液、废水等可直接或经简单的设备处理后循环使用.如从钻井液中分离出来的废水可用于清洗钻头,清洗钻头后的废水可以收集后再循环使用;生产水经过处理后再注入井内以平衡井内压力,也可用于重油的处理.大港油田将废弃钻井液与井下作业废液处理后产生的高盐浓水定期拉运至泥浆公司用于重新配置泥浆,产生的清水直接外输或回注,收集的原油可卸放至附近联合大站进行回收.这不仅对油田加强环境保护、实现清洁生产具有重要意义,而且能够变废为宝,成为油田打造循环经济的又一范本.,10,3.3分散处理法,由于绝大多数钻井液pH均在7以上,一般情况下多在7.510之间,钙处理钻井液甚至达到11以上.如此高pH的废弃钻井液集中堆放,必然导致该地区的土壤盐碱化.若在满足环境保护要求的条件下将其分散到酸性土壤中,既能中和土壤中的酸性使土壤得到改良,又能节省一定的处理费用.另外对少量的油基钻井液也可用分散法进行处理.,11,3.4破乳法,破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪切破乳、加热破乳、离心破乳等.现在应用较多的是化学法破乳,即向乳化含油钻井废水中投加破乳剂,通过化学作用,辅以其他分离方式,达到乳化液脱稳、破乳,实现油水分离的目的.而国内外采取的化学破乳方法主要有盐析法、酸碱法、凝聚法和混合法.但这些方法虽然使处理效果显著,但由于加入了化学添加剂,提高了成本,而且对环境也带来了新的影响.,12,3.5机械脱水法.,该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施,使废弃钻井液中的固液两相得以分离.但由于各油田产生的钻井液特性不同,单一的絮凝剂无法使各种性质的钻井液进行有效的固液分离,对于不同的废弃钻井液应使用不同的絮凝剂.,13,3.6填埋冷冻法,在比较寒冷的地方,可以把废弃钻井液和钻屑注入冻土层,将这些废弃物永久地冷冻在冻土层中,这样就不会发生迁移造成环境污染.该方法在适宜的区域处理钻井废弃物是很理想的.美国阿拉斯加州的北斜坡地区使用填满冷冻法,已经成功地将1908000m3钻井废弃物注入到609.6m深的地下冷冻层,并跟踪了它的潜在污染情况,结果发现非常理想.,14,4处理废弃钻井液技术的发展趋势,4.1开发环保型钻井液及其处理工艺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-吕生产开发出绿色!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,15,4.2优化升级固控系统提高固控效率,从经济角度分析,提高固控效率,既可减少钻井液稀释和废钻井液处理所用资金,又可有效地保护环境所以美国等发达国家在优化固控系统方面一直都是不遗余力其研发的Cameron液体再循环系统基本上能实现废弃钻井液零排放所以优化升级固控系统,提高固控效率,是处理废弃钻井液的有效途径和发展趋势,16,4.3统一处理废弃钻井液技术标准,因不同的废弃钻井液中污染物种类和质量浓度不同,采用的处理技术也不尽相同各油田都是根据其实际状况选择不同的处理方法这样不利于废弃钻井液处理行业的整体发展,而且造成了不必要的资源浪费所以统一国内处理废弃钻井液技术的行业标准是发展趋势,这样可以有效地降低处理成本,并且有利于新技术的推广与应用,17,4.4学习国外先进技术,由于美国等发达国家的环保要求苛刻,早在上世纪六十年代,这些国