钻井液的处理
废弃钻井液处理技术措施
目录
01. 废弃钻井液处理技术 02. 废弃钻井液处理设备 03. 废弃钻井液处理效果 04. 废弃钻井液处理法规
1
废弃钻井液处理 技术
物理处理技术
01 02 03 04
01
重力沉降法：利用重力作用使 固体颗粒沉降，实现固液分离
02
离心分离法：利用离心力将固 体颗粒从液体中分离出来
法规要求
01
废弃钻井液处理必须符合 相关法律法规
02
处理过程必须符合环保要 求，防止环境污染
03
处理后的废弃钻井液必须 达到排放标准
04
处理过程必须符合安全生 产要求，防止安全事故
法规执行情况
法规执行情况：各国法规执行情况不同，部
01
分国家执行严格，部分国家执行不严格
法规执行效果：法规执行情况直接影响废弃钻
03
过滤法：利用过滤介质将固体 颗粒从液体中分离出来
04
浮选法：利用浮选剂使固体颗 粒上浮，实现固液分离
化学处理技术
01
絮凝法：通过添加化 学药剂，使废弃钻井 液中的悬浮物凝聚沉 淀
03
吸附法：利用吸附材 料，将有害物质吸附 在表面，实现分离
05
膜分离技术：利用膜 分离装置，将有害物 质从废弃钻井液中分 离出来
02
氧化还原法：利用氧 化还原反应，将有害 物质转化为无害物质
04
离子交换法：利用离 子交换树脂，将有害 离子交换成无害离子
06
生物处理技术：利用 微生物，将有害物质 降解为无害物质
生物处理技术
原理：利用微生物的生物降解作用，将废弃 钻井液中的有害物质分解为无害物质 优点：处理效果好，无二次污染，成本低
油田钻井废液的处理技术进展
油田钻井废液的处理技术进展1. 引言1.1 油田钻井废液的产生油田钻井废液是指在油田钻井作业中产生的废水，主要来源于钻井液、地层水和油藏水。
在油田钻井过程中，通过注入钻井液来降低钻井井眼压力、冷却钻头、悬浮岩屑并带出钻屑等目的，因此会产生大量废液。
地层水和油藏水也会随着油气一起被带出井口，形成废液。
这些废液中含有大量的悬浮固体、溶解物、重金属和有机物等，对环境造成严重污染。
油田钻井废液的产生不仅会对周围土地、水源造成污染，还会影响生态系统的平衡。
处理油田钻井废液至关重要。
采取科学有效的废液处理措施不仅可以减少环境污染，还可以实现资源的再利用，节约成本。
随着油田钻井技术的不断发展，废液处理技术也在不断创新和完善。
在现代社会，环境保护意识的增强使得对油田钻井废液处理的要求更加严格，促使废液处理技术不断进步。
1.2 油田钻井废液的成分油田钻井废液是钻井作业过程中产生的一种含有各种化学物质和固体颗粒的废水。
其主要成分包括水、泥浆、泥饼、钻井液和地层岩屑等。
水是废液的主要成分，占据了废液的大部分体积。
泥浆是钻井过程中用于冷却和润滑钻头、提高钻进速度的重要工具，因此在废液中也会含有大量的泥浆成分。
泥饼是钻井过程中产生的固体废物，主要包含有砂、粉尘等颗粒物质。
钻井液是一种化学物质复合物，用于稳定井壁、平衡地层压力和提高钻头钻进效率。
地层岩屑则是在钻井过程中从地层中带出的破碎岩石颗粒。
这些成分的存在使得油田钻井废液具有复杂的化学性质和污染程度，需要采取科学有效的处理技术进行清洁处理。
1.3 油田钻井废液处理的重要性油田钻井废液处理的重要性可以从多个方面进行解析。
废液的处理直接关系到环境保护和资源利用。
油田钻井废液中含有各种有害物质，如重金属、有机物等，如果直接排放到环境中会对周围的土壤、水体和生态系统造成严重的污染，危害人类健康和生态平衡。
对油田钻井废液进行有效处理是保护环境、维护生态平衡的重要举措。
废液处理对油田的可持续发展具有重要意义。
钻井液常用处理剂的作用机理（一）概要
钻井液常⽤处理剂的作⽤机理（⼀）概要钻井液常⽤处理剂的作⽤机理（⼀）钻井液处理剂⽤于改善和稳定钻井液性能,或为满⾜钻井液某种性能需要⽽加⼊的化学添加剂。
处理剂是钻井液的核⼼组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产⽣很⼤的影响。
钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多，为了使⽤和研究⽅便将按其功能进⾏分类。
根据2006年API钻井液处理剂分类⽅法，将钻井液处理剂分为降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏材料、降粘剂、腐蚀抑制剂、表⾯活性剂、润滑剂/解卡剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、除钙剂、pH控制剂、⾼温稳定剂、⽔合物控制剂。
共计18类。
其中润滑剂/解卡剂合并，另外增加了⽔合物控制剂我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂分为16类，分别为粘⼟类、加重剂、碱度控制剂、降滤失剂、降粘剂、增粘剂、页岩抑制剂、絮凝剂、润滑剂、解卡剂、杀菌剂、缓蚀剂、乳化剂、堵漏剂、发泡剂、消泡剂。
这16类处理剂所起的作⽤不同，但在配制和使⽤钻井液是，并不同时使⽤这些处理剂，⽽是根据现场需要选择其中的⼏种。
下⾯对这16种处理剂进⾏介绍。
1 粘⼟类粘⼟的本质是粘⼟矿物。
粘⼟矿物是细分散的含⽔的层状硅酸盐和含⽔的⾮晶质硅酸盐矿物的总称。
粘⼟矿物是整个粘⼟类⼟或岩⽯的性质，它是最活跃的组分。
晶质含⽔的层状硅酸盐矿物：⾼岭⽯、蒙脱⽯、伊利⽯、绿泥⽯等；含⽔的⾮晶质硅酸盐矿物：⽔铝英⽯、硅胶铁⽯等。
1.1 粘⼟矿物的两种基本构造单元1.1.1 硅氧四⾯体与硅氧四⾯体晶⽚硅氧四⾯体：有⼀个硅原⼦与四个氧原⼦，硅原⼦在四⾯体的中⼼，氧原⼦在四⾯体的顶点，硅原⼦与各氧原⼦之间的距离相等，其结构见右图。
图1硅氧四⾯体结构硅氧⾯体晶⽚：指硅氧四⾯体⽹络。
硅氧四⾯体⽹络由硅氧四⾯体通过相临的氧原⼦连接⽽成，其⽴体结构见右图。
图2 硅氧四⾯晶⽚结构图1.1.2 铝氧⼋⾯体与铝氧⼋⾯体晶⽚铝氧⼋⾯体：六个顶点为氢氧原⼦团，铝、铁或镁原⼦居于⼋⾯体中央(如右图所⽰)。
钻井液处理剂的分类
钻井液处理剂的分类
钻井液处理剂的分类
随着钻井液体系的不断更新，配浆原材料和处理剂的品种也在不断地增加，处理剂的性能、质量和技术水平实际上代表了钻井液工艺技术的发展水平。
钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分，处理剂则是指用于改善和稳定钻井液性能，或为满足钻井液某种性能需要而加入的化学添加剂。
处理剂是钻井液的核心组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产生极大的影响。
钻井液处理剂的分类方法：
按其组成分类：分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂和表面活性剂四大类。
其中无机处理剂又可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混合金属层状氢氧化物(即正电胶)类等。
有机处理剂按其来源通常可分为天然产品、天然改性产品和有机合成化合物；按其化学组分又可分为下列几类：腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类和聚合物类等。
按其在钻井液中所起的作用或功能分类：我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂共分为以下16类：
(1)降滤失剂；(2)增粘剂；(3)乳化剂，使油水乳化产生乳状液；(4)页岩抑制剂；(5)堵漏剂；
(6)降粘剂；(7)缓蚀剂；(8)粘土类；(9)润滑剂；(10)加重剂；(11)杀菌剂；(12)消泡剂；(13)泡沫剂；(14)絮凝剂；(15)解卡剂；(16)其它类等。
这16类处理剂所起的作用各不相同，但在配制和使用钻井液时，并不同时使用这些处理剂，而仅仅根据需要使用其中的几种。
有时，一种处理剂在钻井液中同时具有几种作用。
例如，有的降失水剂同时兼有增粘或降粘作用，絮凝剂同时兼有增粘剂的作用等。
油田钻井液不落地处理工艺分析
油田钻井液不落地处理工艺分析油田钻井液不落地处理是指在油田钻井作业过程中，通过采用一系列的工艺措施，将使用过的钻井液在井口进行处理，达到循环利用的目的，不将钻井液排放到地面环境中。
这种处理工艺不仅能够减少对环境的污染，降低钻井作业成本，还能够提高钻井作业效率和安全性。
本文将对油田钻井液不落地处理工艺进行详细分析。
油田钻井液不落地处理的工艺流程包括：钻井液的分离、固液分离、固液处理、液体处理和环保排放。
钻井液的分离是指将钻井液中的固体、液体和气相等组分进行分离，将固体和液体分离，去除其中的悬浮固体颗粒和溶解性污染物。
固液分离是指将固液混合物进行分离，得到固体废物和清洁液体。
固液处理是指对固体废物进行处理，包括固体的分类、压实和填埋等措施，将固体废物进行无害化处理。
液体处理是指对清洁液体进行处理，去除其中的溶解性污染物，使其满足环保排放标准。
环保排放是指将处理后的液体进行排放，或者根据需要进行二次利用。
油田钻井液不落地处理的主要工艺包括：机械分离、化学处理和物理处理。
机械分离是指通过采用一系列的机械设备，如旋流器、离心机和过滤器等，对钻井液进行分离和过滤，将固体和液体分离，并去除其中的悬浮固体颗粒。
化学处理是指通过添加化学药剂，如絮凝剂、消泡剂和酸碱中和剂等，改变钻井液中的化学性质，使其中的溶解性污染物发生化学反应，从而去除这些污染物。
物理处理是指通过应用一系列的物理原理和方法，如吸附、沉淀和渗透等，对钻井液中的溶解性污染物进行分离和去除。
油田钻井液不落地处理的关键技术包括：钻井液的贮存与加药、固液分离设备的选择和运行、固液处理的选择和设计、液体处理的选择和设计。
钻井液的贮存与加药是指对钻井液进行储存和添加化学药剂，保证钻井液的质量和性能稳定。
固液分离设备的选择和运行是确保钻井液在分离过程中能够得到高效分离和过滤，保证固体和液体的分离效果。
固液处理的选择和设计是根据固体废物的性质和处理要求，选择合适的处理方法和设备，实现固体废物的无害化处理。
钻井液基础知识
水基钻井液
水基钻井液是以水为分散介质，以粘土、碱、润滑剂等为添 加剂的钻井液。它是最常用的一种钻井液类型，具有制备方 便、成本低、易于维护等优点，适用于大多数地质条件。
水基钻井液根据其组成和性质可分为淡水钻井液、盐水钻井 液、钙处理钻井液等。不同类型的水基钻井液在性能、稳定 性、抗污染能力等方面存在差异，应根据具体地质条件和工 程需要进行选择。
01
钻井液的处理剂
粘土分散剂
作用
抑制粘土水化，防止粘土膨胀 和分散。
原理
通过离子交换或物理吸附，使处理 剂吸附在粘土颗粒表面，改变其表 面电性质，从而抑制粘土水化和膨 胀。
常用种类
有机处理剂如栲胶、磺化沥青；无 机处理剂如水玻璃、氯化钙。
降滤失剂
01
02
03
作用
降低钻井液的滤失量，保 持钻井液的稳定。
研究纳米材料在钻井液中 的应用
纳米材料具有许多独特的性质，如大的比表 面积、良好的化学稳定性等，将其应用于钻 井液中可以提高钻井效率、降低钻井成本。
提高钻井液的抗污染能力
要点一
加强钻井液的滤失性和稳定性
滤失性和稳定性是评价钻井液抗污染能力的重要指标 ，加强这两种性能的研究可以提高钻井液的抗污染能 力。
采用适当的过滤和净化设备， 去除钻井液中的杂质和有害物 质，提高钻井液的水质。
控制钻井液的密度
根据钻井工程的需要，控制钻井 液的密度以保证适当的浮力和稳
定性。
通过添加加重剂或减少水分含量 等方式，调整钻井液的密度。
定期检测钻井液的密度，确保其 在合适的范围内，以保证钻井工
程的顺利进行。
防止钻井液受污染
表面活性剂是钻井液处理剂的重要组成部分，开发保型表面活性剂可以降低钻井液对环 境的污染。
废弃钻井液的处理
废弃钻井液的处理随着石油工业的发展,由钻井带来的污染问题也越来越受到人们的重视。
世界各国都建立了相应的法律条文保护生态环境。
第一届SPE关于在油气勘探和开发过程中健康、安全和环境的国际会议于1991年召开，每两年召开一次。
2002年3月18日在马来西亚的吉隆坡召开了第六届SPE关于在油气勘探和开发过程中健康、安全和环境的国际会议。
这次会议集中讨论了健康、安全、环保和社会问题与可持续发展的关系。
重点介绍了油气生产对生物多样性的影响及其对策，现在已经有5个国际性的石油公司参加了国际性的能源和生物多样性保护组织，涉及到建立环境敏感地区进行油气生产作业的标准问题以及油气开发和运输对生物多样性的影响。
有效安全管理取决于组织中领导者的态度和行为，来自世界大的航空公司、石油公司和环境管理部门的4名代表讨论了这个问题。
各大公司非常重视废弃钻井液的处理问题，把它作为影响公司形象头等大事来抓，技术上作了大量的工作。
比如说：钻屑回注技术在加拿大和印度尼西亚已经工业化，而我们国家还没有开展这方面的研究工作，差距是很大的。
另外国外关于污泥、污水和废弃钻井液的处理研究作了大量工作，开发了许多技术和设备，并且已经工业化。
石油工业，尤其我国的石油工业勘探开发初期大都在人烟稀少的地区，影响不明显，只是在1986年，才开始引起了广泛的关注。
在渤海湾地区，当地政府要求石油部赔偿5000万元。
引起了重视。
当时部里邀请美国路易斯大学的专家对卫星图片做了分析。
得出了不是石油污染的结论，但这毕竟是一个信号，一个开端。
我国对废弃泥浆进行固化处理是八十年代以后才发展起来的。
四川石油管理局川西南矿区曾提出一个固化废弃泥浆的固化剂配方，采用了硅酸盐、硫酸盐、吸附剂和调整剂为原材料，使用时固化剂总加入量为35%。
辽河油田和胜利油田也曾开展过对废弃泥浆进行固化处理的研究。
石油大学（北京）在八十年代中期就开始对废弃泥浆进行研究，先后系统地研究了废泥浆的毒性分析、对环境影响效应、固化处理以及固液分离等内容，全面掌握了废弃泥浆的毒性和处理方法。
油田废弃钻井液无害化处理技术
3.1 从源头管控
废弃钻井液的前身是钻井液，要想更好地处理油田废弃钻 井液，就要从源头上进行把控，采用高性能的水基钻井液，减少 油基钻井液和其他钻井液的使用频率，推广清洁生产。采用高 性能的水基钻井液，可以有效地降低废弃液中油料、重金属和 有毒物质的含量，降低油田废弃钻井液的危害。钻井设备方面， 采用固控效果好，使用效率高的钻井设备。好的钻井设备不仅 可以提高生产效率，增加经济效益，还可以改善井下环境，降低 钻井废弃液的污染物含量。国家要严格制定钻井液使用标准和 排放标准，在采矿前要要求企业先建立起完善的废弃液处理系 统，保证企业具备合格的废弃液处理能力，防止后续处理能力 不足，造成废弃钻井液处理不当，影响企业生产和环境保护 [4]。
2.2 循环处理法
循环处理法是将废弃钻井液进行过滤筛选，将废弃液中有 用成分提取出来，再适量地添加补充钻井液需要的添加剂，重 新运用到下次的钻井任务中去，这样不仅可以节约废弃液处理 成本，还可以对资源进行再利用，节约资源。废弃液经过处理， 其二次循环利用率可以达到七成以上，可以极大地节约新矿井 的矿井液生产成本，提高企业经济效益。循环处理法，虽然可以 很好地节约资源，但是对于过滤技术和运输水平要求较高，要 根据矿场实际状况进行选用。
4 结语
经过多年的探索，我国废弃钻井液处理技术有了一定的 发展，但是其无害化处理水平和成本控制等方面还有很多的不 足。部分企业对于钻井液处理不够重视，企业废弃液处理设备 落后，技术储备不足，废弃钻井液处理水平远远滞后于企业发 展需求。为了响应国家环境保护建设的要求，企业要自觉完善 废弃钻井液处理水平，提升无害化处理能力。国家要制定相关 法律和行业发展标准，规范企业生产和配套处理设施建设，积 极促进国内外相关企业的交流合作。
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--------废弃钻井液的处理
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前言
随着石油工业的快速发展,由废弃钻井液带来 的污染问题越来越受到世界各国的重视.石油 工业的全部过程(勘探、钻井、开发、储运和 加工)在相应的条件下都会产生各种污染物(原 油、油田污水、废弃钻井液和钻屑),如不加以 处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成 一定的破坏.
17
谢谢！
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3.2循环使用法
有些废弃钻井液、废水等可直接或经简单的设备处 理后循环使用.如从钻井液中分离出来的废水可用于 清洗钻头,清洗钻头后的废水可以收集后再循环使用; 生产水经过处理后再注入井内以平衡井内压力,也可 用于重油的处理.大港油田将废弃钻井液与井下作业 废液处理后产生的高盐浓水定期拉运至泥浆公司用 于重新配置泥浆,产生的清水直接外输或回注,收集的 原油可卸放至附近联合大站进行回收.这不仅对油田 加强环境保护、实现清洁生产具有重要意义,而且能 够变废为宝,成为油田打造循环经济的又一范本.
2
废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一.据统计, 钻一口3 000~4 000 m的普通油气井,完井后废弃的 钻井液接近300 m3 .根据中国石油天然气集团公司 2008年对石油污染源的调查结果,我国油田每年钻井 产生的废弃钻井液约1 200多万吨,其中1/2直接排放 到周围环境中.近几年来世界各国迫于对能源的需求, 导致钻井液的种类不断增加,添加剂及有毒有害成分 也日益增多,使其组成极为复杂.然而随着世界各国对 环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成 为当前亟待解决的问题.
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3.5机械脱水法.
该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等 强化措施,使废弃钻井液中的固液两相得以分 离.但由于各油田产生的钻井液特性不同,单一 的絮凝剂无法使各种性质的钻井液进行有效 的固液分离,对于不同的废弃钻井液应使用不 同的絮凝剂.
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3.6填埋冷冻法
在比较寒冷的地方,可以把废弃钻井液和钻屑 注入冻土层,将这些废弃物永久地冷冻在冻土 层中,这样就不会发生迁移造成环境污染.该方 法在适宜的区域处理钻井废弃物是很理想的. 美国阿拉斯加州的北斜坡地区使用填满冷冻 法,已经成功地将1 908 000 m3钻井废弃物注 入到609.6 m深的地下冷冻层,并跟踪了它的 潜在污染情况,结果发现非常理想.
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3.4破乳法
破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪 切破乳、加热破乳、离心破乳等.现在应用较多的是 化学法破乳,即向乳化含油钻井废水中投加破乳剂,通 过化学作用,辅以其他分离方式,达到乳化液脱稳、破 乳,实现油水分离的目的.而国内外采取的化学破乳方 法主要有盐析法、酸碱法、凝聚法和混合法.但这些 方法虽然使处理效果显著,但由于加入了化学添加剂, 提高了成本,而且对环境也带来了新的影响.
3
1废弃钻井物的组成
1.1 钻井液
钻井液是主要的污染物。一部分是钻井过程 中排放的多余或废钻井液;另一部分是地面循 环系统盛放的和为了处理复杂情况储备的钻 井液;再一部分是固井时水泥浆置换出的钻井 液。三者约占总废弃物的70%左右,所含污染 物主要是各种有害的钻井液处理剂和活性剂。
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1.2 废液 各种作业产生的废液(如设备清洗),约占总废 弃物的5%～10%,主要污染物是油类。 1.3 钻屑
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4.4学习国外先进技术
由于美国等发达国家的环保要求苛刻,早在上 世纪六十年代,这些国家就开始研究处理废弃 钻井液的技术与方法,并且逐渐形成了一套处 理废弃钻井液的管理体系"而国内在处理废弃 钻井液的研究到现在也不过二十多年,与发达 国家相比有较大差距"所以加强对外技术交流 与合作,学习国外先进科学技术,是未来发展的 必然趋势。
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2.3过高的pH、高浓度的可溶性盐及石油类造 成土壤板结,危害动植物的生长; 2.4废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD 增高,影响水生生物的正常生长.
7
3废弃钻井液的处理方法
3.1直接排放法
此方法只限于那些低毒或无毒、易生物降解 的钻井废弃液.如:水基钻井液、矿物油基钻井 液(回收基液后剩余的废弃物)、合成基钻井液 和钻屑等.
钻屑主要为固体颗粒状,也有一部分以泥砂的 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。
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2废弃钻井液的危害
2.1污染地表水和地下水资源,而且由于钻井生 产的流动性造成污染面积大、区域广; 2.2各种重金属滞留于土壤,影响植物的生长和 微生物的繁殖,同时因植物吸收而富集危害人 畜的健康;
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4.3统一处理废弃钻井液技术标准
因不同的废弃钻井液中污染物种类和质量浓 度不同,采用的处理技术也不尽相同"各油田都 是根据其实际状况选择不同的处理方法"这样 不利于废弃钻井液处理行业的整体发展,而且 造成了不必要的资源浪费"所以统一国内处理 废弃钻井液技术的行业标准是发展趋势,这样 可以有效地降低处理成本,并且有利于新技术 的推广与应用"
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3.3分散处理法
由于绝大多数钻井液pH均在7以上,一般情况 下多在7.5~10之间,钙处理钻井液甚至达到11 以上.如此高pH的废弃钻井液集中堆放,必然 导致该地区的土壤盐碱化.若在满足环境保护 要求的条件下将其分散到酸性土壤中,既能中 和土壤中的酸性使土壤得到改良,又能节省一 定的处理费用.另外对少量的油基钻井液也可 用分散法进行处理.
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4.2优化升级固控系统提高固控效率
从经济角度分析,提高固控效率,既可减少钻井 液稀释和废钻井液处理所用资金,又可有效地 保护环境"所以美国等发达国家在优化固控系 统方面一直都是不遗余力"其研发的Cameron 液体再循环系统基本上能实现废弃钻井液零 排放"所以优化升级固控系统,提高固控效率, 是处理废弃钻井液的有效途径和发展趋势"
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4处理废弃钻井液技术的发展趋势
4.1开发环保型钻井液及其处理工艺
随着国家对环境保护的日益重视,越来越严格的环保 标准将陆续出台"石油工作者也要转变思想观念,从 污染物的末端治理技术开发转向生产全过程系统环 境控制技术的研究〔-吕〕"生产开发出绿色!无毒无 害的环保型钻井液和新型钻井液处理工艺技术,从根 本上解决废弃钻井液污染问题"