钻井液讲义废弃物的处理组
油田钻井液技术及其废弃液的处理
油田钻井液技术及其废弃液的处理刘竟成(重庆科技学院)刘讯(中石化河南石油勘探局管具分公司) 摘要:钻井液的性能直接影响着钻井速度、井下安全,并对储层保护起着重要作用,性能良好的钻井液是钻井作业得以顺利进行的重要保证。
本文介绍了钻井液的发展过程,钻井液主要新技术,并结合实际工程经验,提出了一些处理废弃钻井液的方法,为实际工程应用提供了参考。
关键词:钻井液;无害化;废弃处理1 我国钻井液的发展历程钻井液类型代表着钻井液技术发展的水平,我国钻井液的发展经历了如下阶段:①50年底至60年代,钻井液类型以分散性泥浆为主,自然造浆和粘土加碱,用煤碱剂类处理的细分散泥浆;②60、70年代发展了石灰、石膏和盐处理的粗分散泥浆,能较好地处理一般性井内复杂地层;③80年代引进欧美先进技术,推广了以聚丙烯酰胺为代表的聚合物非分散低固相钻井液,促进了我国钻井液理论、工艺、材料和测试仪器等方面的飞跃;④90年代至今基本保持与国际钻井液新技术同步,在复杂地层中井壁稳定和保护产层,提高产能等重大技术方面有了新的突破。
2 钻井液主要技术结合国内外钻井液技术的发展现状,钻井液的发展应着重以下几个方面:①复杂特殊井钻井液体系,主要针对深井、抗温抗盐大位移井、多分支井和水平井等问题;②钻井液固控技术;③井壁稳定和防塌钻井液技术;④欠平衡钻井液技术;⑤无粘土相盐水钻井液;⑥环保钻井液技术;⑦钻井液性能计算机辅助设计。
211 无渗透钻井液技术无渗透钻井液技术(简称N IF钻井液),是由美国环保钻井技术公司(ED TI)生产的一种钻井液。
该钻井液主要由DWC2000(增粘剂)、FL C2000(动态降漏失剂)、KFA2000(润滑刑)组成,是一种据称可以在超低固相含量下,使所钻地层损害接近于零的钻井液。
这种钻井液依靠表面化学原理在地层表面产生可以密封地层的非渗透膜,实现同一种组分的钻井液封闭具有不同孔隙尺寸分布的地层的目的,从而实现钻井液对地层的无渗透。
浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理
浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理钻井液是油田钻井与完井作业中的重要物质，它可以在井内冷却钻头、输送钻屑、控制压力、润滑井壁、稳定井壁等，因此在钻井过程中，钻井液占据了很重要的地位。
同时，产生的废弃液也成为了处理的难点之一。
钻井液技术的发展钻井液技术在油气开采中扮演着至关重要的角色。
随着油气田的深入，油田开采技术也在不断发展，对钻井液的性能、作用及其对环境的影响提出了更加严格的要求。
因此，钻井液技术水平逐渐提高。
目前，优良的钻井液技术应该具备以下几个特征：1.环保性能好。
钻井作业中产生的废弃液不可避免，存在有毒有害物质并且会对环境造成污染，因此应该优先考虑环保性能。
2.稳定性好。
钻井液具有比较复杂的化学成分，应该具备稳定性好的特点，避免在钻井过程中出现问题。
3.效率高。
钻井液的所有性能应该都围绕着提高钻井效率，如压裂防治、井壁稳定、输送钻屑等。
4.应用广泛。
钻井液技术不应只停留在某一特定地区，应该具备广泛的应用能力，适用于各种地质环境。
废弃液的处理废弃液是指在钻井过程中生成的、因已失去其有利性能而需要排放或回收的钻井液。
由于废弃液中含有大量有害物质，需要进行处理。
处理废弃液的方法主要包括以下几种：1.钻井液固化处理法这种方法是将废弃液中的固态化合物和化学物质通过混凝剂、固化剂等进行处理，形成坚硬的不可溶固体，处理后的废弃液可以安全地运输、存储和处置。
这种方法的优点是操作简便，处理后的废弃液成本低，缺点是固化剂的添加量受限制。
2.生物降解法生物降解法是利用微生物分解钻井液中有害物质的方法，产生的微生物也不会对环境造成影响。
这种方法操作简便，可回收处理废弃液，并且降解效率高。
但缺点是生物降解剂的选择及其培养的成本较高。
3.热脱水法热脱水法是将废弃液进行加热，使其中的水份蒸发，将其变成含有固体物质的固体，然后进行分类处理，可以实现油田废水的输送和回收。
这种方法处理后的剩余物比较小，处理效率比较高，但加热所需能量成本较高。
钻井废弃物(苏俊霖)
三 钻井废弃物处理方法
3.3废固处理方法
热处理：焚烧、电磁波处理、蒸馏
脱液---干燥----热解 电磁波处理
利用光波、电磁波和微波的综合热效应，可对固废中 的有机质、油等实现降解、气化、分离。
优点：外加药剂少 缺点：电磁污染
三 钻井废弃物处理方法
3.3废固处理方法
物理吸收法（类似脱硫工艺）：如LERT技术
污水
油类
机械过滤
油水分离
过滤吸附
滤饼填埋
反渗透
纯
浓
净
盐
水
水
三 钻井废弃物处理方法
3.2 废液处理
化学絮凝-强化固液分离法 化学絮凝-强化固液分离法是目前国内外钻井废水处理中最普遍使用的
一种方法。该法将化学絮凝和强化固液分离结合起来，可显著提高絮凝质量、 絮体密度及结合强度。该法相应的工艺技术最成熟，因此被广泛应用。
污水
浮渣
预处理
电絮凝浮选
过滤
排放
回用 污泥
三 钻井废弃物处理方法
3.2 废液处理
絮凝-气浮-过滤法 在钻井废水中加入浮选剂进行絮凝，然后在气浮池中通过空气压缩释放产生
的微小气泡将絮凝物携带上浮，再将分离水经过砂滤和活性炭吸附，达到净化的 目的。絮凝-气浮-过滤工艺简单、效率高、处理水质较好，但处理费用较高，且 气浮方式各具优缺点。一般需根据处理量、水质特点和要求等方面综合进行选择。
污水
絮凝剂 反应罐
气浮分离器
溶 气 塔
砂滤器 活性炭吸附
污泥（废油）
出水
三 钻井废弃物处理方法
3.2 废液处理
机械过滤法
机械过滤法是以聚酯纤维物作为过滤材料，在减压条件下过滤钻 井废水，待滤饼干化后再进行填埋。这是一种先进的钻井废水处理工 艺，具有操作简便和处理后水质好等特点。但对过滤材料的要求严格， 目前仍属于研究和试用阶段。
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。
环保钻井液与废弃处理
废弃钻井液主要成分为 ：粘土、钻屑、加重剂、化学添加剂、无机盐、碱性物质 和油类等，其中的有害成分主要有：某些化学添加剂、重金属、油类以及杀菌 剂、高分子化合物降解产物和碱性物质等。 废弃钻井液对环境的影响：
对地表水和地下水造成污染； 导致土壤板结，不利于植物生长； 重金属滞留在土壤中，影响植物的生长和微生物的繁殖，并极易被植物吸收，严重影 响人畜的健康。
1949-1960 1960-1970 1970-1980 1980-1990 1990-现在
时间
环保面临的形势
中国的环境状况
空气质量PM2.5μg/m3
环保面临的形势
中国的环境状况
中国癌症村分布图
环保面临的形势
国家环保法出台
1993年10月，提出清洁生产 。 1994年3月，通过《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》。 1996年8月，颁布《关于环境保护若干问题的决定》。 1997年4月，发布《关于推行清洁生产的若干意见》。 1998年10月，签署《国际清洁生产宣言》。 1998年11月，国务院令（第235号）《建设项目环境保护管理条例》。 2003年，公布落实《清洁生产促进法》、 《关于加快推行清洁生产的意见》及《国家重点行业 清洁生产技术导向目录（第二批）》。 2004年，公布《清洁生产审核暂行办法》。 2005年，制定《重点企业清洁生产审核程序的规定》。 至2006年，制定《18个清洁生产标准》、《10个行业清洁生产评价指标体系》及《第三批重点行 业清洁生产技术导向目录》。 2007年8月，审议《循环经济法》。 2007年10月，修订并公布《节约能源法》。 2007年，节能减排三大体系文件都有清洁生产的相关内容要求（指标统计、监测、考核）。 2014年4月，通过《中华人民共和国环境保护法》，2015年1月1日实施。
钻井废弃物处理
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3.● ● ● ●
Discharge to ocean Offsite disposal to commercial facilities Slurry injection Salt caverns Thermal treatment Tncineration Thermal desorption
1. 2. 3. 4.
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钻井废弃物的概念 钻井废弃物的技术介绍 处理效果对比 钻井废弃物处理的意义
2
四、国内外发展现状
一、钻井液的概念
The concept of drilling fluids
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1.1 钻井液循环流程
钻井液（俗 称泥浆，是钻 井的“血液”） 是钻井过程中 必不可少的流 体。 许多钻井废 弃物是和钻井 液息息相关的。
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2.3 钻井废弃物的危害 例如： 含油钻屑排放 入海，会对海洋环 境会造成严重危害， 也会对海洋生物构 成严重的威胁。 如果排放在陆 地，对土壤、植物 生长会产生很大的 影响。
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2.4 钻井废弃物的特点
a. 数量多，增长快 石油勘探行业的高速发展是 钻井废弃物高速增长的主要原因。 同时钻井废弃物的数量也在随着 石油产量的增加而迅速增多。 以中海油管辖的钻井平台为 例，钻一口井深3000米的井，需 要使用上千方 的钻井液，产生的 钻屑达200---300m3，而中海油目 前拥有的钻井平台数百座，加上 中国陆地就有1000多部钻机在作 业，可 见产生的废弃物数量巨大。
2.2 钻井废弃物的类型
钻井废弃物是指在钻井生产过程中产生的 （1）过剩的(或废弃的)钻井泥浆 （2）钻井废液 （3）钻屑
浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理
浅谈油田钻井液技术及其废弃液的处理1. 引言1.1 概述油田钻井液技术油田钻井液技术是石油开采过程中至关重要的一环。
钻井液是通过深井钻进地下岩层时循环使用的一种特殊液体。
它不仅起到润滑和冷却钻头的作用，还可以将岩屑输送到地面，维持井内稳定，防止井壁坍塌等。
钻井液种类繁多，根据成分和用途不同，可以分为水基钻井液、油基钻井液和气相钻井液等。
水基钻井液是最常见的一种，它主要由水、黏土、悬浮剂、碱性物质等组成。
油基钻井液则是以油类为基础，适用于高温高压环境。
油田钻井液技术的发展与创新一直是石油行业的热点之一。
随着石油勘探深度和难度的增加，对钻井液性能的要求也越来越高。
新型钻井液技术的引入，不仅可以提高钻井效率，降低成本，还可以减少环境污染和人员伤害。
不断研究和改进油田钻井液技术，对于提升石油勘探开发水平具有重要意义。
1.2 废弃液处理的必要性废弃液是钻井液在钻井过程中使用后产生的副产品，其成分复杂多样，包含有害物质和重金属等。
这些废弃液如果直接排放或未经处理就进行再利用，会对环境造成严重污染，危害生态系统和人类健康。
废弃液的处理是非常必要的。
通过科学的处理方法，可以有效地将废弃液中的有害物质去除或减少到安全的水平，从而达到回收再利用的目的。
这不仅能减少对环境的污染，还能降低资源浪费，提高资源利用效率。
废弃液处理还能带来经济效益，开发废弃液处理技术可以成为一个新的产业领域，促进经济发展。
废弃液处理的必要性不仅体现在环保和资源利用方面，还在于促进经济发展和保障人类健康。
只有重视废弃液的处理和利用，才能实现可持续发展的目标。
2. 正文2.1 油田钻井液技术分类油田钻井液技术根据其成分和性能可以分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三类。
1. 水基钻井液：水基钻井液是以水为基础溶剂，并在其中加入一定的助剂和添加剂，主要包括泥浆和井水两种类型。
泥浆是在井下进行钻井、修井和完井作业时通过泥浆循环系统真空出井的钻井液，井水是通过直接向井眼注入的钻井液。
钻井废弃泥浆处理
油气田企业固体废物主要有三类：钻进废弃泥浆、岩屑，落地原油，油泥与油砂。
1，钻井废弃泥浆（1）分类：水基钻井泥浆、油基钻井泥浆和气基钻井泥浆。
（2）来源：一是由于地质性质的变化，更换泥浆体系产生的废弃泥浆，也即不适于钻井工程和地质要求的钻井泥浆，在钻井过程中，因部分性能不合格而被排放的钻井泥浆；二是钻完井后弃置于井场的泥浆。
即完井时井筒内被清水替出的钻井泥浆；三是泥浆循环系统渗漏产生的废弃泥浆，即循环系统跑、冒、滴、漏而排出的钻井泥浆。
万米进尺废弃泥浆产生量为634T/104米，钻井废弃泥浆排放量约为40×104T/年，排放率40%左右。
（3）主要成分：取决于钻井泥浆的类型以及使钻井泥浆满足钻井要求而加入的添加剂。
一般情况下，钻井泥浆的主要成分有水、油、黏土、加重材料、泥浆处理剂（有机处理剂、无机处理剂、表面活性剂）、堵漏材料等。
（4）主要污染物：烃类、盐类、各种有机聚合物、木质素磺酸盐、某些重金属（如汞、铬、铜、铅、砷）及重晶石中的杂质。
（5）性质：PH值较高，约为8.5~12，呈碱性；含有一定量的加重剂和化学处理剂；有些钻井泥浆含有油类；有些含有毒性（由于所钻进的地层中含有有毒物质，添加剂中含有有毒物质）。
（6）危害：过高的PH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物生长；有害的重金属离子，如六价铬、二价汞、二价镉、二价铅及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全；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）控制措施：A，合理选用泥浆体系及泥浆的使用与回用①使用无毒低污染泥浆。
为保护浅层地下水不受污染，表层钻进时，使用清水泥浆，尽可能不使用化学添加剂。
配制钻井液时，严格控制有毒、有害泥浆添加剂的使用。
钻井中遇到浅水层，下套管时应注水泥封固，防止地下水水层被地层其他流体或钻井泥浆污染。