钻井水基泥浆废弃物固相再利用工艺

　　1 引言 

　　钻井水基泥浆废弃物固相是指水基泥浆首先经过破胶脱 稳后，再经过压滤设备压滤后的泥饼土等固体产出物。其浸 出液个别井位会出现有一种或多种GB 8978―1996《污水综合 排放标准》中所规定的一类污染物或二类污染物超标，个别并 伴有臭味。若直接和自然环境接触会对土壤、水体和植被造 成污染，同时钻井水基泥浆废弃物固相的储存也占用了大量 的土地，造成了很大的环保隐患，因此无论从环境保护还是从 经济角度考虑，都应该对钻井水基泥浆废弃物固相进行无害 清洁化处理。

　　2 钻井水基泥浆无害化处理 

　　废弃水基泥浆组成复杂，其中主要的体系有分散钻井液、 钙处理钻井液、盐水钻井液、聚合物钻井液、正电胶钻井液和 抗高温深井水基钻井液。由于废弃水基泥浆稳定性高，固液 分离难度大，脱出水中的污染物浓度大，受井场水、电、场地等 环境条件限制，对废弃水基泥浆钻井液的处理装置的要求体 积要小，处理效率要高。受处理成本的限制加入的絮凝剂（破 胶剂）、固化剂的量不能大，但处理的效果却要在达标范围内。 

　　3 钻井水基泥浆废弃物固相填埋技术 

　　当钻井水基泥浆废弃物固相做为填埋再次利用时，本文 针对钻井水基泥浆废弃物固相的物质判定标准以及聚体填 埋的过程控制进行阐述。钻井水基泥浆废弃物固相为一般 工业固体废弃物，因为废弃水基泥浆在《国家危废名录》中无 法查询到，故废弃水基泥浆经过无害化处理后的产品不是危 险废物，是符合 GB 18599―2001《一般工业固体废物贮存、 处置场污染控制标准》中对于二类一般工业固体废弃物的要 求的。 只要钻井水基泥浆废弃物固相浸出液指标不大于 GB 8978―1996《污水综合排放标准》最高排放标准，且不超过GB 5085.1―2007《危险废物鉴别标准》规定的危险废弃物指标，就 可以进行填埋作业。但是这里建议按照GB 18599―2001《一 般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中的二类填埋场 的要求来建立填埋场。 填埋场建设中应充分考虑当地的自然环境，填埋场配套 设置的建立，其中包括雨水收集系统、渗滤液收集导排系统、 填埋场封场等。详见图1填埋场过程控制图。

　　填埋场运行过程中，针对华北油田废弃水基泥浆特点，首 先调节废物pH值，需添加药剂控制pH，大部分金属氢氧化物 的溶解度与pH有关，当pH较高时，许多金属离子将形成氢氧 化物沉淀，大多数金属在pH为8.0~9.7范围内基本完成沉淀， 但 pH 过高时会形成带负电荷的羟基络合物，溶解度反而升 高，许多金属离子都有这种性质，如：对Cu、Pb、Zn、Ni和Cd来 说，当pH分别为9.0、9.3、9.2、10.2和11.1时，都会形成金属络 合物，造成溶解度增加。 这里以镉元素处理做为典型案例分析，在土壤中镉元素 的0价是不存在的，镉只能以+2价和其化合物存在。一般当 pH介于4~8时为简单的二价离子；pH为大于8时，理想环境指 标为大于9.2时，开始生成氢氧化镉；而氯化镉的生成，必须在 氯离子的浓度大于37mg/kg才有可能。在自然环境中，从含氧 的地表水到厌氧的废弃水基泥浆，镉在各种环境下的质量平衡和分配，都受到各种无机配位体与镉的亲和力顺序的制约。 在同一配位体的情况下，则受配位体浓度的制约。通过研究 华北油田废弃水基泥浆压滤后的大多数泥饼土浸滤液中 Cd 的主要形态为Cd2+ 、CdCl+ 、CdSO4。通过实践如向土壤中投放 钢渣易被氧化成铁的氧化物，对镉的离子有吸附和共沉淀作 用，从而使镉固定。 本文选取铁粉做为去除镉元素的药剂，选取100ml钻井水 基泥浆废弃物固相浸出液做为样本，分别取0.1％、0.5％、1％、 2％、5％的铁粉，分别对应为取0.1g、0.5g、1g、2.0g、5.0g铁粉进 行试验。参加图2铁粉去除镉元素分析图。

　　从上表中可以看出，使用2％铁粉的时候镉元素清除量最 大，而且最经济。 使用钻井水基泥浆废弃物固相做为填埋，首先当根据《产 业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正），本项目属于 鼓励类的第三十八项环境保护与资源节约综合利用中第 15 条“三废”综合利用及治理工程，利用钻井水基泥浆废弃物固相进行填埋处理是符合国家产业政策。使用钻井水基泥浆废 弃物固相做为填埋这些因为早年经济建设造成的水土流失， 有一定的效果。 

　　4 结论 

　　钻井水基泥浆废弃物固相做为填埋使用是起步阶段，后 续还有很多课题需要研究。而以生石灰、硫酸亚铁、聚合氯化 铝为主要药剂的配方进行处理华北油田冀中地区废弃钻井水 基泥浆，现阶段效果比较理想，但是生石灰、硫酸亚铁、聚合氯 化铝这三种药剂对油基泥浆无法处理，对于油基泥浆的处理 目前国内技术还不够成熟，要么处理成本很高一般企业无法 承受，要么就是处理结果无法达标。本文认为关于油基泥浆 的处理可以借鉴炼油厂处理方式，但是关键在于废气及废渣 的处理。目前，油田开发过程中对我们有很大的挑战之一的 是如何减少钻井作业对环境的污染。确保钻井废弃物和废弃 钻井液能够有效的分离、回收、处理和排放，以使其对环境的污染降到最低。

（来源：河北华北石油路桥工程有限公司）