艾哈代布油田废钻井液处理及循环利用技术.pdf

第 3 l卷 第 6期 2 0 1 4年l 1 月 钻井液与 芄 井液 DRI L LI NG F L UI D C0MP LE TI ON F L UI D Vo 1 ． 31 NO． 6 No v．201 4 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 1 5 6 2 0 ． 2 0 1 4 ． 0 6 ． 0 2 5 艾哈代布油田废钻井液处理及循环利用技术 袁波， 汪绪刚， 宋建民 中国石油伊拉克公司艾哈代布项 目，北京 袁波等 ． 艾哈代布油田废钻井液处理及循环利用技术 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 4 ，3 1 6 9 2 9 4 ． 摘要伊拉克艾哈代布油田通过使用一套完整的废钻井液／ 岩屑无害化处理及废原油循环利用技术，将项 目运行 期间对环境可能造成的污染降到最低，实现了钻修井及试油作业 “ 零污染”的既定 目标。 关键词污染减排管理 ； 环境保护 ； 废钻井液／ 岩屑无害化处理 ； 废原油循环利用 ； 伊拉克 中图分类号T E 2 5 8 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 40 6 0 0 9 2 0 3 艾哈代布项 目作为伊拉克战后第一个石油合作 项目，资源国非常重视环境保护工作 ， 要求生产方严 格遵守作业过程 “ 零污染”的承诺。通过使用废钻井 液 ／ 岩屑无害化处理及废原油循环利用技术 ，从项 目 启动至 2 0 1 3 年 1 月，已累计回收并进行无害化处理 7 6 1 0 4 m 3 钻修井及试油过程中产生的废液、废渣， 并对废原油进行 了循环利用 D - 2 ] 。 1 废钻井液／ 岩屑、废原油的组成及危害 钻修井及试油过程中产生大量的废钻井液、 岩屑， 其主要危害物有 [1 】 ①固相颗粒，以黏土、膨润土颗 粒为主 ； ②酸碱物，表现为钻井废钻井液的 p H值 ； ③石油类，主要来 自钻井设备的清洗、地层出油等 ； ④有机物及其分解产物，如苯系物、环芳烃 P A H s 1 等， 表现为钻井液的 C O D c 值高、色度高； ⑤重金属， 来源于钻井液添加剂及地层岩石 如总铬、 六价铬、 汞 、 总砷、总铅、总镉等 ； ⑥氯离子，采用盐水钻井液 及地层矿化度较高时，会使废水中 C l _ 的含量增大。 如果不经处理而直接把这些废钻井液 ／ 岩屑排放 到环境 中，将会对环境造成极大危害。主要危害有 ① 由于石油作业具有 流动性 的特点，存在污染 面积 大、区域广的特点。②废钻井液中的盐、碱和盐岩层 钻屑不仅造成土壤板结，还会对地下水造成污染 ； ③ 有害的重金属离子及不易被动植物降解的有机物、高 分子量聚合物滞留于土壤中，会影响植物的生长和土 壤中微生物的繁殖。若通过食物链进入人体，将会引 起各种疾病甚至致癌 ； ④废物中的有机处理剂使水体 的 C O Dc 、B O D增高 ，对 水生物造成危 害 ； ⑤ 油类 物质进入水体后 ，污染水质 ； ⑥水中的硫化物 包括 溶解性的H S ，H S 一 ，S 一 ，存在于悬浮物中的可溶性 硫化物 ，未 电离的有机无机类硫化物 ，硫化氢易从 水中逸散于空气中，产生臭味且毒性很大。 2 废 钻井液处理方法 结合艾哈代布油田实际使用钻井液体系的特点以 及资源国安全形势， 确定了废钻井液 ／ 岩屑处理方法。 艾哈代布油田实际使用的钻井液体系特点如下。 1 水基聚磺钻井液中含有磺化材料，必须进行 无害化处理 ，但焚烧法、简单处理排放法 、注人安全 地层法 、回填处理法以及土地耕作法不适用 。 2 由于艾哈代布项目所钻水平井在进入定向井 段前 ，需要混入原油 以增加钻井液的润滑性 。加入原 油后 ，给钻井液的处理增加 了更大的难度。虽然通过 燃烧 的方法 ，可以消除原油 ，但在燃烧原油的过程 中 会产生浓烟等二次污染。故项 目公司针对原油采取 了 化学分离后，再循环使用的方法来加以利用。 理论上说， 集中处理法和固化法都适用于艾哈代 布项 目，但如果固化方法在 固化药剂配 比、固化反应 基金项 目 中国石油天然气勘探 开发公 司科技项 目 “ 伊拉克艾哈代 布低渗复杂碳 酸盐岩油藏高效开发配套技术 k j c g 一 2 0 1 3 0 4 0 o 第一作者简介 袁波，工程师， 硕士，1 9 8 1 年生，毕业于长江大学油气井专业， 现在从事钻完井技术研究及管理工作。地址 北京市西城区安德里北街甲2号通讯楼 5 0 4室 ； 邮政编码 1 0 0 0 1 1；电话 1 5 8 1 0 9 4 0 5 8 6 E - ma i l y u a n b o c n p c i n t ． c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷 第 6期 袁波等艾哈代布油田废钻 井液处理及循环利用技术 9 3 时间、固化环境上选择不当 ， 会对 固化效果造成影响。 集 中处理的优势在于 处理过程可控 ，可以随时监控 处理产物的各项理化指标，不达标不予排放。最终选 择 了针对 眭较强 、过程更安全可控 的集 中无 害化处理 废钻井液 ／ 岩屑的处理方法。 3 废 钻井液处理 流程及 效果 目前艾哈代 布项 目采用 2套 D WL 5 2 0型无 害化 处理设备 见图 1 进行废钻井液无害化处理 ，日处 理量为 8 3 2 m ／ d ，年处理量为 3 0 0 0 0 0 m ，满足对艾 哈代布油田 1 O 个钻井队 4个修井 队产生的废钻井液 ／ 岩屑进行无害化处理的需要。 废钻井液处理流程如下。 1 除大尺寸岩屑。将废钻井液先通过岩屑分离 机， 使废钻井液中大于 6 li lr n的固体颗粒物分离出来 ， 分离出去的大尺寸岩屑将进入废岩屑处理流程。 2除废油。通过岩屑分 离机后 的废钻井液进入 3号废液池 ，在 3号废液池 中添加高效除油分离剂 ， 将废弃钻井液中的原油分离出来，使废钻井液中的原 油含量小于 5 0 m g ／ L 。分离出来的原油泵人专门的原 油收集池 ，同时 ，将除油后的废弃钻井液泵入 2号废 液池 ，进行 2次原油分离 目的是确保进入强氧化反 应机的钻井液含油量小于 1 0 mg ／ L 。将 2 号废液池 内分离出的原油泵人专门的原油收集池，同时，将除 油后 的废钻井液泵人 l 号废 液池 。用高压水枪 ，将 1 号废液池中的废液 泥砂 、废钻井液的混合液 泵入 强氧化反应机 ，继续无害化处理 。 3复合絮凝 、助凝 。从 1 号废液池进来的废钻 井液，通过复合絮凝、助凝强氧化反应机，并添加复 合絮凝、 助凝剂， 将废钻井液中的水分离成为游离水， 并把废钻井液中的有害物质转化到水溶液中。通过加 人复合强氧化剂， 氧化分解废弃钻井液中的有毒物质。 4 通过高速离心机，把废钻井液中的固相物质 甩 出，成为无害泥饼 。含有有害物质的水溶液则继续 进入下步反应。通过沉淀池 ，把从高速离心机脱出的 污水进行初级沉淀 ，除去污水 中的大部分悬浮物。 5 通过污水深度处理机，并添加复合水处理剂， 氧化分解污水中的高分子有机物及污水在深度氧化中 产生的大颗粒悬浮物。通过采用膜过滤的反渗透处理 系统，除去水中大于 l 8 分子量的无机物和有机物， 使最终排放水达到国家一级污水排放标准。 废岩屑处理流程为 ①将废岩屑直接倒入废岩屑 处理池 ，加入 3 种强 氧化药剂 ，用挖掘机搅 拌均匀 ， 氧化分解废岩屑中的有毒物质 反应 2 7 h以上 ； ② 现场检测无害化处理后形成泥饼 的各项物质残余 量 ， 不达标 的泥饼需要继续进行无害化处理。 废原油循环利用流程为 ①将从废钻井液中分离 出来的废原油单独存放于原油池中 ； ②用原油罐车再 运至需用原油配浆的井队，消耗 掉，或由资源国运 至炼厂处理掉。 不允许使用燃烧或者填埋的方式处理。 艾 哈代布项 目经过无害化处理过 的废钻井液 、岩 屑各项指标如表 1 、表 2 所示。 表 1 艾哈代布项目无害化处理后污水排放性能指标mg ／ L 注 表 2 、表 3的检测数据来源于北京华测北方检测技术 有限公司检测报告。 表 2 艾哈代布项目无害化处理后污泥排放标准 mg ／ K g 注 欧盟、美 国、中国分别为 8 6 ／ 2 7 8 ／ E E C 、 联邦条例 5 0 3 号 、 GB4 2 8 4 --8 4 艾哈代布项 目在废弃物处理过程中，精益求精， 一 丝不苟，严把质量关。现场配备先进的检测设备、 仪器和实验室专职检测人员，随时、随机对设备处理 过程实施取样监测。于此同时，伊拉克国家环保部及 MDOC对废钻井液处理厂 的无害化处理流程实施 2 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m