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钻井废泥浆是石油与天然气勘探开采过程中产生的主要废弃物。一般pH呈碱性,色度高,盐度高,含油类、大量有机物及重金属离子等有害物质。若不经处理直接堆放,将对环境造成严重污染。结合钻井废泥浆的特点,本文针对新疆库尔勒周边的南疆采油区三个油田的钻井废泥浆,开展了固化处理技术研究。主要分两部分:第一,选取污染程度相对较重的河南油田为研究对象,通过固化对比及正交试验,确定固化剂种类及各药剂最佳添加量;第二,对比分析固化处理前后泥浆中重金属形态分布情况,以及检测固化体的无侧限抗压强度,验证了固化处理是一种经济可行的方法,并且能够实现废泥浆的资源化再利用。
通过室内试验研究得出如下结论:
(1)对河南、塔指、西北局油田的钻井废泥浆进行污染分析评价,结果显示这些泥浆不属于危险固体废物,但泥浆表层水及干泥浆浸出液的多项污染指标超标,污染程度严重。
(2)筛选出的固化剂种类为水泥、粉煤灰、氧化钙、硅酸钠、硫酸铝、磷肥;由正交试验,得出各固化剂的最佳配比分别为10%、10%、4%、1.2%、2.8%、4%。
(3)考察固化体浸出液的CODCr、重金属离子含量等指标。检测结果表明,浸出液各污染指标均达到排放标准,说明该固化配方是切实可行的。经检验,该配方同样适用于塔指、西北局油田的钻井废泥浆。
(4)通过固化前后泥浆中重金属形态的检测分析可得出,固化处理使泥浆中的重金属形态发生了改变,一定程度上降低了重金属对环境的毒害作用。
(5)无侧限抗压强度的检测结果显示,河南、塔指、西北局油田的平均固化体抗压强度分别为0.25MPa、0.75MPa及0.37MPa,完全达到地表抗压强度要求,可用于铺设简易道路、修建井场或覆土还耕,实现了废物再利用。
本研究为新疆地区油田钻井废泥浆的处理提供了切实可行的依据,同时也为我国的石油钻井工业实现清洁生产奠定了基础。