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1、中国石油安全环保技术研究院 2010年5月19日 钻井液环保性能的评价项目 与分析方法的研究报告人：许毓报告人：许毓废弃钻井液的环境污染特征分析 钻井液是由水、土、加重材料、多种无机和有 机的钻井液添加剂等组成的多分散体系。 钻井液材料和添加剂最终都随着钻井液的废弃 而废弃，与钻井时地层混入的钻屑、油、水等 一起构成废弃钻井液，最终进入土壤、地表水 、地下水和空气环境中造成环境污染废弃钻井液的环境污染特征分析 废弃钻井液的主要污染物来源包括有机 物、烃类、无机盐以及土粉、加重材料 和钻屑等固体废物，表现的主要环境污 染指标是高色度、高矿化度和高COD、 BOD等等，同时还有重金属污染和生物 毒
2、性以及有机物的残留等问题。 对钻井液添加剂和体系的环境评价需要 从重金属含量、烃类含量以及生物毒性 和生物降解性等几个方面进行。废弃钻井液的环境污染特征分析 环保型钻井液的基本要求： 不产生危险废物 对人、畜无毒 不抑制植物生长与发育 污染物容易快速从环境中消除，生态影响小 因此，需要从源头控制污染物的产生 控制钻井液添加剂的环境影响国内外相关标准分析 水环境质量标准 GB 3838-2002 地表水环境质量标准 GB/T 14848-1993 地下水质量标准 GB 5084-92 农田灌溉水质标准 GB 11607-89 渔业水质标准 GB 12941-91 景观娱乐用水水质标准 GB 30
3、97-1997 海水水质标准 土壤环境质量标准 GB 15618-1995 土壤环境质量标准国内外相关标准分析 水污染物排放控制标准 GB 8978-1996污水综合排放标准 GB 4914-85海洋石油开发工业含油污水排 放标准 GB 18486-2001污水海洋处置工程污染控 制标准。 国内外相关标准分析(2) 与固体废物相关的污染控制标准 GB 5085.13 -1996危险废物浸出毒性鉴别标 准 GB 18597-2001危险废物贮存污染控制标准 GB 18598-2001危险废物填埋污染控制标准 GB 18484-2000危险废物焚烧控制标准 GB 18599-2001一般工业固体废
4、物贮存、处 置场污染控制标准 GB 8173-87农用粉煤灰中污染物控制标准 GB 4284-84农用污泥中污染物控制标准 国内外相关标准分析(3)国家四项海洋标准 GB 18420.1-2001海洋石油勘探开发污 染物 生物毒性分级 GB/T 18420.2-2001 海洋石油勘探开发 污染物生物 毒性检验方法 GB 18421-2001海洋生物质量 GB 18668-2002海洋沉积物质量 国外污染物排放控制标准现状 国际和国外组织（如ISO、API）在其石油天 然气开采业标准体系中，都含有环境保护专业 的标准，包括大量的单项标准。API标准中约 有15%的标准为专项环保标准，另外约20%
5、的 标准涉及到污染预防与控制。 国际上大部分国家都有系统的石油天然气开采 污染物排放控制标准，如美国、英国、加拿大 、尼日利亚等，这些标准在制订过程中，由于 有石油公司的广泛参与，标准主要是基于最佳 实用技术而制订的，具有显著的行业特点和地 区特点，有些还有明确的工艺技术要求，便于 执行、检查和评估。 环境影响评价指标和检测方法 主要参考标准及规范 土壤环境质量标准 危险废物鉴别标准 一般工业固体废弃物的贮存与填埋污染物 控制指标 农用污泥中污染物控制标准 农用粉煤灰污染物控制标准 污水综合排放标准 美国、英国、加拿大和澳大利亚等国外钻井 废物管理规定和管理指南环境影响评价指标和检测方法 提出
6、的清洁无害化钻井液体系环境影响评价指 标分为5类9项目指标 pH值 生物毒性 重金属含量（镉、汞、铬、铅、砷） 总烃 生物降解性 在严格的环境污染控制要求中，通常还要求控 制氯离子、矿化度等无机盐污染，考虑塔里木 油田地区环境情况、地层水水质情况和国内现 有钻井液技术水平，在这次标准研究中暂时不 予考虑生物毒性评价 对钻井废物生物毒性检验常用方法 糠虾（海虾）试验法 美国EPA和API推荐 GB 18420.1-2001海洋石油勘探开发污染物 生物 毒性分级和GB/T 18420.2-2001 海洋石油勘探 开发污染物 生物毒性检验方法采纳 发光细菌法 美国MicrotoxTM方法 中国石油天
7、然气股份公司组织的油田化学品、钻 井废物毒性评价方法和分级标准推荐 发光细菌法比糠虾等试验法相比 更灵敏 检测精度更高 检测时间短 成本低 本项目研究中采用股份公司推荐的发光 细菌法进行生物毒性评价 检测的取样、制样和测试程序均采用该标准 进行。 生物降解性 有机物生物降解性的方法分类 目标物质浓度变化 BOD/COD比值评定方法 BOD5/CODCr的比值评定法 BOD/THOD的比值评定法 TOC和TOD的评定法 三角瓶静培养筛选技术评定方法 生化呼吸线评定方法 利用脱氢酶活性的测定和三磷酸腺苷（ATP）量的 测定 OECD和ISO常采用BOD/COD方法 OECD301系列 OECD30
8、2系列 ISO系列 分好氧生物降解和厌氧生物降解 准确可靠 耗时长（28d77d） 操作繁琐 成本高 污水处理常用BOD5/CODCr比值法 本研究采用BOD5/CODCr比值法 操作简便 监测仪器和方法普及重金属影响评价 参考标准 GB 15618-1995土壤环境质量标准 GB 8978-1996污水综合排放标准第一类 污染物 加拿大钻井废物管理指南EU50 选择的重金属评价项目共5项 镉、汞、铅、铬、砷重金属含量分析方法 总烃 参考标准 GB4284-84农用污泥中污染物控制标准 GB 8978-1996污水综合排放标准 分析方法 GB/T 16488-1996 水质 石油类和动植物油
9、的测定 红外光度法 pH值 参考标准 GB 3838-2002 地表水环境质量标准 GB/T 14848-1993 地下水质量标准 GB 15618-1995 土壤环境质量标准 GB 5085.2-1996危险废物毒性鉴别 腐蚀性 鉴别 GB 8978-1996污水综合排放标准 检验方法 GB 15555.12-1996危险废物毒性 腐蚀性测 定 玻璃电极法 环境评价监测方法中的样品预处理 钻井液体系 按固体废物的浸出毒性方法进行 添加剂 在推荐的添加剂使用浓度下，将添加剂先配 制到评价基浆中，再按钻井液体系的环境影 响评价方法进行 环境影响评价指标标准重金属含量评价标准生物毒性评价标准 生物
10、降解性评价标准 烃类和pH值评价标准 常用钻井液处理剂的环保性能综合分析评价 应用提出的评价项目和分析方法，取样 检测了44个钻井液添加剂中： 2个样品（PSC、SMT）的总铬含量超标， 其余指标和其余样品的重金属含量均在拟定 的环境评价标准之内。 2个样品为微毒，其余均为无毒。 35个有机样品中，8个难生物降解，11个较 易生物降解，16个易生物降解。常用钻井液体系的环保性能综合评价 按土壤质量标准规定的取样方法， 取得5个现场钻井液样品。按前文确定的 检测方法分别检测样品的重金属含量、 pH值、总烃、生物毒性和生物降解性， 根据检测结果验证所确定的钻井液体系 评价标准值，并进行钻井液体系的环保 性能综合评价。 钻井液样品的重金属含量检测结果 重金属含量均在标准值以内钻井液的pH值、总烃和生物毒性检则结果 所取5个钻井液样品pH值在8.0310.47之间,总烃在 35899572mg/kg之间，3个样品的生物毒性为微毒，2 个为无毒。 钻井液的pH值、总烃和生物毒性均在标准值以内钻井液的生物降解性检测结果 所检测的5个现场样品中，1个难降解，1个易 降解，其余3个可降解 由于检测样品很有限，BOD5/CODCr的适应性 还有待进一步应用证实。谢谢
