盐矿钻井废弃泥浆无害化处理技术及工程应用研究
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钻井废弃泥浆无害化处理技术研究【摘要】钻井废弃泥浆是钻井作业中产生的一种废弃物,对环境造成潜在危害。
本文通过对钻井废弃泥浆的产生原因和特性进行分析,探讨了目前无害化处理技术的现状和研究进展。
针对处理技术中存在的关键问题,提出了一些关键技术上的探讨。
展望了钻井废弃泥浆无害化处理技术的未来发展,并讨论了其应用前景和面临的挑战。
本文旨在为进一步研究和应用钻井废弃泥浆无害化处理技术提供参考,并为环保领域的工程技术发展提供支持。
【关键词】钻井废弃泥浆、无害化处理技术、研究、产生原因、特性分析、现状、进展、关键技术、展望、应用前景、挑战。
1. 引言1.1 研究背景钻井废弃泥浆是钻井作业过程中产生的一种副产品,其主要成分包括泥浆、砂石、钻屑等。
随着石油勘探开发的不断深入,钻井废弃泥浆的产生量也在逐渐增加。
这些废弃泥浆中含有大量有机物、重金属和其他有害物质,对环境造成了不可忽视的污染风险。
当前,钻井废弃泥浆的处理方法主要包括填埋、焚烧和固化等。
这些传统处理方法存在着诸多问题,如地下水污染、二次污染风险和资源浪费等。
研究如何有效地实现钻井废弃泥浆的无害化处理,对于保护地下水资源、减少污染物排放具有重要的意义。
钻井废弃泥浆无害化处理技术的研究已成为当前环境保护领域的热点问题之一。
通过对不同处理技术的比较和应用效果的评估,可以为钻井废弃泥浆的处理提供更加科学、高效的方案。
开展钻井废弃泥浆无害化处理技术研究具有积极的社会意义和经济效益。
1.2 研究意义钻井废弃泥浆是石油钻井作业中产生的一种废弃物,含有大量有害物质,对环境造成了巨大的污染威胁。
对钻井废弃泥浆进行无害化处理,具有非常重要的意义。
钻井废弃泥浆的无害化处理可以减少对地下水资源的污染,保护水资源的可持续利用。
地下水是人类生活和工业生产中必不可缺的重要水资源,但由于现代工业活动中产生的废水和废液对地下水造成了污染威胁。
通过无害化处理钻井废弃泥浆,可以减少这种污染,保护地下水资源的纯净和可持续利用。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究【摘要】钻井废弃泥浆是钻井活动中产生的一种废弃物,含有各种有害物质,对环境造成严重污染。
本文主要研究钻井废弃泥浆无害化处理技术,通过分析其危害性、综述处理技术、研究物理化学处理技术、生物处理技术以及探讨新型处理技术。
通过本文的研究,展望了无害化处理技术在环境保护领域的应用前景,提出了未来的发展方向。
总结指出,钻井废弃泥浆的无害化处理技术对环境保护具有重要意义,需要不断深入研究和完善,以实现对废弃泥浆的有效处理和资源化利用,保护环境和人类健康。
【关键词】钻井废弃泥浆、无害化处理、技术研究、危害性分析、综述、物理化学处理、生物处理、技术探讨、技术展望、发展方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景钻井废弃泥浆是指在钻井作业过程中产生的含有钻井液、岩屑和油污等有害物质的废弃物。
随着石油勘探开采的广泛开展,钻井废弃泥浆的排放量不断增加,给环境带来了严重的污染风险。
钻井废弃物中含有大量的有机物质和重金属等有害成分,对土壤、水体和空气造成严重破坏。
钻井废弃泥浆的无害化处理成为了当前研究的热点和难点问题。
传统的处理方法往往效率低、耗能高、处理成本较大,且处理效果不尽如人意。
开展钻井废弃泥浆无害化处理技术研究具有重要的现实意义和科学价值。
通过深入研究钻井废弃泥浆的危害性,探索并创新各种无害化处理技术,努力寻找高效、低成本、绿色环保的处理方案,对于减少环境污染、保护生态环境具有重要意义。
1.2 研究意义钻井废弃泥浆是石油勘探和生产过程中产生的废弃物之一,含有大量有机污染物、重金属和挥发性有机物等有害物质。
如果随意排放或处理不当,将直接危害环境和人体健康。
对钻井废弃泥浆进行无害化处理技术研究具有重要意义。
钻井废弃泥浆的无害化处理可以减少污染物对土壤和水体的污染,保护生态环境的完整性和稳定性。
根据相关统计数据显示,钻井废弃泥浆排放是导致土壤和水体污染的重要来源之一,通过有效的无害化处理技术,可以降低环境污染的风险,改善周边生态环境质量。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究钻井废弃泥浆是指在钻井作业中产生的一种含有岩屑、添加剂和井液成分的废弃物。
由于其含有一定的毒害物质和重金属成分,直接排放或简单处理将对环境造成严重影响。
对钻井废弃泥浆进行无害化处理是一项十分重要的任务。
目前常用的钻井废弃泥浆无害化处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种方法。
物理处理是指通过物理手段去除钻井废弃泥浆中的固体颗粒和悬浮物等。
常用的物理处理方法包括离心沉降、过滤、沉淀和脱水等。
离心沉降是利用离心力将颗粒物质从泥浆中分离出来,达到净化的效果。
过滤是通过滤网将颗粒物质截留在滤网上,实现去除的目的。
沉淀是将泥浆浸泡到特定的溶解剂中,通过溶解剂的特性将颗粒物质从泥浆中分离出来。
脱水则是通过一定的脱水设备将泥浆中的水分去除。
化学处理是指通过化学反应将钻井废弃泥浆中的有害物质转化成无害物质。
常用的化学处理方法包括中和、沉淀和化学氧化等。
中和是利用酸碱反应将泥浆中的酸碱物质进行反应中和,使其成为中性物质。
沉淀是通过加入特定的沉淀剂将泥浆中的重金属离子沉淀下来,达到去除的效果。
化学氧化是通过加入氧化剂,使得泥浆中的有机物质发生氧化反应,转化成无害的物质。
生物处理是指利用微生物对钻井废弃泥浆进行降解和转化的方法。
常用的生物处理方法包括厌氧处理和好氧处理两种。
厌氧处理是将泥浆置于无氧条件下,利用厌氧菌群对有机物质进行降解。
好氧处理则是将泥浆暴露在氧气环境下,利用好氧菌群对有机物质进行氧化分解。
还可以利用微生物来吸附和沉淀钻井废弃泥浆中的重金属离子和其他有害物质。
钻井废弃泥浆的无害化处理技术研究是一项繁琐而复杂的工作。
需要综合利用物理、化学和生物的方法,通过合理的处理过程,将废弃泥浆中的有害物质去除,使其达到无害化排放的要求。
这对于保护环境和保障人们的生活质量具有重要意义。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究1. 引言1.1 背景介绍钻井废弃泥浆是钻井作业中产生的一种废弃物,主要包括钻井液、岩屑和钻井设备清洗液等。
随着石油勘探与开发的不断推进,钻井废弃泥浆的产生量也在不断增加。
这些废弃泥浆中含有大量有机物、重金属离子和高盐分等有害物质,对地下水和土壤造成污染,严重影响生态环境和人类健康。
当前,钻井废弃泥浆的处理主要采用焚烧、填埋或直接排放等传统方法,但这些方法存在着能源消耗大、排放二次污染等问题。
开展钻井废弃泥浆无害化处理技术研究,对于有效减少污染物排放、保护环境具有重要意义。
本研究旨在探索一种钻井废弃泥浆的无害化处理技术,通过研究废弃泥浆的特性和现有处理技术的不足之处,提出一种更加高效、环保的处理方法,为石油勘探开发行业的可持续发展提供技术支持和参考。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨钻井废弃泥浆的无害化处理技术,解决当前钻井废弃泥浆处理存在的环境污染和资源浪费问题。
通过对现有处理技术进行研究和总结,结合实验和数据分析,提出有效的处理方法,实现钻井废弃泥浆的资源化利用和环保要求。
通过技术的应用与推广,为地下水和土壤的保护提供有效的解决方案,并促进钻井行业的可持续发展。
本研究旨在为钻井废弃泥浆的无害化处理技术提供理论和技术支持,提高社会对钻井废弃泥浆处理问题的关注度,推动行业标准的提升和完善。
1.3 研究意义钻井废弃泥浆无害化处理技术的研究意义在于解决钻井行业面临的环境污染和资源浪费等问题,具体包括以下方面:钻井废弃泥浆是钻井作业过程中产生的含有钻井液、泥浆添加剂和岩屑等物质的废弃物,如果不经过有效处理就随意排放会对地下水、土壤和生态环境造成严重污染,影响人类健康和生态平衡。
当前存在的钻井废弃泥浆处理技术主要集中在填埋、焚烧等传统方法,这些方法存在着资源浪费、能源消耗大、处理成本高等问题,难以实现对废弃泥浆的有效无害化处理。
开展钻井废弃泥浆无害化处理技术研究,对于降低资源浪费、减少环境污染、提高资源利用率具有重要意义。
钻井废弃物无害化处理技术研究及应用摘要:本文旨在探讨钻井废弃物无害化处理技术的研究和应用。
首先,对钻井废弃物的特性进行了概述,并分析了传统处理方法存在的问题。
随后,讨论了当前正在被广泛研究和应用的几种新型处理技术,包括热解、生物降解和化学处理等。
每种技术的原理、优点和局限性被详细介绍,并以实际案例为例说明其在应用方面的成效。
最后,提出了进一步研究的方向和政策建议,以促进钻井废弃物无害化处理技术的发展与推广。
关键词:钻井废弃物;无害化处理;应用引言:随着能源需求的日益增长,钻井活动也在全球范围内不断推进。
然而,钻井废弃物的产生成为了一个严峻的环境问题。
传统的处理方法往往无法有效处理这些废弃物,导致它们对土壤和水源造成严重污染。
因此,研究和应用钻井废弃物无害化处理技术变得迫切和重要。
1钻井废弃物成分及其对环境的影响钻井废弃物是指在石油和天然气钻探及开采过程中产生的固体、液体和气体废弃物。
这些废弃物的成分多样,包括钻井泥浆、回流液、切屑、钻井液、水产生液等。
这些废弃物对环境造成了一定的影响。
钻井废弃物中的化学物质可能对土壤和地下水造成污染。
钻井废弃物中含有各种重金属、有机化合物和放射性物质,这些物质在废弃物排放或外泄后,可能渗入土壤层和地下水系统,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。
其次,钻井废弃物的排放和处理可能导致大气污染。
一些钻井废弃物中含有挥发性有机物和硫化物等物质,在处理或排放过程中可能释放到大气中,对空气质量产生不利影响,例如臭气、酸雨等。
此外,在钻井废弃物的处理和处置过程中,若没有合理的方法和严格的监管,可能会对附近的土地、水域和生态系统造成破坏。
例如,不当处理废弃物可能导致土地变质、植被凋亡,或者污染水域,危害水生生物。
2钻井废弃物无害化处理技术思路钻井废弃物无害化处理技术是一个重要的环境保护问题。
钻井活动产生的废弃物包括岩心、泥浆、钻井液、水泥、金属碎片等。
这些废弃物中可能含有有害物质和化学物质,对环境和人类健康产生潜在风险。
钻井废弃泥浆无害化及资源化技术应用钻井作业是石油和天然气勘探开发过程中的重要环节,而钻井废弃泥浆的处理一直是行业关注的热点问题。
传统的处理方式往往会对环境造成污染,因此钻井废弃泥浆的无害化及资源化技术应用成为了当下的研究重点。
本文将重点介绍钻井废弃泥浆无害化及资源化技术的应用情况及其意义。
一、钻井废弃泥浆的特点钻井作业过程中所产生的废弃泥浆具有酸碱度高、有机物含量高、细颗粒物多等特点。
这些废弃泥浆如果不经过处理就直接排放到环境中,将会对土壤和水源造成污染,危害生态环境。
二、钻井废弃泥浆的无害化处理技术1. 生物处理技术生物处理技术是利用微生物对有机物进行降解的方法,通过合适的菌种和条件,可以将有机物降解为无害物质。
目前,生物处理技术在钻井废弃泥浆处理中得到了广泛应用,其处理效果良好,且对环境友好。
2. 热压处理技术热压处理技术是通过高温高压对废弃泥浆进行处理,使有机物分解并使泥浆结构发生变化,减少了对环境的危害。
这种技术处理后的泥浆可以作为建筑材料或填埋使用,实现了废弃泥浆的资源化利用。
3. 化学处理技术化学处理技术是通过添加化学药剂对废弃泥浆进行处理,使其有机物和重金属成分发生变化,达到无害化的目的。
这种技术对有机物和重金属的去除效果较好,但需要注意化学药剂的选择和添加量问题。
三、钻井废弃泥浆的资源化利用技术1. 回收利用有机物钻井废弃泥浆中含有大量有机物,通过适当的技术处理可以将这部分有机物提取出来,用于再生燃料或者化工原料。
2. 回收利用重金属钻井废弃泥浆中的重金属含量较高,通过适当的技术处理可以将重金属回收利用,用于金属生产或者其他用途。
四、钻井废弃泥浆无害化及资源化技术的应用情况目前,国内外许多石油和天然气开采企业已经开始采用无害化及资源化技术处理钻井废弃泥浆。
通过技术改造和设备更新,大部分钻井废弃泥浆得到了有效处理,实现了对环境的保护和资源的回收利用。
五、技术应用的意义1. 保护环境钻井废弃泥浆无害化处理技术的应用可以有效减少对土壤、水源和空气的污染,降低环境风险,维护生态平衡。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究引言钻井废弃泥浆是钻井作业中产生的一种有害固体废弃物,其处理不当会对环境造成严重的污染危害。
研究钻井废弃泥浆无害化处理技术具有重要的实际意义。
本文将从钻井废弃泥浆的特性、无害化处理技术的研究现状以及未来的发展方向等方面进行深入的探讨。
一、钻井废弃泥浆的特性1.1 组成成分钻井废弃泥浆是由各种钻井液、地层岩屑、油气含水层水等混合而成的废弃物料。
其中包含有钻井液中的钻井泥浆、聚合物、重金属离子等成分,以及地层岩屑、油气含水层水中的各种有机污染物等。
1.2 物理性质钻井废弃泥浆在物理性质上通常具有较高的粘度、较大的比重和颗粒度分布范围广等特点。
粘度和比重是影响其处理的重要因素,同时颗粒度分布范围广则导致其处理难度较大。
1.3 化学性质钻井废弃泥浆中可能含有各种有机物、重金属离子等化学成分,其中部分对环境具有一定的毒害性。
需要对其进行有效处理,使其化学性质达到无害的状态。
二、无害化处理技术的研究现状2.1 热法处理技术热法处理技术是将钻井废弃泥浆放入高温炉内进行热解实现无害化的处理方法。
该方法能够有效降低泥浆中的有机物含量,并能使泥浆中的重金属离子得以有效分解,从而达到无害化处理的目的。
该方法存在设备能耗较高、工艺复杂等问题,且在处理过程中会产生大量的有害气体排放,对环境造成二次污染。
2.2 化学法处理技术化学法处理技术是利用化学药剂对钻井废弃泥浆中的有机物、重金属离子等进行降解和沉淀,从而实现无害化处理的方法。
当前主要采用氧化法和沉淀法。
氧化法利用氧化剂将有机物氧化分解,沉淀法则是利用沉淀剂将重金属离子沉淀下来。
这两种方法操作简便,能耗低且附加服务费低,目前被广泛应用。
2.3 生物法处理技术生物法处理技术是利用微生物对钻井废弃泥浆中的有机物进行降解的方法。
该方法具有技术成熟、设备投资小等特点,但是其处理周期较长,而且对温度、PH值等环境条件要求较高。
2.4 土壤修复技术土壤修复技术是将无害化处理的钻井废弃泥浆与土层混合进行填埋的一种终端处理方法。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究钻井废弃泥浆是在钻井过程中形成的一种废弃物,含有大量的重金属、有机物和矿物质等,对环境造成了很大的污染和威胁。
为了保护环境和减少资源浪费,需要对钻井废弃泥浆进行无害化处理。
本文在理论分析和实践经验的基础上,探讨了钻井废弃泥浆无害化处理技术的研究进展和应用情况。
一、钻井废弃泥浆的污染特征和危害钻井废弃泥浆是指在采油、钻井和井控过程中产生的废物,其中含有高浓度的重金属、有机物、矿物质和放射性物质等,严重污染了土壤、地下水和地表水等环境媒介。
钻井废弃泥浆的主要成分和特征如下:1.重金属含量高,主要包括铁、锰、铜、锌、镉、铅等,严重超标。
2.有机物含量高,主要来自钻井液中的助剂和添加剂,以及钻井机械设备和天然油气本身。
有机物会产生挥发性有机物和难降解物质。
3.矿物质含量高,是由钻井液中的胶土和黏土等矿物质组成的,矿物质会对土壤结构和肥力造成破坏。
4.放射性物质含量高,主要来自地下油气蕴藏层中的天然放射性元素,放射性物质会对人体健康造成慢性危害。
5.钻井废弃泥浆的PH值低,有些钻井废弃泥浆还可能含有毒性物质和病原菌等对环境有害的成分。
钻井废弃泥浆的危害主要表现在以下几个方面:1.严重污染土壤和地下水及地表水,使其无法再次利用。
2.对生物造成毒害和影响,破坏生态平衡。
3.对人体健康造成慢性危害。
因此,需要通过无害化处理技术对钻井废弃泥浆进行处理,减少对环境的影响,保护生态环境。
1.化学处理技术化学处理技术是利用化学物质来吸附、分离和转化钻井废弃泥浆中的有害成分,使其变为无害物质。
化学处理技术分为单一化学处理技术和复合化学处理技术。
单一化学处理技术通常利用各种吸附剂、离子交换剂、还原剂和氧化剂等单一化学物质进行处理。
而复合化学处理技术是将多种化学物质混合使用,以提高无害化处理的效果。
生物处理技术是指利用一定的微生物菌群来降解钻井废弃泥浆中的有机物,将其转化为CO2和水等无害物质。
钻井废弃泥浆无害化及资源化技术应用【摘要】钻井废弃泥浆是钻井作业中产生的有害废物,其处理对环境和人类健康造成潜在威胁。
本文主要介绍钻井废弃泥浆无害化及资源化技术应用。
在无害化处理技术方面,包括生物降解、化学处理等方法;资源化利用技术包括能源回收、材料再利用等方式。
国内外应用案例展示了不同地区钻井废弃泥浆处理的实践经验。
技术发展趋势和关键技术挑战分析了当前发展现状和待解决的问题。
结论部分提出了技术推广建议和未来发展方向,总结了本文讨论的内容。
通过本文的研究,可以为钻井废弃泥浆的处理提供参考和借鉴,促进该领域的技术创新和发展。
【关键词】钻井废弃泥浆、无害化处理、资源化利用、应用案例、技术发展趋势、关键技术挑战、技术推广建议、未来发展方向、总结。
1. 引言1.1 背景介绍钻井废弃泥浆是指在石油钻井过程中产生的含有重金属、有机物、油污等有害物质的泥浆。
随着石油开采规模的不断扩大,钻井废弃泥浆的处理和处置问题日益凸显,给环境保护和生态安全带来了严重挑战。
钻井废弃泥浆中的有害物质容易对地下水资源造成污染,影响生态系统的平衡,甚至危害人民健康。
对钻井废弃泥浆进行无害化处理和资源化利用已成为当前急需解决的环保难题。
为了应对这一问题,研究者们积极探索钻井废弃泥浆的无害化处理技术和资源化利用途径,推动相关技术的广泛应用,助力石油行业的可持续发展。
引入先进的技术和管理模式,促进钻井废弃泥浆处理的全面、高效、环保,已成为当前石油行业的热点和发展方向。
1.2 研究意义钻井废弃泥浆无害化及资源化技术应用的研究意义在于解决钻井过程中产生的废弃泥浆对环境和人类健康造成的潜在危害。
钻井废弃泥浆中含有大量的有害物质和重金属,如果不能得到有效处理和处置,可能会对土壤、地下水和周边生态环境造成严重的污染。
开展钻井废弃泥浆无害化处理和资源化利用技术研究具有重要意义。
当前,随着石油勘探开发活动的不断增加,钻井废弃泥浆的数量也在不断增加。
如何有效处理这些废弃物成为重要的课题。
废弃钻井液无害化处理技术研究一、本文概述随着石油工业的快速发展,钻井作业产生的废弃钻井液已成为一个亟待解决的环境问题。
废弃钻井液中含有大量有害物质,如重金属、石油烃类、化学添加剂等,若未经处理直接排放,将对环境造成严重污染,危害生态系统和人类健康。
因此,开展废弃钻井液无害化处理技术研究,对于实现石油工业的可持续发展和环境保护具有重要意义。
本文旨在探讨废弃钻井液无害化处理技术的研究现状与发展趋势,分析各种处理技术的优缺点,评估其在实际应用中的可行性。
通过对国内外相关文献的综述,本文总结了废弃钻井液无害化处理的主要方法,包括物理处理、化学处理、生物处理及联合处理技术等。
本文还深入探讨了各种处理技术在实践中的应用案例,以及存在的技术挑战和解决方案。
通过本文的研究,旨在为废弃钻井液无害化处理提供理论支持和技术指导,推动相关技术的创新与应用,为实现石油工业绿色发展和环境保护做出贡献。
二、废弃钻井液处理现状随着石油、天然气等资源的不断开采,钻井作业产生的废弃钻井液已成为一种常见的工业废弃物。
这些废弃钻井液中含有大量的重金属、有机物、盐类等有害物质,若未经处理直接排放,将对环境造成严重的污染。
目前,废弃钻井液的处理技术主要包括物理处理、化学处理、生物处理等方法,但各自存在一定的局限性。
物理处理方法如离心分离、过滤、蒸发等,虽然操作简单,但处理效果有限,难以完全去除废弃钻井液中的有害物质。
化学处理方法如氧化、还原、沉淀等,虽然可以较好地去除某些有害物质,但往往会产生二次污染,且处理成本较高。
生物处理方法如微生物降解、植物修复等,虽然环保性较好,但处理周期长,对处理条件要求较高,难以在实际应用中推广。
因此,针对废弃钻井液的无害化处理,需要研发更加高效、环保、经济的处理技术。
这包括开发新型处理剂,提高处理效率;优化处理工艺,降低处理成本;加强废弃钻井液的资源化利用,实现废物的减量化、资源化和无害化。
还需要加强废弃钻井液处理技术的标准化和规范化,提高处理技术的可操作性和可推广性。
盐矿钻井废弃泥浆无害化处理技术及工程应用研究陈原野;陈迪夫;陈孝兵;陈文军;刘晓玲;张可;罗鸿兵【摘要】针对广安市大安镇盐矿钻井泥浆,为了达到无害化处理目的,设计了预处理→破胶→固化→无害化处理施工→无害化退场的处理工艺.结果表明:(1)聚合氯化铝铁(PFAC)为最佳破胶剂,其破胶效果优于氯化铁(FeCl3)、聚合氯化铝(PAC)和硫酸铝(Al2 (SO4)3);(2)破胶处理后的出水COD浓度为6.48 mg/L,COD降解率为99.41%;(3)通过无害化施工和安全退出,使得盐矿钻井废弃泥浆固化安全达到了无害化要求.不仅有效地解决了大安镇盐矿钻井废弃泥浆污染问题,而且有效改善了当地环境质量.%For the purpose of harmless treatment of drilling waste mud from a salt mine at Da'an town in Guangan city of Sichuan province,the treatment process including pretreatment,gelbreaking,solidification,construction of harmless treatment and harmless exit,was designed.The results show that:(1) Polyferric aluminum chloride (PFAC) was found to be the best gel breaker,is was more effect than FeCl3,PAC and Al2 (SO4) 3;(2) After gel breaking,the average effluent COD concentration was 6.48 mg/L with corresponding degradation rate of 99.41%,and the optimal pH was 6 ~ 7;(3) Through harmless construction and exit,the drilling waste mud solidification had met the requirement of safety and harmless.This study not only solved the problem of drilling waste mud pollution in the salt mine in Daan Town,but also effectively improved the local environmental quality.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】6页(P145-150)【关键词】钻井泥浆;破胶;固化;无害化【作者】陈原野;陈迪夫;陈孝兵;陈文军;刘晓玲;张可;罗鸿兵【作者单位】四川农业大学环境学院,成都611130;四川省绵阳市南山中学,四川绵阳621000;四川省煤田地质工程勘察设计研究院,成都610072;四川省煤田地质工程勘察设计研究院,成都610072;四川水利职业技术学院,四川崇州611231;四川农业大学土木工程学院,四川都江堰611830;四川农业大学环境学院,成都611130;四川农业大学土木工程学院,四川都江堰611830【正文语种】中文【中图分类】X7031 引言钻井泥浆在钻井过程中起着平衡钻孔内压力、冷却钻头、携带钻屑返到地面等作用,在钻井泥浆反复循环使用过程中与地层岩屑形成一种极其复杂混合多相体系,这些废弃泥浆不进行无害化处理,对环境存在潜在的污染和毒性危害[1]。
近些年,随着我国经济的发展,废弃钻井泥浆对土壤环境的污染防治和土壤修复关系到百姓民生,因此发展绿色循环经济已成为可持续发展的关键[2]。
目前国内外有众多的泥浆处理方法[3],包括:简单处理后直接排放、泥浆转水泥浆(MTC)技术、固化处理、异地集中处理等主要技术,它们各有优缺点,但我国主要遵循无害化处理原则[4~6],即:(1)适应我国国情,处理成本低、工艺简单实用、处理效果好的工艺和技术;(2)满足野外现场作业要求;(3)对毒性最大分散型泥浆,必须进行无害化处理,而对不分散泥浆有条件也可进行处理;(4)建立完善的处置和评价监测结果记录。
由于废弃泥浆量比较大,应进一步研究废弃泥浆固化、固液分离和再利用技术等,可将处理后的泥浆用于壁后填充固井及制砖等,扩大应用范围[7]。
对于盐矿,其钻井废弃泥浆处理同样是难度较大的,本文将探讨固化处理法处理盐矿钻井废弃泥浆,以保护和提高当地环境。
2 广安市大安镇处理工艺设计2.1 泥浆特性大安镇是位于广安市广安区东北部的一个乡镇,该镇有1个盐矿钻废水井点,总体积约为2 571m3,其中污泥现存量771m3,占比30%。
具体大安镇盐矿污染调查结果如表1。
表1 广安市大安盐矿污染调查情况Tab.1 Investigation on the pollution of Daan salt mine污泥现存量(m3)废弃现存重量(t)废弃泥浆中含水量(m3)固化之前破胶的水量(1∶1体积;m3)污水混凝过程产生的污泥量(t)7711602361771720钻探泥浆主要成分为:羧甲基纤维素钠(CMC)、璜化褐煤SMC(腐植酸钾)、盐、泥浆和澎润土等,泥浆呈碱性,pH=8。
经过污染测试分析,盐矿钻井的泥浆含水率极高,其体积含水率为46.79%,质量含水率为18.38%。
密度为2 077.7kg/m3;颜色为褐色,表面有油污,味道难闻。
2.2 处理工艺设计根据现场情况、泥浆属性和成功案例,设计了广安市大安镇盐矿钻井废弃泥浆的处理工艺,见图1。
图1 盐矿钻井废弃泥浆处理工艺设计Fig.2 Design of waste mud treatment process for salt mine drilling主要处理工艺包括预处理、固化小试、固化施工准备、无害化处理施工、退场等环节,其中,破胶处理是基础。
还要参考《四川油气田钻井废弃物无害化处理技术规范》(Q/SY XN076-2007),进行钻井废弃污泥的无害化处理。
3 工程处理结果3.1 破胶处理钻井废弃液破胶处理工艺是先通过加水稀释废弃泥浆,然后搅拌均匀,加入破胶剂(通常包括硫酸铁、聚合硫酸铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铁、硫酸铝等),在加入一定的辅助剂(采用阳离子型聚丙烯酰胺)(分子量1 500万)。
破胶剂根据现场实际情况配置,在钻井泥浆回收处理服务中心用砖和水泥砌成一个容积40m3的配药池(L×B×H=8m×5m×1m),另配一台流量约为耐腐蚀30cm3/h的潜水泵和DN50的软塑料管,专用于配制破胶剂,可以利用现场处理污水的混凝池和Fenton氧化池作为破胶剂药池。
用挖掘机将井场内的混合物充分搅拌,并进行初步平整。
将准备好的破胶剂溶液沿污水坑表面均匀的加入,使其尽量在整个排污坑表面均匀分布,然后用挖掘机充分搅拌,搅拌时间约2~3h。
搅拌均匀后会发现出现固液分离现象,分离出的上层液体清亮透明,带微黄色。
将不同破胶剂处理后进行固液分离,分析上清液COD,pH和过滤色度,以筛选出较为高效的破胶剂。
泥浆的基本理化性质如表2。
表2 泥浆样品的基本理化性质Tab.2 Basic physicochemical properties of drilling waste mud废弃钻井泥浆第1个样品第2个样品第3个样品污泥质量(g)529951175162水的质量(g)120411451161重量含水率019018018重量含水率平均018__体积含水率048046046体积含水率平均047__污泥密度(kg/m3)211978204682206462在实验室中进行实验筛选,分别利用氯化铁(FeCl3)(200g/L)、聚合氯化铝铁(PFAC)(200g/L)、聚合氯化铝( PAC)(200g/L)、硫酸铝(Al2(SO4)3)(200g/L)进行破胶实验,实验结果见图2、图3、表3和图4。
图2 4种破胶剂不同投加量下对COD降解的影响Fig.2 Effects of four gel breakers with different dosage on COD degradation从COD变化趋势可以看出,FeCl3、Al2(SO4)3的COD出水起伏大、不稳定,而PAC虽稳定,但COD的降解不显著,PFAC的COD降解表现稳定,且随着药量的增加出水COD先降后升,说明PFAC拥有一个最佳投加点的存在。
图3 4种破胶剂不同投加量下对pH降解的影响Fig.3 Effect of four gel breakers with different dosage on pH changes从pH方面看,4种破胶剂的变换趋势较为平缓,在加大投放量后,处于稳中有降的状态,并无显著差异,而最佳破胶剂的选择是在pH=7附近时,达到最佳降解效果,这里FeCl3、PFAC均满足其条件。
表3 破胶后水样颜色Tab.3 Color of the water sample after gel breaking浓度类别4g/L6g/L8g/L12g/L18g/L20g/LFeCl3深棕色无色无色无色无色无色PFAC 深棕色无色无色无色无色无色PAC浅棕色无色无色无色无色无色Al2(SO4)3浅棕色浅棕色无色浅棕色无色无色由表3可知,滤液颜色由深逐渐变浅,脱色效果明显。
当破胶剂(Al2(SO4)3除外)投加浓度达到6g/L时,滤液呈无色,而Al2(SO4)3投加浓度为18g/L时滤液才稳定呈无色。
图4 4种破胶剂不同投加量下电导率和总溶解性固体的变化Fig.4 Variationof conductivity (Cond) and total dissolved solid (TDS)under different dosage of four kinds of gel breakers由上可知,4种破胶剂出水的总溶解性固体物质和电导率的变化趋势相同,且溶解性固体物质均处于正常范围内。
综合以上分析,各破胶剂的投加量与其处理效果密切相关,选取最佳破胶剂的条件为满足COD降解率高,pH=7附近,出水澄清。
投加量较少时,破胶作用效果很不明显,4种破胶剂的pH相近,对COD的降解均不明显,且过滤后水体均为棕色。
随着4种破胶剂投加量的加大,满足所有条件的最佳破胶剂为PFAC,最佳投加量是18g/L,此时达到最佳出水效果,且该材料市面价格较为便宜为3.5元/kg。