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摘 要 废弃钻井液是石油勘探开发钻井中遗留下来的最大量的废弃污染物，如不经处理任意排放，势必污染当地的环境造成难以估量的损失。目前对这些废弃物的处理方法相对简单。本文调研了国内外废弃钻井液无害化处理研究现状，希望对我国废弃钻井液的处理带来一定的帮助。
关键词 钻井液；回收利用；固化
随着石油工业的发展，由钻井带来的污染问题也越来越受到人们的重视，世界各国都建立了相应的法律条文以保护生态环境。国外在五十年代就开始加强对废弃钻井液的处理，开发和采用了一系列无害化处理技术。近几年，国内外发展应用的处理技术主要包括以下几种：
1 回收再利用法
将废弃钻井液回收再利用是一项既经济又符合现代发展趋势的处理方法。塔河油田采用建立钻井液储存、中转站等实现钻井液的回收利用，不仅可以降低环境污染治理工作量，还降低了钻井液的使用成本。几种主要方法为：
1.1 用机械方法将钻井液转化成干料再利用：此法采用钻井液回收处理装置将钻井液干燥固化处理后可获得钻井液干粉制剂。固化回收装置回收后的钻井液干粉水化后虽然不能恢复原有的性质，但仍可以作为加重剂使用。此法的缺点是燃料耗量大，处理费用高。
1.2 老井钻井液回用技术：此法是将一口井的钻井液完井后移至另一口相似的异地的井，再加一些处理剂调整钻井液的性能达到设计要求后再使用。该法简单易行，回收成本低，无需中转处理，回收过程中所需设备和人员比较少，是一条降低钻井液成本、防止环境污染的有效途径。无论是经济效益，工程效益，还是环境效益都比较显著。
1.3 老井钻井液用于新井压井液：转运罐车将高密度的完井钻井液转运到储备站，根据情况和需要再转到现场利用。钻井工作中迫切需要解决的实用科学问题，是要寻找一个最方便，耗费最小的废钻井液利用方法。而使钻井液能够多次利用，仍是最有前途的方法。这种方法是适用于井网密度很高的地区。
2 固化法
固化法是向废水基钻井泥浆或钻井泥浆沉积物中加入固化剂，使之转化成像土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处或用作建筑材料等，这种方法能较大程度地减少废弃钻井泥浆中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀，从而减少废弃钻井泥浆对环境的影响与危害，同时又可保证废弃钻井泥浆池在钻井过程一结束即能还耕。
2.1 水泥固化处理技术：水泥固化是以水泥为固化剂，对废泥浆进行固化的一种处理方法。水泥是一种人造的无机胶结材料，主要成分是SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3。可用作固化处理的水泥品种很多，应用最普遍的是普通硅酸盐水泥。固化原理是通过硅酸盐与水形成硅酸钙水合胶，待凝固后形成一种含有硅酸纤维和氢氧化物的物体，将有害物质包容，并逐步硬化形成水泥固化体。
2.2 石灰固化处理技术：石灰固化是指以石灰为主要固化剂，以活性硅酸盐类为添加剂，对含有硫酸盐或亚硫酸盐的废泥浆进行固化处理的一种方法。石灰固化原理是在有水分存在的条件下，石灰以及添加剂中的硅铝酸根同上述类型废泥浆发生反应，逐渐凝结、硬化，最终实现固化。
2.3 粉煤灰固化处理技术：粉煤灰是一种火山灰质混合材料，主要是由SiO2、Al2O3等具有潜在活性的杂质组成。粉煤灰固化原理是在有水存在的条件下，二氧化硅和氧化铝受到泥浆中碱性物质激发，产生水化硬化作用，生成稳定的水化产物(CSH和CAH，CAH受激发会再加速反应生成钙矾石，进一步提高钻井废泥浆体系的凝胶组分和硬化质量，最终达到固化目的。
2.4 水玻璃固化处理技术：水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，是一种无色透明的粘稠液体。水玻璃具有硬化、结合、包容等性能，能作为胶凝材料使用。水玻璃固化方法是把水玻璃作为主要固化基材使用，辅以无机酸性物质（如硫酸、硝酸和磷酸），然后按一定配料比例混以废泥浆，进行中和与缩合脱水反应，使有害物质自动脱水，经凝结硬化，最后实现固化。
3 其他处理技术
3.1 破乳法：破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪切破乳、加热破乳、离心破乳等。现在应用较多的是化学法破乳，即向乳化含油钻井废水中投加破乳剂，通过化学作用，辅以其他分离方式，达到乳化液脱稳、破乳，实现油水分离的目的。而国内外采取的化学破乳方法主要有盐析法、酸碱法、凝聚法和混合法，但这些方法虽然使处理效果显著，但由于加入了化学添加剂，提高了成本，而且对环境也带来了新的影响。
油田针对废弃钻井液为水基、油基混合液的特点，根据破乳和絮凝机理采取了一套既有效又经济的处理工艺流程。研究结果表明：该处理技术能使废弃钻井液中的油、泥、水三相得到有效分离，使污泥量减少，出液污染物含量有很大改善，处理后的固相基本符合国家固体废弃物排放标准，基本上解决了油田废弃钻井液的处理排放问题，另外委内瑞拉石油公司也实施了一项新技术-微波破乳法。
3.2 机械脱水法：该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施，使废弃钻井液中的固液两相得以分离。但由于各油田产生的钻井液特性不同，单一的絮凝剂无法使各种性质的钻井液进行有效的固液分离，对于不同的废弃钻井液应使用不同的絮凝剂。
3.3 MTC(Mud To Cement)技术：废弃钻井液转化为水泥浆技术，简称MTC技术，它是将废弃钻井液和矿渣混合，利用激活剂激活矿渣中的固化成分。再辅以其它添加剂得到各种用途的固井液。该技术在国内外都进行了大量的研究，并且取得了广泛的应用，用其固井还有很多优点：紊流排量低、与泥浆的相容性好、稠化过渡时间和静胶凝强度过渡时间短等特性，在防窜固井和提高顶替效率等方面较水泥浆都具有较大的优势。
中国石化勘探开发研究院德州石油钻井研究所应用不同的泥浆体系研究出了能明显提高调整井固井质量的MTC配方，在大港油田多个区块调整井固井中进行了10多井次的现场应用，封固段固井合格率100%，取得了良好的固井效果
4 总结
目前，我国钻井废物治理工作起步较晚，目前防治方法的研究和应用还停留在末端处理和废物资源化上，而对钻井废物产生的全过程控制和预防重视及研究还不够，应借鉴国外的经验，重视钻井过程中环境控制技术；将以防为主、综合防治作为今后钻井污染控制工作的指导思想。
参考文献
［1］ 赵雄虎，王凤春.废弃钻井液处理研究进展［J］.钻井液与完井液，2004，22(2)
［2］ 倪怀英.国外废钻井液处理技术介绍.钻井液与完井液［J］.2010，10(1)
关键词 钻井液；回收利用；固化
随着石油工业的发展，由钻井带来的污染问题也越来越受到人们的重视，世界各国都建立了相应的法律条文以保护生态环境。国外在五十年代就开始加强对废弃钻井液的处理，开发和采用了一系列无害化处理技术。近几年，国内外发展应用的处理技术主要包括以下几种：
1 回收再利用法
将废弃钻井液回收再利用是一项既经济又符合现代发展趋势的处理方法。塔河油田采用建立钻井液储存、中转站等实现钻井液的回收利用，不仅可以降低环境污染治理工作量，还降低了钻井液的使用成本。几种主要方法为：
1.1 用机械方法将钻井液转化成干料再利用：此法采用钻井液回收处理装置将钻井液干燥固化处理后可获得钻井液干粉制剂。固化回收装置回收后的钻井液干粉水化后虽然不能恢复原有的性质，但仍可以作为加重剂使用。此法的缺点是燃料耗量大，处理费用高。
1.2 老井钻井液回用技术：此法是将一口井的钻井液完井后移至另一口相似的异地的井，再加一些处理剂调整钻井液的性能达到设计要求后再使用。该法简单易行，回收成本低，无需中转处理，回收过程中所需设备和人员比较少，是一条降低钻井液成本、防止环境污染的有效途径。无论是经济效益，工程效益，还是环境效益都比较显著。
1.3 老井钻井液用于新井压井液：转运罐车将高密度的完井钻井液转运到储备站，根据情况和需要再转到现场利用。钻井工作中迫切需要解决的实用科学问题，是要寻找一个最方便，耗费最小的废钻井液利用方法。而使钻井液能够多次利用，仍是最有前途的方法。这种方法是适用于井网密度很高的地区。
2 固化法
固化法是向废水基钻井泥浆或钻井泥浆沉积物中加入固化剂，使之转化成像土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处或用作建筑材料等，这种方法能较大程度地减少废弃钻井泥浆中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀，从而减少废弃钻井泥浆对环境的影响与危害，同时又可保证废弃钻井泥浆池在钻井过程一结束即能还耕。
2.1 水泥固化处理技术：水泥固化是以水泥为固化剂，对废泥浆进行固化的一种处理方法。水泥是一种人造的无机胶结材料，主要成分是SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3。可用作固化处理的水泥品种很多，应用最普遍的是普通硅酸盐水泥。固化原理是通过硅酸盐与水形成硅酸钙水合胶，待凝固后形成一种含有硅酸纤维和氢氧化物的物体，将有害物质包容，并逐步硬化形成水泥固化体。
2.2 石灰固化处理技术：石灰固化是指以石灰为主要固化剂，以活性硅酸盐类为添加剂，对含有硫酸盐或亚硫酸盐的废泥浆进行固化处理的一种方法。石灰固化原理是在有水分存在的条件下，石灰以及添加剂中的硅铝酸根同上述类型废泥浆发生反应，逐渐凝结、硬化，最终实现固化。
2.3 粉煤灰固化处理技术：粉煤灰是一种火山灰质混合材料，主要是由SiO2、Al2O3等具有潜在活性的杂质组成。粉煤灰固化原理是在有水存在的条件下，二氧化硅和氧化铝受到泥浆中碱性物质激发，产生水化硬化作用，生成稳定的水化产物(CSH和CAH，CAH受激发会再加速反应生成钙矾石，进一步提高钻井废泥浆体系的凝胶组分和硬化质量，最终达到固化目的。
2.4 水玻璃固化处理技术：水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，是一种无色透明的粘稠液体。水玻璃具有硬化、结合、包容等性能，能作为胶凝材料使用。水玻璃固化方法是把水玻璃作为主要固化基材使用，辅以无机酸性物质（如硫酸、硝酸和磷酸），然后按一定配料比例混以废泥浆，进行中和与缩合脱水反应，使有害物质自动脱水，经凝结硬化，最后实现固化。
3 其他处理技术
3.1 破乳法：破乳方法主要有化学破乳、膜破乳、电场破乳、剪切破乳、加热破乳、离心破乳等。现在应用较多的是化学法破乳，即向乳化含油钻井废水中投加破乳剂，通过化学作用，辅以其他分离方式，达到乳化液脱稳、破乳，实现油水分离的目的。而国内外采取的化学破乳方法主要有盐析法、酸碱法、凝聚法和混合法，但这些方法虽然使处理效果显著，但由于加入了化学添加剂，提高了成本，而且对环境也带来了新的影响。
油田针对废弃钻井液为水基、油基混合液的特点，根据破乳和絮凝机理采取了一套既有效又经济的处理工艺流程。研究结果表明：该处理技术能使废弃钻井液中的油、泥、水三相得到有效分离，使污泥量减少，出液污染物含量有很大改善，处理后的固相基本符合国家固体废弃物排放标准，基本上解决了油田废弃钻井液的处理排放问题，另外委内瑞拉石油公司也实施了一项新技术-微波破乳法。
3.2 机械脱水法：该方法是利用化学絮凝剂沉降和机械分离等强化措施，使废弃钻井液中的固液两相得以分离。但由于各油田产生的钻井液特性不同，单一的絮凝剂无法使各种性质的钻井液进行有效的固液分离，对于不同的废弃钻井液应使用不同的絮凝剂。
3.3 MTC(Mud To Cement)技术：废弃钻井液转化为水泥浆技术，简称MTC技术，它是将废弃钻井液和矿渣混合，利用激活剂激活矿渣中的固化成分。再辅以其它添加剂得到各种用途的固井液。该技术在国内外都进行了大量的研究，并且取得了广泛的应用，用其固井还有很多优点：紊流排量低、与泥浆的相容性好、稠化过渡时间和静胶凝强度过渡时间短等特性，在防窜固井和提高顶替效率等方面较水泥浆都具有较大的优势。
中国石化勘探开发研究院德州石油钻井研究所应用不同的泥浆体系研究出了能明显提高调整井固井质量的MTC配方，在大港油田多个区块调整井固井中进行了10多井次的现场应用，封固段固井合格率100%，取得了良好的固井效果
4 总结
目前，我国钻井废物治理工作起步较晚，目前防治方法的研究和应用还停留在末端处理和废物资源化上，而对钻井废物产生的全过程控制和预防重视及研究还不够，应借鉴国外的经验，重视钻井过程中环境控制技术；将以防为主、综合防治作为今后钻井污染控制工作的指导思想。
参考文献
［1］ 赵雄虎，王凤春.废弃钻井液处理研究进展［J］.钻井液与完井液，2004，22(2)
［2］ 倪怀英.国外废钻井液处理技术介绍.钻井液与完井液［J］.2010，10(1)