钻井废弃物处理

1、 钻井废弃物处理钻井废弃物处理 Drilling Waste Management 苗会锋2021-10-22122021-10-22目录目录一一、钻井液的概念、钻井液的概念四四、国内外发展现状、国内外发展现状 二、钻井废弃二、钻井废弃物物1. 钻井液循环流程钻井液循环流程2. 钻井钻井液的概念、作用液的概念、作用3. 钻井钻井液的分类液的分类 1. 钻井废弃物的概念钻井废弃物的概念2. 钻钻井废弃物的类型井废弃物的类型3. 钻钻井废弃物的危害井废弃物的危害4. 钻钻井废弃物的特点井废弃物的特点三三、钻井废弃钻井废弃物处理物处理1. 钻井废弃物的概念钻井废弃物的概念2. 钻钻井废弃物的技术介绍

2、井废弃物的技术介绍3. 处理效果对比处理效果对比4. 钻井废弃物处理的意义钻井废弃物处理的意义32021-10-22一一、钻井液的概念、钻井液的概念 The concept of drilling fluids42021-10-221.1 钻井液循环流程钻井液循环流程 钻井液（俗称泥浆，是钻井的“血液”）是钻井过程中必不可少的流体。 许多钻井废弃物是和钻井液息息相关的。52021-10-221.2 钻井液的概念钻井液的概念&作用作用 钻井液材料：造浆材料、加重材料、降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、降粘剂、絮凝剂、润滑剂、杀菌剂、消泡剂、解卡剂、缓蚀剂、抗温剂、堵漏剂等。 钻井液是指油气钻

3、井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。 钻井液的主要功能包括：钻井液的主要功能包括： （1）清洁井底，携带岩屑 钻屑62021-10-221.2 钻井液的作用钻井液的作用（2）平衡（控制）地层压力（3）润滑和冷却钻头 72021-10-221.2 钻井液的作用钻井液的作用（4）传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率 （5）在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁 .82021-10-221.3 钻井液的类型钻井液的类型按介质可分为：水基钻井液（Water-base mud）WBM油基钻井液（Oil-base mud） OBM气体钻井液 （Gas-base mud） GBM在中国，陆地

4、陆地：主要以水基泥浆为主，在部分地区复杂的深井 区块有油基泥浆的使用。海洋海洋：以水基泥浆和油基泥浆为主。气体钻井液（空气、氮气）作为钻井液，应用并不广泛。92021-10-22 二二、钻井废弃、钻井废弃物的物的概念概念 The concept of drilling waste102021-10-222.1 钻井废弃物钻井废弃物的的定义定义 钻井废弃物是石油勘探开发钻井过程中遗留下来的最大量的废弃物污染物，主要为由加重材料、粘土、各种化学处理剂、污油、污水及钻屑等组成的多项稳态胶体悬浮体系，危害环境的主要成分是盐类、烃类、磺酸盐、各种聚合物，这些因素使得钻井废弃物的成分极为复杂，各项污染指标

5、均严重超标。 112021-10-222.2 钻井废弃物钻井废弃物的的类型类型 钻井废弃物是指在钻井生产过程中产生的（1）过剩的(或废弃的)钻井泥浆（2）钻井废液（3）钻屑 122021-10-222.2 钻钻井废弃物井废弃物的的类型类型a. 废弃的钻井泥浆废弃的钻井泥浆 废弃钻井泥浆主要是由粘土、钻屑、有机物、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液，pH值较高，大部分都要大于9。其中构成废弃物污染源的主要物质是各种类型的化学添加剂。132021-10-22b. 废液废液 在油田的勘探和开发过程中产生，产生废液的来源很多：（1）清洗液（由各作业设备的）（2）井液（完井液、洗井液、固井液）（

6、3）污水(雨水冲洗井场携带部分泥浆及油类物质而形成 的)等组成的废液 2.2 钻井废弃物钻井废弃物的的类型类型142021-10-22b. 废液废液其有害物质主要是油类物质，也有少量的有机处理剂、重金属及碱类物质等，其COD值也较高会危及农作物的生长，不能直接排放。 COD(mg/L)值越大，则水体污染越严重（值越高）。 2.2 钻钻井废弃物井废弃物的的类型类型152021-10-22c. 钻屑钻屑 在钻井过程中，泥浆循环于钻头中润滑钻头的同时也把钻屑携带到地 面。钻屑多为固体颗粒状，钻屑都被泥浆所包裹，即钻屑会携带大量的泥浆，所含污染物存在环境污染隐患，不能直接排放和任意堆放。 2.2 钻钻

7、井废弃物井废弃物的的类型类型162021-10-22 随着我国石油勘探开发的飞速发展，技术不断进步所带来的产量的增长，以及在钻井过程中添加的化学物质不断增加，石油生产平台中钻井作业所产生的有害废弃物和数量不断增加。 2.3 钻井废弃物钻井废弃物的的危害危害 这些废弃物大多直接排放至海洋中或者运回陆地进行直接深埋，成为海洋和土地污染的重要污染源，对生态环境造成严重的影响。 172021-10-22 在石油勘探和生产过程中，井场上会留下大量的废弃钻井液和钻屑。这些废弃物存留于井场储存池，随着储存池的渗漏、溢出、淹没等，可能会对地下水和地表水产生不良影响，并危及周围的生态环境，甚至可能造成污染事故。

8、特别在环境敏感地区，会危及人们的健康和生命，因此，对钻井完井废弃物的处理是非常必要的。 钻井废弃物处理时长期困扰油田的环保难题。2.3 钻井废弃物钻井废弃物的的危害危害182021-10-22 2011年，渤海康菲石油PL19-3油田发生溢油事故，此次事故时海底地层裂缝溢油。此次溢油事故是我国最严重的海洋环境生态事故，溢油事故导致5500平方公里海面收到严重污染，直接危及到生物群种，并通过食物链影响到近海动植物及人类的安全。2.3 钻井废弃物钻井废弃物的的危害危害192021-10-22例如： 含油钻屑排放入海，会对海洋环境会造成严重危害，也会对海洋生物构成严重的威胁。 如果排放在陆地，对土壤

9、、植物生长会产生很大的影响。2.3 钻井废弃物钻井废弃物的危害的危害202021-10-22a. 数量多，增长快数量多，增长快 石油勘探行业的高速发展是钻井废弃物高速增长的主要原因。同时钻井废弃物的数量也在随着石油产量的增加而迅速增多。 以中海油管辖的钻井平台为例，钻一口井深3000米的井，需要使用上千方 的钻井液，产生的钻屑达200-300m3，而中海油目前拥有的钻井平台数百座，加上中国陆地就有1000多部钻机在作业，可 见产生的废弃物数量巨大。2.4 钻井废弃物的特点钻井废弃物的特点212021-10-22b.钻井废弃物严重污染环钻井废弃物严重污染环境境2.4 钻钻井废弃物的特点井废弃物的

10、特点c.资源可利用性资源可利用性 钻井废弃物中有一部分固态废弃物可再生利用，称为再生资源。这些固态钻 井废弃物在经过以下处理后可以作为建筑材料的原料。例如岩屑在固化处理后，可铺路。222021-10-22三三、钻井废弃钻井废弃物处理的概念物处理的概念 The concept of DWM232021-10-223.1 钻钻井废弃物处理的概念井废弃物处理的概念钻井废弃物处理钻井废弃物处理：就是将钻井工程产生的废弃泥浆、岩屑及废液经过一定工艺的处理，回收有用的部分，使其余达到排放的标准。 钻井废弃钻井废弃物物处理处理技技术描术描述述 钻井废弃物处理 step1是从钻井泥浆中分离固相、岩屑，一旦钻井

11、废弃物中的固相和液相被分离，作业公司可以采用一些列的技术来处理这些废弃物。对于某些情况，钻井废弃物在最终的处理之前，可以先进行固化。这些处理技术可以分为三个主要阶段： 1. 废弃物最小化 2. 循环利用 3.处理。242021-10-22 3.2 Introduction (DWM Technology) Step 1 Waste MinimizationPractices that can reduce volumes or impacts of wastes Drilling practices that minimize generation of drilling fluid. Dir

12、ectional drilling Drilling smaller diameter holes Drilling techniques that use less drilling fluid Using muds and additives with lower environmental impacts Synthetic-based muds New drilling fluid systems Alternate weighting agents252021-10-22Step 2 Recycle/ReusePractices that find another use for d

13、rilling wastes Beneficial reuse of drilling wastes Recycling muds Road spreading Reuse of cuttings for construction purposes Restoration of wetlands using cuttings Use of oily cuttings as fuel 3.2 Introduction (DWM Technology) 262021-10-22Step 3 DisposalPractices to get rid of drilling wastes Onsite

14、 burial ( pits, landfills ) Land application landfarming landspreading Bioremediation composting bioreactors vermiculture 3.2 Introduction (DWM Technology) 272021-10-22 Discharge to ocean Offsite disposal to commercial facilities Slurry injection Salt caverns Thermal treatment Tncineration Thermal d

15、esorption 3.2 Introduction (DWM Technology) 282021-10-223.3 处理效果对比处理效果对比上图为废液处理效果对比NTU=500NTU=2292021-10-223.3 处理效果对比处理效果对比下图为热处理前后的岩屑 Before treatment After treatment302021-10-223.4 钻井废弃物处理钻井废弃物处理的的意义意义1. 节约钻井成本 回收的油、水可以重复利用。2. 保护生态环境 3. 资源得到合理的利用312021-10-22 四、四、国内国内外发展现外发展现状状 The development of D

16、WM overseas and domestic322021-10-22 在欧美发达国家，有健全的法律法规来保护环境，对油田钻井产生的废弃物有相应健全的治理措施。 据统计，美国钻井废弃物中的38%回注处理，19%回收再利用，15%集中处理，11%自然蒸发，5%土壤分散处理，2.5%道路分散处理，0.4%热处理，0.4%的随市政或工业垃圾填埋，9%采用其他方式处理，如现场回填。选用任何处理方式处理废弃物，应根据区域的环境敏感性级别及钻井废弃物类型来选择。4.1 国国外管理现外管理现状状332021-10-224.2 国国外外管管理原则理原则国外钻井废弃物管理原则国外钻井废弃物管理原则 发达国家要

17、求对钻井废弃物实现“零排放”（zero-discharge）, 从源头上减少到最终处理进行严格处理。 国外对于钻井废弃物的管理始终坚持废弃物处理数量最少化、毒性最小化的管理原则，称为“4R”原则，即 源头减少（Reduce） 再利用（Reuse) 再循环（Recycle） 再回收（Recovery） 342021-10-22 4.3一一体化废弃体化废弃物物处理处理体体系系(Integrated waste management system)为了获得最佳的处理效果，为了获得最佳的处理效果，“IWMS”是最好的技术处理方案是最好的技术处理方案352021-10-22 在中国，前些年由于体制和相关

18、的法律法规滞后的原因，对油田环境保护意识淡薄，对油田环境的保护没有受到重视。导致油田对产生的钻井废弃物任意排放或掩埋。 随着能源行业的发展，环境问题的日益突出，对国内出现的一些列环境问题开始受到重视，并逐步出台了相应的法律法规，包括对油田环境保护，像海洋、绿洲、沙漠等区域。 例如，例如，在中国渤海，钻井产生的油基岩屑必须经过处理运回陆地或直接运回陆地处理，不能排海。 在四川壳牌的气井钻探中，使用的是油基泥浆，产生的岩屑、废水等都要集中处理，禁止任意排放。 4.4 国内现状国内现状362021-10-22 随着相应的政策要求，目前，各大油田对出现的钻井废弃物 需要处理（ CIPPE2013北京）。但是国内做废弃物服务工程几乎是一片空白，只有个别的外资企业，在外资海洋钻井中会使用到，而在陆地的本土石油企业，由于外企费用高的原因（M-I S