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1、苏丹钻井废弃物的污染危害及方案比照1 污染物及危害钻井废弃物是钻井污水、钻井液钻井泥浆、钻井岩屑和污油的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染源之一。油气田每钻完一口井，都要在原地丢下一个废弃的泥浆池。一个油气田有成千上万口井，就有成千上万个废弃泥浆池，每个泥浆池中的钻井废弃物少则有几百方，多则有几千方。这些废弃物具有的可溶性的无机盐类污染、重金属污
2、染、有机烃油类物质污染，假设在井场堆放或掩埋，一旦被雨水浸泡、河流冲刷，就会对四周的土壤、水源、农田和空气造成严峻的环境风险。钻井废弃物通过一系列的化学生物和物理作用后，将对土壤、水质、生物等环境生态造成影响。1其主要超标的指标有化学需氧量COD、生物需氧量BOD、油类、悬浮物SS以及金属盐类如Pb、Cb、Hg、Cr 盐等。它们主要来自钻井液配制中各种钻井液添加剂的参与以及在钻井过程中 钻井液的携带物。其中化学需氧量 COD 的值常常高达几千甚至几万毫克每升。(2)每口井废弃钻井液按 300m3 计算，其中金属污染物的总量到达13.2kg，重金属淋洗量达 4.3kg，说明废弃钻井液中重金属是潜
3、在的污染源。3通过对废弃钻井液进展模拟雨水淋洗分析，废弃钻井液中油的浸出率最高达 90%，其次是总铬，浸出率为 50%。淋洗挨次为：油TCrCOD AsPbF-1Hg。对于重金属来说，尽管其浸出液除总铬Cr外，大都达标，但其浸出率相对较大。浸出液中主要污染物为COD 、Cr总铬和油。由此进一步说明，废弃钻井液不行直接排放。(4) 钻井废弃物的环境可生化性较差，不适宜用生化方法进展处理.(5) 钻井废弃物中有毒、有害物质会经过自然降雨淋洗而溢流或渗入地下，对地表水、地下水以及土壤造成影响。并且有可能在土壤中富集，不仅会对土壤中的大量微生物产生不良影响，而且会使土壤碱化或中毒，假设被植被吸取，将会
4、对其产生毒害作用，甚至危害人畜等。(6) 废弃钻井液本身是一种极为简洁都分散体系，它以粘土、水为根底，使粘土分散在水中形成一种较为稳定的分散体系，其颗粒粒径一般在 10-22m 之间，具有胶体和悬浮体的性质，因此具有相当的稳定性。(7) 由于其特别的组分使其具有相当都稳定性，这种稳定性使废弃钻井液能够在长时间内保持稳定的状态，电位值很高。因此，要想破坏其稳定性，就必需参与大量的处理剂使其脱稳，这也就是废弃钻井液的处理难度大、费用高的缘由之一。2 固化法处理优缺点2.1 原理及类型将钻井泥浆中的有害成分通过物理和化学的变化进展束缚、稳定化或包涵，以减小废物的毒性、可迁移性和溶解性。使其在自然条件
5、下对环境不造成危害。经浸滤液检查合格后就地掩埋复耕或转运，该法施工简洁，本钱低廉，有用性强，可以同时处理废泥浆及岩屑，而且岩屑还能增加固化物强度。和密封填埋、干化法处理方法等协作使用有好的效果。目前油田钻后治理实行的主要方法是将钻井污水处理或回收后，对钻井固体废弃物进展固化处理，最终就地填埋复耕或拉运到指定的堆渣场集中存放。常用的固化方法有以下几个。2.1.1 水泥基固化水泥基固化是基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物进展固 化处理的一种方法。此方法格外适合于处理各种含有重金属的废物。固化过程中，钻井液中的重金属离子会由于水泥的高pH 作用而生成难溶的氢氧化物，并固化到水泥基中去。2.1.2
6、石灰基固化石灰基固化是用石灰作基材，以粉煤灰、水泥窑灰作添加剂，常用于处理含硫酸盐或亚硫酸盐类废物的一种方法。此法基于水泥窑灰和粉煤灰含有活性氧化铝和二氧化硅，因此能同石灰在有水存在的条件下发生反响生成对硫酸盐、亚硫酸盐起分散硬化作用的物质，最终形成具有确定强度的固化物。2.1.3 水玻璃固化水玻璃固化是以水玻璃为固化基材，使之同关心材料酸性物质 混合反响，然后按确定配比和有害物质混合，使废物自动脱水固化。水玻璃的化学构造为：OHO NaOHnNaOSiOSiO SiONan=1,2,3OHO NaOH水玻璃和酸反响就生成甲硅烷醇，由于甲硅烷醇活性大而聚合生成不行逆的硅氧烷胶体：H2OSiOH
7、 OHSiSiOSi水玻璃固化法便基于这种作用。2.1.4 药剂的作用固化法选用的无害化处理剂是由四种无机物组成的混合物， 每种组份起不同的作用。 阳离子沉淀剂是一种含有磷酸盐的无机物，沉淀重金属离子、降低其活性，同时赐予固化物确定的肥效； 阴离子沉淀剂能将可溶性阴离子有机污染物变成不溶物，降低其毒性，并调整废钻井液 pH 值，同时可和阳离子沉淀剂协同起破乳作用； 吸附剂具有很大的比外表积，可吸附有机物和金属离子； 固化剂可通过化学反响形成立体构架的无机聚合物，包裹、固定污染物，使污染物在外力主要是水浸作用下不能游离出来，降低其迁移力气，进一步提高无害化处理效果。总之，本技术是选择适宜的污染物
8、沉淀剂、吸附剂和固化剂，通过多种机理共同作用的结果使污染物无害化 吸附固化过程到达减低污染，保护环境的目的。2.2 缺点及问题由于钻井液体系的高度稳定性，使用一般的方法分别和处理污水，达标难度较大。目前的固化法是靠向钻井液中参与大量的固化剂占总量的 1/3进展搅拌反响，但这一方法存在诸多弊端：一、不能解决钻中废液的固液分别和污水的处理回用。对含油量较大的废液必需先进展除油或收油处理。二、固化物总量增加 30%。三、在泥浆池内，固化剂和废弃物很难搅拌均匀，固化工艺和现场条件打算着固化质量难以把握。四、固化法带来的废渣运输及储存问题也日渐突出，后续处置或综合利用制砖费用较高。五、目前的固化填埋由于
9、存在渗滤液的污染，治标不治本，当地环保部门要求实行根本治理措施，该法不适合更加严格的环保要求。3 随钻或集中处理法3.1 原理承受脱稳絮凝除油固液分别机理，胶体颗粒的絮凝作用机理有如下四种：沉淀网捕作用；吸附电中和作用；压缩双电层作用；吸附架桥作用。承受化学强化固液分别法，可以使废弃钻井液处理后的水质到达排放要求，从固液分别后的固相来看，含水率较低，且固相污染物浸出率较低，便于运输，污染物环境污染集中会更小。便于利用。见图：固废综合利用实施步骤固液分别污水达标排放泥饼干化粉碎制坯废砖烧制成砖入窑3.2 优点3.2.1 滤液处理达标可利用3.2.1.1 一级处理废弃循环钻井液一级滤液指标废弃循环
10、脱出水水质泥饼含水率 脱水率质 处理 1m3钻1326.08.0108.834521.221630260034.785.811.754.67.02764.242.745652.739.26.27.8126.424873.068120202326.682.72.468.27.0702.236.835251.842.46.07.2118.136450.672820120022.688.27.849.86.42846.7121.726462.132.46.54582254320048.242.3钻井液类型pH 值CODC，r mg/L油，mg/L色度，度质量分量分数% 井液药剂费数%用，元6.07.
11、8 126.62480聚丙烯酰胺淡水基6.56682.60.862.526.2502600 21.684.6 7.858.656058.241.26.27.6聚丙烯酰胺油基6.62182.73840864.70.9582503500 34.278.7 8.462.676262.738.7两性聚合物淡水基两性聚合物油基复合金属离子型三磺体系注：1脱水率=脱出水量100；钻井液含水量2括号内的数字为平均值。3.2.1.2 二级处理污水达标污水处理主要环保指标mg/L1COD岩屑水)5003001002pH 值6969693石油类201054SS400150150序号名称井场防尘回用(洗外排二级外排
12、一级标准依据污水综合排放标准GB89781996 标准一、二级外排、三级标准回用3.2.2 固液分别泥饼淋滤达标该方法使废液中的有毒有害物质浓集于残渣中，当这些残渣自然堆放，受到雨淋水浸时，有毒有害成分可能转移到水相。（1） 浸出液清亮透亮，说明泥饼颗粒之间照旧易于分散，而不形成稳定的胶体溶液即油田现场称之为“返浆”；（2） 浸出液的污染物含量除油格外均低于污水综合排放标准GB样品浸出液特征加水 pH 值浸出液颜色及现象略微黄色，混浊，不返浆略微黄色，混浊，不返浆略微黄色，混浊，不返浆略微黄色，混浊，不返浆89781996的指标，说明污染物大局部聚拢在泥饼固相中难于浸出，也说明金属离子和钻井液
13、添加剂及有机高分子絮凝剂的吸附式不行 逆的；（3） 随着温度上升，热运动加强，污染物浸出率增加；（4） pH 值对浸出液中污染物的含量影响不大，只是总铬含量随着pH值上升有降低的趋势。总之，废弃钻井液经化学强化固液分别处理后，使其污染物集中于泥饼残渣中，残渣的浸出液中污染物浓度到达国家允许的排放标准，说明该工艺不仅削减了液相的环境污染处理后水质达标，而且削减了残渣中污染物的环境扩撒。综合上述浸出液分析结果见表 3-13 和表 3-14.表 3 13 不同 pH 值下浸出液分析结果室温246810pH 值6.026.126.356.516.82富 97 井CODCr，mg/L123.6124.8131.2129.6132.4泥饼油，mg/L11.211.412.812.410.8浸出液总铬，mg/L0.0520.0380.0410.0180.027SS，mg/L24.842.734.652.864.8pH 值6.246.346.476.687.12真 127 井CODCr，mg/L134.8136.5132.7141.7143.8泥饼油，mg/L11.412.513.114.
