废弃钻井泥浆处理设备简介

钻井废泥浆环保处理技术与设备简介东营顺通化工（集团）有限公司

2011年6月18日一、 钻井废泥浆的组成及对环境的危害据美国石油学会（API）估计，现用的钻井液中62%为普通淡水基钻井液，24%为盐水基钻井液，6%为油基钻井液，其余为其它钻井液。目前使用的水基钻井液由以下几部分组成：（1）液相：配制泥浆时加入的水，为润滑作用加入的油等；（2）固相：膨润土，加重剂等；（3）钻井液添加剂：为改善钻井液性能而加入的无机盐、有机物、合成聚合物、表面活性剂等。废弃钻井液是一个复杂的多相体系，除了配制钻井液所加的各种物质外，还包括钻进地层时混入的地下水、钻屑、粘土、原油等。目前，这些废弃钻井液主要堆放在井场预先挖好的泥浆池里，借助自然条件蒸发干燥,随后用表层土壤填埋。普通钻井液蒸发干燥的时间为1~2个月，稳定性特别好的钻井液则需要3~6个月。废钻井泥浆自然干结过程缓慢，干结物遇水浸湿后易再度形成钻井废泥浆样物，会对排放点及附近地带的土壤物性产生长期的不良影响，其中的盐、碱和盐岩层钻屑不仅造成土壤板结，而且对植物的生长不利，含盐量高会导致植物吸水困难，可溶性盐的迁移还会对地下水造成污染；各种重金属离子滞留于土壤中，会影响植物的生长和土壤中微生物的繁殖，且易被植物吸收进而影响人畜的健康；某些杀菌剂及高分子化合物生物降解产生的低分子有机化合物，会对鱼、虾及鸟类产生毒害；油类对土壤及动植物的影响也很大。二、 顺通集团开发的废钻井泥浆环保处理技术与设备介绍顺通化工（集团）有限公司自2008年开始废钻井泥浆处理的技术调研工作，经过一年多的市场调研和技术研究，2009年设计开发出废钻井泥浆环保处理设备，并在辽河油田、大港油田、胜利油田等多个油田现场进行了应用，取得了非常满意的处理结果，目前技术已经非常成熟。设备的处理能力为泥水分离8m3/h，污水处理能力为10m3/h，综合处理能力为7.5m3/h。废钻井泥浆处理后的泥饼含水35.1%〜45.3%之间。处理后污水pH值介于6.5〜8.5之间，ph值、氨氮、悬浮物、色度等指标完全可以达到国家二级排放标准，其中化学需氧量能满足山东半岛流域污水排放标准要求的cod低于60mg/L。

图1设备效果图根据工艺目的地不同，废钻井泥浆环保处理设备设备共分为4个单元：泥浆预处理破胶单元、泥水初级分离单元、污水深度氧化单元、分离净化单元。每个单元为一个独立模块，每个单元之间用软管进行连接，且每个单元控制系统都一套独立的操作系统。图2泥水分离单元本技术与设备主要有五个特点：（1） 研发的破胶混凝技术从根本上解决了废钻井泥浆的破胶难题，使破胶所用药剂的范围大大拓展。（2） 研制了新型复合氧化剂，解决了难处理高化学需氧量污水氧化不能达标的难题，使废钻井泥浆处理后出水达到国家污水排放标准并可回用。（3） 开发了一组能对原油、重金属等有害物质高效降解的微生物菌群，为废弃钻井泥浆所分离出固体的无害化环保处理提供了技术保障。（4） 研发了油田废钻井泥浆环保处理的成套工艺技术与装置。通过机械分离设备结构的调整和优化，提高了固体分离物自动脱落的效果，显著降低了劳动强度，改善了工作环境。（5）该装置采用模块化、撬装式设计理念，便于车装运输，井场无需挖污水池，解决了废钻井泥浆和泥浆池占地后造成二次污染和难以复耕的问题。这套工艺技术与设备，顺通集团具备完全知识产权，目前已经获得一项实用新型专利、一项实用新型专利已获授权，一项发明专利处于审查阶段，3项实用新型专利已经获得受理。本技术与设备经山东省科学技术情报研究所查新表明，尚未见到类似成套技术与设备。2011年3月26日，山东省科学技术厅组织了有关专家对本项目进行了技术鉴定，孙伟副厅长主持了整个鉴定会，国家科技部、环保部的有关领导一同进行了见证，北京化工大学、四川石油管理局、中国石油大学（华东）、西南石油大学、中国环境科学研究院的专家们一致认为：由顺通集团开发的废钻井泥浆环保处理技术达到国际先进水平！并建议进一步完善工艺技术设备，加大应用领域！本技术的优势在于既可以在完井后对泥浆池单独进行无害化处理，也可以跟随钻机进行不落地随钻处理，适用于国内外水基钻井设备，实现了对钻探过程中产生的钻井泥浆和完井液的同步处理，做到了泥浆不落地环保处理，使钻井队无需再挖泥浆池，大大减少了对土地的占用，也避免了钻井液渗漏和外溢对环境的污染。三、现场应用1、在辽河油田的应用情况在辽河油田冷家油田开发公司131井的应用，在现场处理了3400多立方废钻井泥浆，废钻井泥浆分离效果良好，固相排出物的含水率低于50%，适于运输。排出的污水经过盘锦市环境保护监测站监测各项指标均达到了国家标准二级排放要求。

图3经处理后的钻井废水2010/C6/23132010/C6/2313：40图4处理后的泥饼2、在大港油田的应用情况大港油田联浅9-2和5-1井的应用，经过大港油田集团检测监督评价中心监测结果表明，处理后固相物的含水率平均值为41.2%，处理后的水均符合国家标准要求，化学需氧量53.2mg/L。图4分离出来的泥饼

图5渤海钻探公司领导视察四、钻井废泥浆处理技术工作原理图5渤海钻探公司领导视察废泥浆收集设备并经过过滤净化除去其它杂质，使污水达标后排放。多余水进行处理图7工艺简图废钻井泥浆经过收集以后进入分相单元，加药后进行破胶，使泥浆中的液相与固相分离；然后由压滤设备进行初级分离，分离出泥饼和水；分离出来的水在深度氧化系统经过两次氧化后，进入分离净化系统，分离污水中有机物和无机还原性物质氧化反应后生成的污泥，废泥浆收集设备并经过过滤净化除去其它杂质，使污水达标后排放。多余水进行处理图7工艺简图五、钻井废泥浆处理等级我们划分为三个等级，具体如根据不同地区的环保要求，对钻井废泥浆的处理，我们划分为三个等级，具体如下:一、 初级处理：即对钻井废泥浆进行固液分离。其中固相物含水30〜50%，可用于铺垫井场，或加入固化药剂铺垫路基。分离出来的水pH值在6〜9,cod一般低于600mg/L，该分离水可以用于配浆、回注井底或喷洒井场。二、 二级处理。即在初级处理的基础上，对分离出来的固相物可以加入专用菌种，堆积3〜6个月后基本可以完全分解其中原油及有机物质等有害物质，其中的有机物质变作有机肥料，可以作为耕种土壤。对初级分离出来的水进一步脱除其色度及cod(cod值一般在200mg/L左右)，在环保要求不高的的地区可以直接排放。三、 三级处理。即在二级处理的基础上