钻井液废弃物无害化处理的新技术研发

首先对水基钻井液废弃物,油基钻井液含油钻屑内在污染机理进行了研究,在此基础上,一是研发出水基钻井液废弃物用高效破胶剂、高效固化剂,形成了水基钻井液废弃物无害化处理的新型工艺技术;二是以物理、化学及微生物等技术集成形成了油基钻井液含油钻屑处理新工艺新技术。这两套工艺技术操作简单、处理效果好、投资小、可靠性好,具有很好的社会效益和经济效益。     

煤层气聚合物钻井废液无害化处理研究

针对煤层气钻井液类型、钻井废液组成、特点及危害分析,根据煤层气钻井特点及煤层气废泥浆现场处理要求,提出了对煤层气钻井废液进行现场进行无害化处理优化工艺研究。通过对处理钻井废液各处理剂研究,得到处理无害化煤层气钻进废液的优化工艺条件:PC-1脱稳混凝剂加量为8000mg/L;QP混凝助剂加量为30mg/L;YH处理剂加量为1000mg/L,pH值为5～6,作用时间为50min。钻井废泥浆固化处理优化工艺:固化剂:FS为加量7%;破胶催化剂:CPCA加量为1.5%～2.0%。通过上述优化工艺对煤层气聚合物钻井废液处理后各项指标达到一级排放标准(GB8978-1996)。     

新疆油田钻井废液固液分离实验研究及现场应用

针对中国石油新疆油田公司的废弃钻井液,研究出了化学脱稳剂对钻井废液进行破胶脱稳,并确定了固液分离以及分离出水处理的药剂配方。研制了一套以带式压滤机为核心分离设备的钻井废液处理设备,在中国石化西南分公司以及中国石油新疆油田公司进行现场应用试验。结果表明,废水达到国家相关标准要求后就地排放,分离出的干泥饼浸泡液能够达到国家相关标准要求,处理成本低于50元/m3。该处理设备工艺及设备具有简单易操作,处理成本较低等特点,具有推广应用的价值。     

煤层气钻井废液无害化处理工艺技术研究

通过对煤层气钻井废液组成、特性及危害分析,结合煤层气开采钻井废液特点提出了应用高效脱稳混凝技术进行废液无害化处理方法.实验分析了钻井废液污染情况,优选了脱稳混凝处理剂、达标排放处理剂及处理工艺条件,并对处理剂作用机理进行了研究,并通过研究得到了处理煤层气开采中钻井废液无害化处理工艺流程、优化处理工艺条件.采用上述流程和工艺条件使污染指标严重超标的钻井废液经过处理后,其主要指标均能够达到GB8978 - 1996一级排放标准,实现了无害化处理.该处理工艺技术具有处理效率高、效果好、处理方便等优点.     

大庆油田废钻井液固化处理研究

废钻井液是一种含粘土，加重材料，各种化学处理剂，污水，污油及钻屑的多项稳态胶体悬浮体系，主要成分是烃类，盐类，各种聚合物，木质素磺酸盐，某些金属离子和重晶石中的杂质，对环境造成危害。研制出了粉煤灰复合材料固化体系。该复合材料是选用粉煤灰和水泥作为主要固化剂，辅以化学添加剂的固化体系。现场应用表明，采用粉煤灰复合材料固化体系，固化物强度高，硬化速度快，固化物的浸出液毒性均在GB3550-83的控制指标内。该方法能显著降低废钻井液中金属离子和有机质对土壤的侵蚀和土壤沥滤程度，从而减少对环境的影响和危害。回填还耕也比较容易，并且成本低，具有较好的社会与经济效益。     

纳米技术在石油工业上游领域应用初探

纳米技术是指至少一维尺寸在1～100nm范围，并且仅仅由于尺寸的变化而产生极其特殊性能的技术．它包括纳米材料的制备、性能的表征及应用。对纳米技术在石油工业上游领域涉及到的石油钻井、采油生产及油田污水处理等方面的应用进行分析探讨。认为，在钻井领域可以出现一种具有强抑制性的钻井液和相应的新技术，有效地解决钻井过程中的井壁稳定及油气层保护等问题，同时在非直井的钻井过程中有效地降低钻水平段的摩阻，使水平段进一步延深成为可能；在采油领域利用纳米材料作为驱油剂，进一步提高原油采收率；在油田污水处理方面，利用纳米材料对废水中的有机物、重金属及各种菌类进行有效去除。     

一种新型除油机理及含油钻屑除油技术

油基钻井液是页岩气开发中最为常用的一种钻井液体系,随着页岩气勘探开发的加快发展及油基钻井液的大量使用,其产生的含油钻屑带来的环境污染也逐渐成为油气田企业的环保难题。为此,进行了现场含油钻屑组成、重金属含量和浸出液生物毒性分析,确定了含油钻屑污染特性和处理重点:针对含油钻屑污染特性,基于化学清洗法,首次引入过渡态理论,通过理论和实验分析,提出了一种新型岩屑除油机理,油滴从岩屑表面移动至油相存在着一个势能壁垒,清除岩屑中的油污需越过此势能壁垒;进而设计了含油钻屑除油配方,并通过单剂筛选、配方优化和除油条件优选,最终开发了一套含油钻屑化学清洗法除油技术。使用效果表明:在所研制的聚氧乙烯类除油剂与硫酸盐类、磺酸盐类辅助除油剂的共同作用下,势能壁垒可降低92.81%,由其处理的含油钻屑除油率达到93.02%。结论认为,该技术工艺安全简单、成本低、除油率高,可有效地解决含油钻屑的环境污染问题。     

页岩气油基钻屑萃取处理技术

随着页岩气、致密气等非常规油气的开发,因油基钻井液较水基钻井液有不可替代的优点,油基钻井液的使用规模逐渐增加,但钻井过程中产生的油基钻屑是含油危险废弃物,对环境、生态及安全均产生严重的影响。因此,研发了一种萃取剂CQJ,形成了适合于处理页岩气油基钻屑萃取工艺。该萃取剂CQJ与常规溶剂相比,具有闪点高、挥发性低、萃取效果好、毒性低的优点。对四川页岩气某区块油基钻屑进行了油基钻屑萃取处理中试,累计处理油基钻屑56 m3,取得了良好的效果。结果表明:处理后钻屑含油量平均达到0.76%,其钻屑浸出液指标符合污水排放标准;萃取剂回收率平均达到95.4%,油回收率平均达到91.5%,萃取剂可重复使用,同时回收油性能满足二次配制油基钻井液要求,实现了无害化、资源化,不造成二次污染的目标。      

一种无氯盐环保型强抑制水基钻井液体系

为减少油气资源勘探与开发过程中钻井液对周围环境的污染与生态系统的破坏,实现"绿色"钻井,并尽可能提高钻井液性能,笔者采用研制的包被剂、仿生固壁剂等与优选的处理剂进行复合,研发出了一套无氯盐环保型强抑制水基钻井液体系。室内研究结果表明,该体系在热稳定性、抗污染能力、抑制性能等方面表现优异,在120℃下连续热滚72h后钻井液性能稳定,可抗土粉污染达10%,抗钙侵0.8%,抗盐侵30%,页岩岩屑滚动回收率高达98.5%,抑制性评价结果优于PHPA/KCl体系。该体系能够满足常规环保评价指标,同时避免了使用氯盐,减轻对土壤结构、植物生长和地下水产生的负面影响。半数有效浓度EC₅₀小于106 mg/L,易生物降解比值BOD₅/COD_Cr为0.633,重金属含量远低于标准值,因此,无生物毒性,可降解,可排放。实验数据和评价结果均表明,该体系是一种既能满足钻井工程需求又能保护生态环境的新型水基钻井液体系,有较好的应用前景。      

钻井废液固化治理技术在四川油气田的应用

钻井废液尤其是含有矿物油、盐类、重金属以及有机聚合物等污染物的钻井废液，直接排放必然会对环境产生严重影响，是环境污染治理的难点和重点之一。为此，根据前期在室内的固化试验研究成果，提出了固化治理的技术思路和对策。现场试验应用证明：以7%～8％水泥+7%～8％粉煤灰+3%～5％石膏+6%～8.5％硫酸铝+2%～4％无机固化主剂A的复合固化剂为基础的固化处理技术，可以使浸出液污染物浓度达到国家污水综合排放一级标准；钻井废液固化技术可以使固化胚体达到强度、环保的要求，可实现覆土还耕。该技术成本低、效果好，具有应用价值，可带来一定的经济效益和社会效益。     

Biodegradation of Waste Water-based Drilling Fluid From an Offshore Drilling Operation

The biodegradation technology of water-based drilling fluid from the ocean drilling plant was studied. The main pollutant of waste water-based drilling fluid is long-chain alkanes validated by GC-MS. A sequencing batch reactor with domesticated activated sludge had an effective biodegradability on the pollutants mentioned previously. In the first step, 0# diesel oil sold in the market was accommodated to simulate the environment of water-based fluid to make the activated sludge has certain adaptability. In the second step, waste water-based drilling fluid with the concentration increasing gradually was accommodated directly to domesticate the activated sludge deeply. The results show that, chemical oxygen demand removal ratio over 80% is achieved. Biodegradation ratio of the long-chain alkanes is 83–93% by the microorganisms and short-chain alkanes are easier than long-chain alkanes while n-alkanes are easier than isoparaffin.     

新疆油田废弃钻井液固化处理技术

油田钻井作业中排放的废弃钻井液,能在长时间保持液态,对环境保护、油田建设及人畜的安全都不利。本文通过对国内外废弃钻井液处理方法的调研,结合新疆油田情况确定了对废弃钻井液固化处理的方案。针对新疆油田常用的聚磺、钾钙基和聚磺混油三种体系的废弃钻井液,确定了不同固化时间与固化体强度的废弃钻井液固化处理配方。并在新疆油田八区进行了四口井次废弃钻井液的固化处理,达到了预期的效果。     

风城油田超稠油污水旋流分离技术

风城超稠油具有密度高、黏度高、胶质和沥青质含量高,采出液泥砂含量高,以及存在多重乳液形态等特点,这些特点使得采出液油水分离难度大,分离出的污水含油量高,污水处理药剂用量大,系统运行效率低,处理成本高。旋流分离是一种实现高温密闭处理,提高分离效率、污油回掺处理效果的经济、高效处理技术。通过风城超稠油污水旋流分离技术的研究与应用,形成了超稠油污水旋流除油-化学反应处理技术,补充完善了新疆油田污水离子调整旋流反应法处理技术,为超稠油污水处理探索了新途径。     

Recovery of Value Added Products Can Help Survival of Solvent Extraction Unites in a Lube Processing Refinery: A Case Study

Abstract

This article investigates the disadvantages of polymer sulfonate and oil-based drilling fluids after use, such as pollutants seriously exceeding current standards and poor degradation. After the later stage treatments, like landfill and solidification, waste drilling fluids also have secondary pollution. Based on laboratory experiments, we established the green performance evaluation standards and specifications of drilling additives and drilling fluid systems, including chemical toxicity, biological toxicity, and biodegradability. We developed a green drilling fluid additive and drilling fluid system that are nontoxic, biodegradable, and reservoir protective. The green drilling fluid additive and drilling fluid system can effectively control the production of environmental pollutants from the source. The green drilling fluid system was successfully applied in Tarim oilfield and Karamay oilfield for the first time, fulfilling the pollution-free disposal of throwing waste drilling fluid onto the soil. This technique could be used in improving and enriching soil. The laboratory experiments and field applications indicated that the drilling fluid system had low chemical toxicity. The contents of heavy metals Cd, Hg, Pb, Cr, and As are respectively below 0.3, 0.02, 3.7, 4.9, and 3.1 mg/kg; the acute biotoxicity EC₅₀ was greater than 30,000 mg/l; and the biodegradation index BC (Biological oxygen demand [BOD₅]/Chemical oxygen demand [COD]) was greater than 0.35. Soil organic matter and the major fertility indexes, such as nitrogen, phosphorus, potassium, were increased by 40% after throwing waste drilling fluid onto the soil. The core permeability recovery value was greater than 80%. This drilling fluid system realizes the organic unity of low toxicity, biodegradability, improving soil conditions after throwing, and reservoir protection. This is an important advancement for the coordinated development of Chinese oil industry and environmental protection.     

废弃钻井液固液分离技术研究

针对江苏油田废弃钻井液处理过程中使用絮凝剂时出现的问题,探讨了废弃钻井液化学固液分离的机理.研究了单独的无机絮凝剂、有机絮凝剂以及无机絮凝剂和有机絮凝剂共同作用下对废弃钻井液和钻井污水的ζ电位的影响,优选确定了5套化学脱稳配方和2套污水二次处理试验方案.对S19-3井废弃钻井液进行了工业化现场试验,结果表明,所选用的化学脱稳配方对废弃钻井液体系有很强的脱稳效果,更易于离心脱水分离.而离心脱出水经混凝沉降和过滤处理,C0D去除率达80.8%,SS去除率达99.2%,混凝沉降、过滤效率高,外排水都符合GB 8978-1996"污水综合排放标准"规定的一级标准要求;絮凝泥渣再造浆率差,泥渣浸出液中主要污染物含量均很低,可以就地掩埋,不会对环境构成危害.     

钻井液不落地技术在大牛地气田的应用

为有效保护环境和实现钻井液的重复利用,在大牛地气田开展了钻井液不落地技术试验。通过调研论证进行效果和成本分析,结合大牛地气田的特点,完成了现场实施方案设计论证。DP90S井的现场应用结果表明,全井钻进过程中无废弃固相和液相落地。钻井液不落地技术减少了挖泥浆池的工作量,实现了钻井施工过程中废弃钻井液的零排放,减少了其对环境造成的损害,完钻后地面完全恢复钻前状态;废弃钻井液的重复利用,还可大幅减少钻井成本投入,因而具有广阔的应用前景。     

HL-FFQH环保型水基钻井液体系的构建及应用

针对目前环保型钻井液体系应用效果不理想、成本高等问题,采用前期合成的5种无毒、易降解、金属含量达标的处理剂,优化出一套HL-FFQH环保型钻井液体系,配方为:4%膨润土浆+0.3%包被剂HLBE-2+2%降滤失剂HLJ-1+3%固壁剂HLGB-3+1%封堵剂HLFD-1+2%润滑剂HLR-2+重晶石。室内评价结果表明,该环保型钻井液体系流变性良好;8 h泥页岩膨胀量仅为2.5 mm,具有很强的抑制性;用7%钻屑污染后流变性能稳定,滤失量变化小于0.4 mL,具有优良的抗钻屑污染能力;经150℃、16 h老化后的钻井液润滑系数及泥饼摩阻系数分别为0.10和0.08,润滑性良好;生物毒性、生物降解性及金属含量等均符合环保指标;废弃的钻井液颜色较浅,滤饼和滤液不影响动植物的生长和生存。HL-FFQH环保钻井液体系在华北油田的4口井中获得成功应用。现场应用表明,该钻井液体系性能稳定、抑制防塌性强;具有良好的储层保护和环境保护能力;机械钻速较邻井提高了85.5%,无井下复杂事故发生。HL-FFQH环保型钻井液体系从前期配方和后期废弃物均符合环境保护要求。      

冀东油田废钻井液固化处理技术

针对冀东油田地下水位高、废钻井液中矿化度高的特点．开发出了一种新型废钻井液固化技术。该技术通过在废钻井液中均匀加入特制固化剂，使其迅速破乳、稠化而胶凝．最后生成以钙矾石、盐以及水化硅酸钙凝胶为主的具有一定抗压强度的固体团块，回收用以建设井场．以达到控制污染物，保护环境之目的。废钻井液固化体5d抗压强度不小于1．0MPa．浸泡48h后强度不降低；浸出液水质达到国家综合污水二级排放标准；固化物初凝时间短．初凝4h后人可行走；有一定的抗盐性．Cl-含量可达6000mg／L。截至2002年底．冀东油田已对近100口井的废钻井液进行了固化处理，治理废钻井液达到3万多立方米．增加井场有效使用面积20000m2．既保护了油田生态环境，改善了工农关系，也节约了投资，具有很高的经济效益和环境效益。该项技术特别适合在滩海油田中应用。     

高密度钻井液加重剂再利用的几点思考

随着深井、超深井钻井技术的发展，高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。介绍了废钻井液组成、国内外对废钻井液的处理方法及存在的缺陷。提出了处理钻井液中加重剂的新方法及相应工作模型。结合现场试验数据，指出合理使用好新方法需解决的关键问题：①确定出不同地层、不同岩性、不同机械钻速下回收加重剂的动态粒度点；②确定出在“实时”模式下回收加重剂和钻井液粘度的上限值。指出解决关键问题的方法及现实意义。     

海上废弃钻井液的无害化处理方法研究

随着中国石油行业快速发展,钻井井场产生废弃钻井液增多,大量废弃钻井液对海洋陆地环境造成严重污染,对废弃钻井液无害化处理对生态环保具有重要意义。随着对环保的重视,钻井中产生的钻井液处理受到关注。废弃钻井液是海上油田开发中产生的主要污染物,其含有多种有害物质,无害化处理对保护海洋生态环境健康具有重要意义,本文综述国内外废气钻井液生物毒性评价,指出建立多生物能级的钻井液毒性评价方法。