川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用略论

本文在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井应分井段或分不同钻井液体系固废进行收集并分类采用不同处置利用技术进行资源化处置利用,可达到更经济安全环保的利用效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优先择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次才是制成水泥块或免烧砖,最后才是转运制砖利用;油基钻屑的处置利用最关键的问题是争取脱油能按一般固废对待的国家或地方政策或规定争取,脱油后的油基钻屑最好的资源利用方式应是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理者和工作者具有一定参考价值和指导意义。     

水基钻井固废分类资源化处置利用浅论

基于中国石油西南油气田目前水基钻井固废均送当地制砖厂处置利用存在的处置费用高、潜在 安全环保风险大的问题,在简要分析西南油气田水基钻井固废的产生量、来源、特性、组成性质等基础上,提出了依据不同水基钻井液体系对钻井固废进行分类的方法,并重点论述了气体水基钻井固废、聚合物钻井液体系 固废、磺化钻井液体系固废３种水基钻井液体系所产生固废的污染物性质,相应的资源化处置利用方法第1优选分别为：直接/生物处理土壤利用、生物处理土壤利用、制烧结砖/生物处理土壤利用等,提出了相关结论建议,对油气勘探钻井环保决策管理和研究具有一定参考价值。     

页岩气勘探开发钻井固废特性鉴别研究

为实现清水钻屑、水基钻屑和油基钻屑3类钻井固废的资源化处理处置,对现有页岩气勘探开发 产生的3类钻井固废的成分进行固废特性的鉴别。分析了固废的来源与产生方式,根据GB 5085.1～6—2007从氧化性、摩擦感度、遇水放气、腐蚀性对危险废物特性进行鉴别,从浸出毒性、毒性物质含量、急毒性物质初 筛、生物毒性评价方面对危险废物进行毒性鉴别,根据GB 18599—2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控 制标准》对其进行一般工业固废的鉴别。结果表明：3类钻井固废不具有GB 5085—2007《危险废物鉴别标准》 所规定的易燃性、反应性等危险固废特性指标;3类钻井固废生物毒性远低于危险固废所规定的最低值,水基钻 屑和油基钻屑热解灰渣的生物毒性评价结果均为无毒;除pH值高于9.0之外,3类固废的浸出液其他指标均 低于GB 18599—2001中第Ⅱ类一般工业固废标准要求。     

高性能水基钻井液废物不落地处理先导试验

高性能水基钻井液是“水代油基”钻井液技术发展的新型水基钻井液,采用物理分离-资源化处理工艺处理高性能水基钻井液废物,回收钻屑夹带的钻井液,剩余固相通过资源化处理制成铺路基土和免烧砖等资源化产品,产品的浸出液主要指标达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准,产品质量符合相应的国家建材产品质量要求。     

我国页岩气开发钻井废物污染防治技术进展

我国在逐步加大页岩气开发力度的同时,也在加大页岩气开发过程中的环保技术研究,以促进页岩气开发绿色可持续发展。文章分析了页岩气开发过程中钻井废物处理存在的主要问题,针对这些问题,介绍了环保型钻井液、水基钻井废物处理与资源化、油基钻井废物处理与资源化等技术及其应用进展。提出了强化源头控制,从钻井液、井身结构设计、钻完井等方面进行全面管控,提高钻井液的循环使用效率,研发高效的废液净化工艺,降低钻井废物的产出,并实现钻井废物资源化的发展思路。     

苏里格气田水基钻井废物资源化处置

为避免或减小水基钻井废物对环境造成的影响,苏里格气田本着“建一个气田,留一片绿色”的理 念,对液相循环利用,固相外委处置,同时进一步探索钻井岩屑减量和资源化利用途径。文章通过对钻井岩屑成分分析,对泥浆池土壤和植被进行环境调研,进一步探讨钻井废物在苏里格气田的处置及资源化利用,介绍 了2015年之前固化法的应用情况,2015年之后实施钻井液不落地技术的应用情况。提出优化钻井液体系,强化现场处置及监管力度,进一步实现源头控制及循环利用。同时,结合国内外钻井废物处置、再利用现状,积极 探索钻井固废铺垫井场、铺垫油区道路等资源化利用方式。     

水基钻屑制备烧结砖技术研究及应用

针对某地区钻井过程中水基钻屑产生量大、处理难的问题,通过水基钻屑制烧结砖技术,进行钻井废物资源化利用。介绍了水基钻屑制作路基材料、免烧砖、烧结砖等“资源化”处置技术现状,对水基钻屑制备烧结砖技术进行实验研究,进行了破胶处理和钻屑成分分析,分析了水基钻屑预处理,对烧结砖性能进行评价,结果表明,水基钻屑、配伍材料B、补强剂A之比为1∶4∶5时,抗压强度等指标达到GB 5101—2003《烧结普通砖》要求,烧结砖浸出液达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准。     

钻井固废资源化处置利用技术综述

钻井固废具有固相含量高、有机物含量高、pH值较高、黏附性强、色度深、有害重金属含量低、不同类别固废其组成来源不同、性质差异较大等特点,处理处置及资源化利用难度较大,已成为当前油气勘探钻井污染治理的处置利用重点和难点。文章基于固废处置的减量化、资源化和无害化原则,分析论述了现钻井固废的资源化处置利用技术,分析了各技术适用处理对象,对油气田环保工作具有一定参考价值。     

涪陵页岩气田钻井岩屑资源化利用实践

总结了涪陵页岩气田开发初期钻井岩屑采用固化填埋方式处置存在占地面积大且易产生二次污 染隐患等问题,因地制宜地探索钻井岩屑的资源化利用。分析了水基岩屑随钻预处理和油基岩屑热脱附技术, 结合钻井岩屑的理化性质,开展了水基岩屑脱水后干渣制路基材料、制砖及水泥窑协同处置,油基岩屑灰渣制 混凝土、制砖及水泥窑协同处置的探索和实践,基于环境安全、技术稳定可靠、消纳量大的原则,最终形成了涪 陵页岩气田钻井岩屑资源化方案：水基岩屑“随钻预处理、水泥窑协同处置”,油基岩屑“热脱附、水泥窑协同处 置”,实现了钻井岩屑的资源化综合利用。     

油基钻屑微波热处理技术研究进展

随着社会不断发展,人们对能源的消耗逐年递增,为缓解能源紧张问题,我国正积极开发页岩气能源。页岩气开发开采过程中需要大量使用油基钻井液,这将导致大量含油钻屑的产生。油基钻屑处理不当会对周围环境产生巨大危害,因此,油基钻屑的无害化处理成为亟待解决的问题。通过简述常规油基钻屑处理技术,介绍微波处理技术的原理、特点及研究进展和展望。为油基钻屑微波热解处理技术高效节能、安全环保,为油基钻屑的资源化处理提供了新的思路和方向。     

油基钻屑处理及资源回收技术进展

随着非常规油气的大规模开采,油基泥浆的使用规模大幅度增加,油基钻井废弃物处理处置已成亟待解决的环保难题。基于有关文献,综述了目前国内外油基钻屑的处理与资源化技术的进展,并对不同处理技术特点进行了对比。展望了未来油基钻屑处理与资源化技术的发展趋势,提出了发展建议。     

水基钻井废物处理工艺研究与试验

水基钻井废物含化学添加剂、含油物质、盐类及岩屑等,化学组分种类繁多,处理难度大。采用 “微波辅助破胶 旋流振动 压制脱水 微生物处置”工艺对水基钻井废物进行多元协同处理研究与试验,随钻连 续处理了3口井的三开段组分相对复杂的水基钻井废物,按照DB65/T3997—2017规定的检测方法,全过程动 态跟踪检测分析。结果表明：该工艺对主要污染因子COD、苯并（a）芘及含油率分步去除效果明显,随钻处理可 满足现场生产要求,处理后的固废各项指标均满足DB65/T3997—2017《油气田钻井固体废物综合利用污染控 制要求》,与固化处置相比,固废量可减少85％以上,大幅减少了井场固废堆存量。     

页岩气油基钻井液损耗分析与回收利用

针对四川页岩气井三开采用油基钻井液产生的油基钻屑污染环境、难以处理的问题,首先分析了现场钻进过程中油基钻井液损耗的问题,钻屑携带的油基钻井液是造成钻井液损失的主要原因且数量较多,需要将其回收利用从而降低成本。文章介绍了现场回收钻井液的设备及其原理。利用评价回收油基钻井液性能的公式,在W-7井进行了回收效果的讨论,结果表明,回收设备可以较好降低回收钻井液的低密度固相,回收后的油基钻井液没有对循环中的油基钻井液造成影响。四川页岩气多口井在现场使用了回收设备,节约了成本,效果显著。     

页岩气油基钻屑脱油灰渣资源化利用进展

针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑在堆放、运输和处理过程中均有可能对环境造成危害的问题,研究油基钻屑脱油灰渣的处置和资源化利用现状。在实际应用中,各种资源化利用技术由于政策、环保 标准、经济性等原因,除水泥窑协同处置技术外,很多技术还不能大量推广应用。文章通过系统调研,阐述了各项技术的原理、优缺点及资源化利用所面临的政策障碍、实际应用及二次污染等问题,指出了资源化利用技术在开发过程中需要加强过程污染控制、开展相关政策和标准制定、提高产品高附加值等方面研究。     

页岩气井钻井过程中套管磨损的计算分析

针对页岩气井钻井过程中套管磨损可能导致套管抗内压强度和抗挤强度降低的问题,建立了钻杆与套管磨损的计算模型。分析了页岩气井钻井过程中套管磨损机理,研究了套管钢级、井眼曲率、钻井时间、钻杆拉力等因素对套管磨损的影响。并对水基钻井液和油基钻井液2种不同磨损条件下,不同钢级套管磨损进行了研究。结果表明,套管钢级越高,磨损厚度越大,套管模损在水基钻井液比在油基钻井液中严重,在4个影响因素中,井眼曲率影响最为严重。研究结果为预测页岩气井中套管磨损提供了理论依据及试验指导。     

水基钻屑固化填埋对周边土壤环境的影响

为了探讨水基钻屑固化填埋对周边土壤环境的影响,以西南某页岩气田为例,选取了3处具有代表性的井场,先对水基钻屑固化处置方式和效果进行了评价,然后再对水基钻屑固化填埋池周边土壤进行监测,分析了固化填埋池对周边土壤环境的影响。结果表明,井场的水基钻屑固化填埋池周边土壤重金属的综合污染指数分别是0.45,0.56,0.29,三个井场的水基钻屑固化填埋池周边土壤重金属的综合污染指数均小于0.7,与相关标准相比,说明水基钻屑固化填埋暂时未对周边土壤造成影响,属于清洁水平。短期内水基钻屑的固化填埋效果较好,对周围土壤的环境影响较小。     

页岩气水基钻井液废物处理技术实践

针对页岩气常规水基钻井液废物采用泥浆池就地固化填埋处理方式所存在的占地面积大、处理过程中及处理后存在环保风险等问题,提出采用钻井液废物不落地处理技术。阐述该技术的工艺流程、设备设施及具体的施工步骤,以及在昭通页岩气示范区的实际应用效果。实践表明,钻井液废物不落地处理技术在钻井施工过程中可以减少土地占用、避免土壤污染隐患、增加钻井液废物资源化利用率。     

页岩气钻井水基岩屑成分分析及其烧结砖可行性研究

钻井水基岩屑属第Ⅰ类一般工业固体废物,属于鼓励类资源化类别的废弃物,资源化利用方式多样,目前多为烧结砖。通过对川南某页岩气田钻井水基岩屑进行化学成分、重金属元素、放射性元素等方面进行分析,该区域钻井水基岩屑通过激活处理后能进行烧结砖,从而实现钻井水基岩屑的安全环保处置。     

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。     

含油钻屑处理技术现状及发展趋势

针对微生物处理、热脱附、热清洗、焚烧和萃取等含油钻屑处理技术存在普适性差、资源浪费、技 术不成熟或投资较高等问题,探究更为高效、性价比高的含油钻屑处理技术。分析了国内外含油钻屑处理的法 律法规,对目前国内外常用的含油钻屑常规处理技术、资源化利用技术,及其应用现状进行了综述,通过对各类 技术的对比分析,提出含油钻屑处理技术高效低成本、“高价值”基础油回收与固相残渣的资源化利用、工厂化 和随钻化处理的双极发展趋势,对油基钻井液中的基础油、水进行回收利用,处理后的固相可以转化为可利用 的资源。