油田废弃钻井液处理技术的思路与实践

-70-节能减排石油和化工设备2013年第16卷油田废弃钻井液处理技术的思路与实践何龙1，林宣义1，方永春1，程绍君2，李建华3（1.新疆西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依834009）（2.新疆西部钻探准东钻井公司，新疆克拉玛依834009）（3.新疆塔林石油科技有限公司，新疆克拉玛依834009）[摘要]随着日愈严格的环境保护及HSE体系的要求，在钻井过程中及完井后对钻井液及钻屑进行有效的无害化处理日愈重要。本文通过对国内外废弃钻井液处理技术现状的分析，以克拉玛依钻井公司在废弃钻井液处理中的试验成果，提出了西部油田废弃钻井液无害化处理的思路和建议。[关键词]废弃钻井液；钻屑；无害化处理；试验；实践作者简介：何龙（1960—），男，甘肃张掖人，西南石油大学石油工程专业毕业，工程师。现在新疆西部钻探克拉玛依钻井公司设备管理科工作。目前，在克拉玛依油田，通常将钻井过程中从钻井泥浆中分离的带有化工材料的岩屑及废弃的钻井液、固井中产生的混浆及井场用水和雨水等废弃液排入钻井施工前修建的泥浆坑，待这些废弃钻井液的水经自然渗入地层或日照蒸发后，再将产生的固体进行掩埋处理。废弃钻井液的无害化处理已成为西部各油田在勘探开发中必须考虑的问题。克拉玛依钻井公司积极开展废弃钻井液无害化的处理，提出了符合新疆油田自身特点、成本费用较低的废弃钻井液处理方案，并通过试验取得了阶段性成果。1国内外废弃钻井液处理技术现状在国内，西南油气田在废弃钻井液处理方面具有独到之处，对废弃钻井液采用化学方法添加适用的化学药品进行处理后，净化水达到国家规定的排放标准，再将剩余的固体物采用加入固化剂固化后填埋[1]。在国外，以美国为代表的西方国家在20世纪70年代初开始研究废弃钻井液对土壤、滩涂、沼泽及陆海动植物的影响，并颁布了一系列环保法律和法规，在发展新型环保无害化钻井液的同时，这些国家的科研机构积极开展废弃钻井液处理工艺、处理技术及装备的研究[2]。随着发达国家对环境保护的日益重视，环保法律日益完善，废弃钻井液处理技术和装备得到了极大的应用和提高。国外的处理技术主要有：在海洋钻井过程中将废弃钻井液进行无害化处理后注入安全地层[3]；在陆地钻井中采用集中进行物理、化学无害化处理后抛洒自然界，以及坑内密封、微生物处理和加入一定固化剂进行固化处理等技术[4]。目前，国外从事钻井液分离物无害化处理装置设计研制的公司主要有：美国OILTOOLS和SWACO公司。OILTOOLS公司主要从事油气工业废物管理和设备服务。该公司很早就提出了废物管理理论，其相关产品综合回收系统（SRS）和除油干燥机等钻屑处理设备已在世界各大油气田得到良好的应用。OILTOOLS公司的综合回收系统的核心设备是除油离心干燥机，该方案既可离心除砂又可起干燥作用，而且结构紧凑，处理效率高[5]。2固—液分离及无害化处理方案2.1固相分离处理技术工艺流程及设备选型根据调研，克拉玛依油田拟采用如下工艺流程：-71-第6期图1移动式钻屑处理装置目前新疆油田公司内大部分钻井施工使用钻井液为水基钻井泥浆，对含有部分水基泥浆的岩屑采用以下处理方式：经振动筛、除砂除泥器及离心机分离的岩屑进入螺旋输送器送入岩屑清洗装置，经过充分清洗后经过分离，分离的固相可直接用于新井场的铺垫及修建油区公路，分离的液相废水进入储液坑。在研制钻屑处理装置中重点考虑了分离后的钻屑经过清洗如何达到国家环保部门规定的排放标准，且清洗用水量尽量要少，清洗装置结构应简单，操作方便，经过充分清洗后采用何种分离技术和工艺才能使固相与液相分离，且液相可用于配制泥浆。此分离装置应适合新疆准噶尔盆地钻屑60%以上的泥岩。装置主要经济技术指标：移动式钻屑处理装置最大处理钻屑能力为20吨/天，处理后的钻屑达到国家环保规定的排放标准。清洗钻屑耗水量：岩屑为砂岩，每吨水可清洗2吨钻屑；岩屑为泥岩，每吨水可清洗1吨钻屑；岩屑为火成岩，每吨水可清洗3吨钻屑。清洗设备不仅要严格控制清洗水的用量，而且要使岩屑得到充分的清洗，将岩屑上携带的化学药剂清洗干净，达到国家环保规定排放标准，同时该钻屑处理装置要稳定可靠，机修时率要低，适应新疆油田恶劣的工作环境，分离设备要尽可能分离所有对泥浆有害的固相颗粒，以便分离后的液相能满足配制泥浆的要求。2.2分离液体的简易无害化处理工艺及设施2.2.1液体无害化处理装置设计思路目前国内的及引进国外的钻井废水处理技术，基本上均采取沉降、隔油、化学混凝、固液分离、氧化、脱色、达标排放或回注地下的处理方法，只是在用药种类、数量和处理效率、净化度指标以及运行管理制度上有所差别。通过调研，确定产生的液体可采用外加热蒸发的方式，利用钻井现场柴油发动机排出的高温废气余热，将废液池中的污水进行蒸发，使钻井废水不积累、不外排、不外运，在钻井生产的同时完成泥浆污水