废弃钻井泥浆处理设备简介（2011.4.20）.doc

钻井废泥浆环保处理技术简介
胜利油田固邦泥浆技术服务有限责任公司
2011年4月18日
目录
一、钻井废泥浆处理现状 2
二、钻井废泥浆的组成及对环境的危害 2
1、钻井废泥浆的组成 2
(1)钻井液 3
(2)废液 3
(3)钻屑 3
2、钻井废泥浆的特点及其对环境的影响 3
三、钻井废泥浆处理技术发展现状 5
1 国内发展情况 5
2 国外发展情况 5
(1)日本发展情况简介 5
(2)前苏联 5
四、钻井废泥浆环保处理技术优势 6
五、钻井废泥浆处理技术应用情况 7
1、在辽河油田的应用情况 7
2、在胜利油田的应用情况 8
3、在大港油田的应用情况 8
六、钻井废泥浆处理技术工作原理 9
(一)处理过程简介 9
(二)泥浆处理设备介绍 10
图3 预处理设备 11
表1 预处理破胶单元 11
图4 泥水分离设备与提升机 11
表2 泥水初级分离单元 12
图5 污水深度氧化处理设备 12
表3 污水深度氧化 12
图6 污水过滤设备 13
表4 分离净化单元 13
(三)处理工艺 13
七、钻井废泥浆处理等级 14
八、场地要求与现场人员、车辆配置方案及分工 15
一、钻井废泥浆处理现状
随着石油工业的发展,由钻井导致的环境污染问题也越来越严重。据统计,中国油田每年钻井产生的废弃钻井液约九十多万立方米,其中有三分之一直接排放到环境中,对环境和地层都造成了不同程度的污染。钻井污染主要以废弃钻井液和废水污染为主。钻井过程中泥浆泄漏、替换泥浆、清洗钻台、清除钻屑、冷却设备,以及井喷事故等都会产生大量的废油、污水和泥浆。根据钻机大小和钻井深浅产生的废物量不等,一般每口井产生的废弃钻井液为200~3000m3不等。
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。
在石油与天然气的开采、钻探以及修井过程中,产生大量的钻井废泥浆,钻井废泥浆成分复杂,仅钻井过程中大量使用的化学处理剂就有1 8大类,多达数几百种产品,总体上表现出高COD、高pH、含有一定量油的复杂性和多变性的特点。此外,钻井作业具有分散性和流动性的行业特点。近年来由于钻井深度的增加,导致钻井周期延长,以及磺化泥浆的大量推广使用,使得废泥浆中污染物的浓度越来越高。
钻井废泥浆对周围环境如土壤、地表水和地下水造成严重的污染。因此钻井废泥浆的处理要求显得日益重要。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。如遇下雨和周围水源多的情况,废弃钻井液便会泄漏到邻近的农田、水库、表层土壤中。
二、钻井废泥浆的组成及对环境的危害
1、钻井废泥浆的组成
在钻井作业中,钻井液是钻井的血液,是保证钻井正常运行不可缺少的物质,它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。在钻井作业完成后,存留在作业现场的废弃物大部分是废弃钻井液。由于石油钻井的野外作业特征,施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆储存坑内,这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化,最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆。组成成分如下:
(1)钻井液钻井液中添加了各种化学处理剂和活性剂,它的成分比较复杂,一般都含有重金属、油类、膨润土、碱和化合物(包括有机物)等对人,畜和环境有害的物质,如铁铬盐、磺化沥青、磺化栲胶、磺化褐煤等。其主要来自三个方面:一是钻井过程中排放的废钻井液,二是地面循环系统盛放的和为处理复杂情况储备的钻井液,三是固井时水泥浆置换出来的钻井液。三者约占总废弃物的70% 左右。
(2)废液在油田的勘探和开发过程中产生,由各作业设备的清洗液、井液、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,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CODCr 值也较高会危及农作物的生长,不能直接排放。
(3)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,少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,