钻井液废液对环境的影响分析和处理
摘要：随着开发区域的扩展，钻探作业产生的污染成为敏感的事宜，石油钻井作业的污染问题逐渐引起重视。

通过调查了解的国内常用的钻井废弃物处理技术措施，初步归纳为三种方式，每种方式各有利弊。

根据油田使用效果分析，其中一种技术措施是可以在随钻过程中处理废弃钻井液和井场污水即废弃固体和液体同时进行过程处理的方法。

主要是利用柴油机尾气处理污水和降低噪音并吸收柴油机排放的废气，加之固体废弃物经过新一代的板框压滤机的压榨后可以搬运转移或再利用，既节约了能源消耗，同时又实现了井场废水的源头治理。

关键词：钻井作业柴油机尾气板框压滤机废弃物井场污水
目前，国内钻井作业和完井作业结束后，井场废弃物的通用处理方法主要是采用终端处理即对废弃的钻井液完井液先进行固液分离，然后对固体和液体分别进行无害化处理，即对污水部分用化学药剂进行达标处理，经化学处理后的液体被排放或回注到地层内；而废弃的固体则是将淤泥部分直接固化，固化后的废弃物填埋到地下或加工成建筑材料另行处理，其工作量大，且需专业队伍进行处理。

现有新的无害化治理方案，其一是在钻井过程中利用柴油机尾气处理污水部分结合新型板框压滤机压榨废弃物，开展随钻废弃钻井液无害化治理的新技术；其二是在钻井过程中利用真空浓缩蒸馏装置和螺旋压榨机降低废泥浆中的含水量；其三是完井后对废弃物统一进行进行简单的水泥固化处理或转运。

一、废弃钻井液处理措施
1.利用柴油机尾气装置和新一代板框压滤机开展随钻废弃钻井液无害化治理，该项技术用两套装备组合完成：即废水处理由与钻井190型柴油机配套的ST系列消声减排一体化装置开展工作；固形物的压榨脱水由板框压滤机开展工作。

钻井废水废气同步处理技术原理为：钻井废水与柴油机废气两相直接接触传热传质，废气余热消减废水，废水吸收废气烟尘，使废气降温同时降噪、减阻，可以替代柴油机排气消声器的功能。

2.利用新一代板框压滤机对废弃液中的固体成分进行压榨脱水，形成的固形物（泥饼）可烧制建材加以利用或被转运填埋处理。

①板框压滤机工作原理：
该装置由一定数量的滤板被紧密排成一列，滤板面和滤板面之间形成滤室，废弃泥浆在渣浆泵产生的强大的正压下被送入滤室，其液体部分透过滤布而排出滤室，固体部分被滤布截留形成滤饼，固液分离完成。

当拉开滤板时，固形物自动脱落，固形物含水量可低于50%以下。

②技术特点：
1）自动化程度高，保障了持续稳定的压紧力；
2）明流过滤以及暗流过滤提高了固液分离的效果。

3）新一代板框压滤机显著降低了固形物含水量，解决了旧式板框压滤机固形物脱落效果差的问题，脱水效率提高，人工成本降低。

二、引进国外先进技术和设备，实现钻井废弃物零排放。

1. 钻井完井废弃物处理新装备的引用
该技术消化国外对石油工业废弃物（钻井废泥浆）处理的技术思路，强化了用真空浓缩蒸馏机和压榨脱水机对钻井完井废弃物处理的脱水环节，将污水进行浓缩蒸馏，降低待处理废弃液的含水量，减少了固形物的总量，意味所需处理的化学药剂减少，固化物减少。

对污泥进行压榨脱水提高固、液分离的效率。

①螺旋压榨脱水机
螺旋压榨机有别于离心机的工作原理，是螺旋慢速压榨对处理物进行高度分离，将钻井废弃物中的固相含量较高的固体物进行固体和液体分离。

关键技术是降低其固形物中的含水量可达50%以上。

②浓缩真空蒸馏装置
这一流程主要是将废弃物中的一部分污水蒸馏，以减少待处理物的总水量。

浓缩真空蒸馏装置主要用于钻井废弃液体的浓缩处理，它主要由钛合金盘管、热交换器、真空负压反应釜、循环泵几个部分构成。

由于浓缩真空蒸馏装置利用了高原反应原理，在真空负压状态下进行热蒸馏，温度不需要达到正常压力下水的沸点，比起传统蒸馏设备，大大降低了能耗成本。

钻井废弃液体固相含量很高，进入该装置的废液，首先需要通过化学分离处理，再经过自然沉降，其固相物的含量降低到10%左右，然后才能进入浓缩真空蒸馏装置进行蒸馏，得到的蒸馏水最后经过净化处理，回收至井场再利用。

三、无害化治理中的固化作业
目前油田废弃钻井液无害化处理大多数是指对钻井完井废弃物或酸化废水进行固化处理的技术，是先通过在废弃物中加入一定数量的絮凝剂、助凝剂等系列处理剂与之发生复杂的物理、化学变化，实现固液分离，再对固相污染物和液相污染物分别进行无害化处理：适当使用固化剂，主要以水泥、矿渣为原材料，将固相污染物相对稳定的固定在固化体中，降低固化体的沥滤性和迁移作用，并对固化体进行转移，或在固化体上直接覆土还耕造林等，对液相污染物按污水处理的方法处理后达标排放，从而完成对废弃钻井液的无害化处理。

四、环境治理效益分析
1.检测效果要求
①固化物抗压强度测试（能够按照相关规定，符合标准）
②固化物侵蚀后水质检测（能够按照相关规定，符合标准）
③污水水质分析（污水蒸发或回收利用）
2.环境效益
①利用柴油机尾气开展随钻废弃钻井液无害化治理的技术可使废水消减与钻井作业同步进行日集日清，废水池功能仅为短周期循环，可使其总容积缩减
1/3，从而大幅度减少井场征地与基建投资，对不具备回注条件、不便于长距离运输的钻井作业区建立废水零排放清洁生产体系意义重大；
②钻井废弃液中的固体部分经过压榨成型后烧制而成的建材可用于井场地面铺设和外墙修建，实现了废物再利用,使废弃物达到无害化治理，提高环境效益。

③如果采用方案1对污水和固体废弃物进行过程处理，环境效益可观，但设备的租用投资会稍有所增；
④如果引用真空浓缩蒸馏装置和螺旋压榨机可以减低废弃物的含水量。

工艺技术先进，井场废水污水零排放，回收的蒸馏水可利用。

固形物用压榨机脱水后减低废弃物总的含水量。

使用该项技术可以实现石油钻探作业清洁生产，是目前世界上的领先技术，环境效益十分可观。

参考文献
[1]王风春废弃钻井液处理研究进展[J] 钻井液与完井液 2004
[2]张建成废弃钻井液的处理技术[J] 工程技术化工之友 2007。