淺析石油鉆井泥漿污染特性及其環(huán)境保護(hù)措施

1、淺析石油鉆井泥漿污染特性及其環(huán)境保護(hù)措施【摘要】在資源技術(shù)環(huán)境全面協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)代，充分利用資源， 并能夠有效地保護(hù)人類(lèi)的生存生產(chǎn)生活環(huán)境，這是迫切需要解決的 問(wèn)題。石油鉆井過(guò)程產(chǎn)生的廢棄泥漿具有特殊的污染方式，對(duì)施工 區(qū)域地表及地下產(chǎn)生相異的環(huán)境影響。為有效保護(hù)環(huán)境，首先需要 分明其類(lèi)別、來(lái)源、污染成分、污染物、污染性質(zhì)、污染途徑，然 后才能夠采取合理的環(huán)境保護(hù)措施，并施以恰當(dāng)?shù)膹U棄泥漿處理污 染防治技術(shù)，以利于系統(tǒng)控制?！娟P(guān)鍵詞】石油鉆井；泥漿；廢棄物；污染特性；環(huán)境保護(hù)1 序言在當(dāng)今追求可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代，需要技術(shù)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)配 合、以最佳作業(yè)方式、最低環(huán)境影響，獲得資源經(jīng)濟(jì)的充分利用，

2、 已成為社會(huì)必然趨勢(shì)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)約土地和水源， 保護(hù)農(nóng)田耕地和相關(guān)生態(tài)環(huán)境，防止環(huán)境的污染和破壞，還給人們 清潔安全生活生態(tài)環(huán)境，便于人們?cè)诹己铆h(huán)境中生產(chǎn)生活和休息工 作。油田開(kāi)發(fā)鉆井過(guò)程中，從進(jìn)場(chǎng)到完井后開(kāi)采諸多環(huán)節(jié)對(duì)周邊環(huán) 境影響甚大。突出的問(wèn)題就是隨著鉆進(jìn)施工的進(jìn)行，其對(duì)環(huán)境的污 染總量也隨之增大。如果鉆井泥漿廢水注入地層或排放到地面，對(duì) 周?chē)沫h(huán)境都會(huì)造成污染。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，需要通過(guò) 科學(xué)的管理方式，同時(shí)采取各種可靠的環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施是對(duì)其進(jìn) 行控制。首先需要明確鉆井過(guò)程的環(huán)境影響方式，明晰鉆井泥漿廢 棄物的類(lèi)別、來(lái)源、污染成分、污染物、污染性質(zhì)、污染途徑，

3、才 可有效地控制污染，防止危害。2主要環(huán)境影響方式石油、天然氣開(kāi)發(fā)工程屬于資源開(kāi)發(fā)性建設(shè)項(xiàng)目，油氣資源作 為一種礦產(chǎn)資源是難以再生的，其對(duì)環(huán)境的影響除對(duì)水體、環(huán)境空 氣、土壤環(huán)境造成污染外，還表現(xiàn)為對(duì)地層和地表景觀的破壞以及 對(duì)原始自然生態(tài)環(huán)境的改變。這種原始自然生態(tài)有些是不可恢復(fù)和 難以恢復(fù)的。如在頻臨地表水和地下水資源區(qū)域開(kāi)發(fā)，影響更為突 出，直接造成地表土壤植被破壞、地表水源污染、影響地下含水層 及飲用水安全。特別鉆井廢棄泥漿，含有眾多的油類(lèi)、鹽、可溶性 重金屬元素（zn、pb、cu、cr、ge、ni、se、ba等）和聚合物類(lèi)， 聚合物中的丙烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸等具有毒性，具有潛在的環(huán)

4、 境影響。高鹽度、礦化度、ph值鉆井廢水，促使井場(chǎng)附近土壤鹽堿 化。另外還有鉆井巖屑等固體廢物、鉆井廢氣污染物。相比之下， 鉆井廢水、廢泥漿對(duì)環(huán)境影響較大。3鉆井廢棄泥漿3.1分類(lèi)：水基鉆井泥漿、油基鉆井泥漿和氣基鉆井泥漿。3.2來(lái)源：一是由于地質(zhì)性質(zhì)的變化，更換泥漿體系產(chǎn)生的廢棄泥漿，鉆 井過(guò)程中，因部分性能不合格而被排放的鉆井泥漿；二是鉆完井后 棄置于井場(chǎng)的泥漿，即完井時(shí)井筒內(nèi)被清水替出的鉆井泥漿；三是 泥漿循環(huán)系統(tǒng)滲漏產(chǎn)生的廢棄泥漿，即循環(huán)系統(tǒng)跑、冒、滴、漏而排出的鉆井泥漿。萬(wàn)米進(jìn)尺廢棄泥漿產(chǎn)生量為634m3/104米，排放率40%左右。3.3主要成分：主要成分取決于鉆井泥漿類(lèi)型以及加入

5、的部分泥漿添加劑。一 般情況下，鉆井泥漿的主要成分有水、油、黏土、加重材料、泥漿 處理劑（有機(jī)處理劑、無(wú)機(jī)處理劑、表面活性劑）、堵漏材料等。3.4主要污染物：主要污染物包括烴類(lèi)、鹽類(lèi)、各種有機(jī)聚合物、木質(zhì)素磺酸鹽、 某些重金屬（如汞、銘、銅、鉛、砷）及重晶石中的雜質(zhì)。3.5污染物性質(zhì)：鉆井廢棄泥漿一般ph值較高，約為8.5-12；含有加重劑和化學(xué) 處理劑；有些含有油類(lèi)；有些含有毒性。3.6危害途徑：過(guò)高ph值、高濃度可溶性鹽及石油類(lèi)影響土壤結(jié)構(gòu)并危害植物 生長(zhǎng)；有害重金屬離子，如六價(jià)銘、二價(jià)汞、二價(jià)鎘、二價(jià)鉛及不 易被動(dòng)植物降解有機(jī)物、分子聚合物易進(jìn)入食物鏈，在環(huán)境或動(dòng)植 物體內(nèi)蓄積，會(huì)危害人

6、類(lèi)身體健康和生命安全；廢物中有機(jī)處理劑 使水體cod、bod指標(biāo)增高，影響水生生物的正常生長(zhǎng)。4環(huán)境保護(hù)措施：4.1合理選用泥漿體系及泥漿使用與回用4.1.1使用無(wú)毒低污染泥漿。4.1.1.1為保護(hù)淺層地下水不受污染，表層鉆進(jìn)時(shí)使用清水泥漿，盡可能不使用化學(xué)添加劑。4.1.1.2配制鉆井液時(shí)，嚴(yán)格控制 有毒、有害泥漿添加劑的使用。4.1.1.3鉆井中遇到淺水層，下套管時(shí)應(yīng)注水泥封固，防止地下 水層被鉆井泥漿污染。4.1.1.4開(kāi)發(fā)新型無(wú)毒無(wú)害鉆井泥漿體系。在鉆井泥漿中加入鉀 離子、銨離子等農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的成分，形成對(duì)土壤環(huán)境有利的 綠色鉆井泥漿體系。4.1.2采用閉路泥漿循環(huán)系統(tǒng)。4.1.2

7、.1對(duì)鉆井液進(jìn)行四級(jí)凈化，避免鉆井液的頻繁稀釋及反復(fù) 加藥，降低廢鉆井液處理量。4.1.2.2對(duì)廢泥漿池進(jìn)行防滲處理，防止污染地下水。4.1.3泥漿再循環(huán)利用。完井后對(duì)泥漿進(jìn)行絮凝回收，重復(fù)使用。4.2改革生產(chǎn)工藝4.2.1搞好鉆井設(shè)計(jì)，合理選擇井身結(jié)構(gòu)、井眼尺寸及優(yōu)化鉆井 技術(shù)。4.2.1.1采用定向井、叢式井組節(jié)約井場(chǎng)占地，減輕地貌破壞程 度。叢式井在一個(gè)井場(chǎng)打多口井，可提高泥漿和泥漿廢水的重復(fù)利 用率，減少鉆井廢水排放量。4.2.1.2分支井鉆井是指在一口主井眼中鉆兩口或多口水平井， 其與水平井作用相似。4.2.1.3采用小井眼技術(shù)會(huì)大幅度降低鉆井廢液產(chǎn)生量。4.2.2提高鉆井泥漿抑制能

8、力，控制地層造漿。具體措施是采用具有抑制泥頁(yè)巖水化分散作用的鉆井液，抑制由于地層水向井筒浸滲而形成的表面造漿速率，減少在表層鉆進(jìn)時(shí) 泥漿量的迅速增加。4.2.3搞好固井，防止因固井工程事故增加鉆井廢液的排放量。4.2.4提高鉆井泥漿固相控制效率。隨著鉆井液的重復(fù)使用，泥漿中的固相含量一般會(huì)逐漸升高， 升至一定限度后必須加藥加水重新調(diào)制。因此，提高鉆井液固控系 統(tǒng)的處理效率，控制鉆井液固含及密度升高，對(duì)減少鉆井液的產(chǎn)生 和排放量起著重要作用。5鉆井泥漿處理技術(shù)5.1回收再利用將廢棄泥漿轉(zhuǎn)為干粉再用，回收加重劑和少量鉆屑及膨潤(rùn)土。老井泥漿用于新井壓井。5.2直接排放適用于污染程度較低、且易于自然降

9、解的淡水鉆井泥漿處理。5.3注入安全地層或井下的環(huán)形空間將廢鉆井泥漿通過(guò)深井注入地層。防止地下水和油層的污染， 必須選擇合適的安全地層。所謂安全地層，一般是指壓力梯度較低 且周?chē)粷B透的地層。有時(shí)為了方便起見(jiàn)，也可將廢鉆井泥漿注入 井的環(huán)形空間或不滲透的地層間的鹽廢鉆井及泥巖封閉良好井段。5.4 mtc固井處理技術(shù)在鉆井液中加入固化劑和化學(xué)處理劑，使之轉(zhuǎn)化為固井液。這 樣，既可減少水泥用量，節(jié)約固井成本，又為解決廢鉆井泥漿的再 利用、減少環(huán)境污染提供了有效途徑。5.5回填回填是一種花費(fèi)較少而又普遍采用的方法。5.6坑內(nèi)密封實(shí)質(zhì)上是一種特殊的回填處理。先在儲(chǔ)存坑的底部和四周鋪墊 一層有機(jī)土，上面

10、鋪一層厚度為0.5mm的塑料膜，再蓋一層有機(jī)土， 以防塑料膜破裂。待鉆井廢泥漿水分蒸發(fā)完后，蓋上有機(jī)土層，回 填，恢復(fù)地貌。5.7 土地耕作法土地耕作法可使廢物中有毒成分獲得最大程度的稀釋?zhuān)幚沓?本較低。5.8固化處理向廢泥漿或鉆井泥漿沉積物中加入固化劑，使之轉(zhuǎn)化成像土壤 一樣的固體（假性土壤）填埋在原處或用作建筑材料等，能降低廢 鉆井泥漿中的金屬離子和有機(jī)物對(duì)土壤的侵蝕程度，減少?gòu)U鉆井泥 漿對(duì)環(huán)境的影響與危害，又可使廢鉆井泥漿池在鉆井過(guò)程結(jié)束即能 還耕。5.9強(qiáng)化固液分量處理廢鉆井泥漿經(jīng)化學(xué)脫穩(wěn)后，進(jìn)行離心分離，固相成型，就地掩 埋，水相再進(jìn)行化學(xué)混凝沉降過(guò)濾后，達(dá)標(biāo)排放。6結(jié)語(yǔ)隨著石油工業(yè)的發(fā)展，鉆井工藝對(duì)泥漿的要求越來(lái)越高泥漿體 系日益增多，配方也越來(lái)越復(fù)雜，泥漿配方中都含有重金屬、油類(lèi)、 堿和其他化合物。如果長(zhǎng)期堆積經(jīng)雨水瀝濾滲入地下對(duì)其周邊的土 壤、植被、地表水和地下水造成嚴(yán)重污染，給人類(lèi)生活帶來(lái)潛在的 危害。所以鉆井廢泥漿治理的目的一是消除污染、保護(hù)環(huán)境，二是 回收利用，化害為利。參考文獻(xiàn)：陳勁，閻祿，萬(wàn)希嶺.鉆井泥漿對(duì)環(huán)境的污染及防治措施.安全與環(huán)境工程.