陜北廢棄泥漿處理技術(shù)及建議

陜北廢棄泥漿處理技術(shù)及建議摘要石油勘探開發(fā)過程中產(chǎn)生的廢棄鉆井液中含有的地層鉆屑、鉆井液處理劑等有害物質(zhì)，若直接排放將對(duì)環(huán)境與生態(tài)造成極大的危害，其治理與利用是非常值得關(guān)注的問題。陜北地區(qū)溝壑縱橫，耕地密集，油氣井廢棄鉆井液的排放對(duì)農(nóng)田的污染及其嚴(yán)重。另外，隨著政府對(duì)環(huán)保要求的提高，目前越來越重視對(duì)廢棄鉆井液的無害化處理。因此，介紹廢棄鉆井液的處理技術(shù)以及對(duì)廢棄鉆井液的再利用的建議是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。關(guān)鍵字：廢棄泥漿；固化處理；無害化處理目錄第1章緒論3第2章陜北廢棄泥漿處理技術(shù)32.1廢棄泥漿處理辦法32.2廢棄泥漿固化處理32.3廢棄泥漿無害化處理3第3章陜北廢棄泥漿處理建議32.1采用新的處理方法32.2回收再利用3第4章結(jié)論3致謝3參考文獻(xiàn)3第1章緒論在石油天然氣的勘探開發(fā)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量廢棄鉆井液，這些廢鉆井液是由鉆井液處理劑與鉆屑等巖石顆粒形成的膠體懸浮物。我國目前對(duì)于這些物質(zhì)的處理，除回收利用一小部分外，基本上采用直接排放和自然濃縮、干化、就地掩埋的方法，其中許多有害物質(zhì)都超過國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此廢鉆井液已經(jīng)成為石油天然氣開發(fā)過程中對(duì)環(huán)境造成影響的主要污染物之一。大量的廢鉆井液未經(jīng)處理?xiàng)壏旁诰畧觯龅接昙?，其中的污染物隨雨水外滋流入農(nóng)田、蝦池、河流或滲入地層，對(duì)土壤和地下水環(huán)境造成污染，對(duì)井場周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，如何治理和利用廢鉆井液是當(dāng)前急需解決的問題［1］。廢棄鉆井液對(duì)環(huán)境造成污染的主要原因有以下幾個(gè)方面：（1） 鉆井液是一種復(fù)雜的多相分散體，成份極為復(fù)雜。我國主要使用水基鉆井液，一般由固相、液相和化學(xué)處理劑三部分組成。使用的化學(xué)處理劑種類繁多，目前共有16大類246種，這些化學(xué)處理劑不同程度地含有污染環(huán)境的物質(zhì)，尤其是高濃度的鹽和可交換性的鈉，其次是油脂類、重金屬、有機(jī)污染物、高pH值處理劑等。其中部分處理劑中的有害成分毒性很大，并能在環(huán)境或動(dòng)植物體內(nèi)蓄積，對(duì)人體健康產(chǎn)生不良的影響。（2） 鉆井液隨鉆井完成后，由于物理化學(xué)性質(zhì)的變化使其無法回收利用而棄之，隨著我國石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，其年排放量也越來越大，成為造成環(huán)境污染的重要原因。（3） 我國許多油田，尤其是老油田鉆井井位就在稻田、麥田、魚塘、蝦池及居民區(qū)附近，對(duì)環(huán)境與人類的影響更加直接、明顯。陜北油氣田以往因追求產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益而忽略了環(huán)境保護(hù)，廢棄鉆井液對(duì)環(huán)境造成了很大的污染。但是，近年來國家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來越重視，陜北油田也必須對(duì)油氣井廢棄鉆井液進(jìn)行處理。陜北油氣田處理廢棄鉆井液的主要原因有：（1） 水資源污染嚴(yán)重。石油工業(yè)廢水排放量占到全市總量的90%。目前，延安境內(nèi)，延河、洛河、秀延河三大河流都受到了不同程度的污染。這三條河都流經(jīng)油區(qū)，主要流域普遍為三類水質(zhì)，部分段面出現(xiàn)了四類、五類水質(zhì)，人畜一般都不能飲用。（2） 植被破壞嚴(yán)重。造成植被破壞嚴(yán)重的主要原因有兩個(gè)方面：一是單井多、修路多、植被破壞大。二是井場和油區(qū)道路綠化滯后。新修公路的上沿和下壓部分，黃土基本都裸露在外，一遇大雨就會(huì)被水沖走。（3） 主要污染物治理還很不科學(xué)規(guī)范。一是打井過程中產(chǎn)生的泥漿、巖屑及其它廢棄物處理不科學(xué)。目前各石油企業(yè)的處理辦法就是深挖1米后進(jìn)行掩埋。二是石油污水的回注回灌不規(guī)范。（4） 企業(yè)的環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)。目前延安的石油資源基本上是無償配置給企業(yè)的，政府和地方的部分權(quán)益也隨之流向了企業(yè)。企業(yè)在享有了石油開發(fā)權(quán)益后變成了資源開發(fā)的主體，在追求經(jīng)濟(jì)利益最大化的同時(shí)，卻沒有很好地肩負(fù)起治理污染、保護(hù)生態(tài)的責(zé)任。而對(duì)廢棄鉆井液泥漿的處理主要是無害化處理，即消除廢棄鉆井液中的有害物質(zhì)，使其達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)；另外，就是固化處理，經(jīng)過處理，將廢棄鉆井液泥漿轉(zhuǎn)化成像土壤一樣的固體物質(zhì)（假性土壤）填埋在原處;但為好的辦法還是廢棄鉆井液泥漿的再利用。第2章陜北廢棄泥漿處理技術(shù)廢棄泥漿是石油天然氣工業(yè)的主要污染源之一。它是一種含黏土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污水、污油及鉆屑的多項(xiàng)穩(wěn)態(tài)膠體懸浮體系，危害環(huán)境的主要成分是烴類、鹽類、各種聚合物、木質(zhì)素磺酸鹽、某些金屬離子（汞、銅、砷、鉻、鋅及鉛）和重晶石中的雜質(zhì)。目前廢棄泥漿的處理辦法有很多種，下面簡要介紹一下這些方法，并詳細(xì)介紹一下目前陜北油氣田廢棄泥漿的兩中主要的處理方法。2.1廢棄泥漿處理辦法（1） 循環(huán)使用法：有些廢棄鉆井液、廢水、廢材料可循環(huán)使用。水最有可能被循環(huán)使用，例如從鉆井液中分離出的廢水可用于清洗鉆頭；清洗鉆頭后的廢水收集后再循環(huán)使用；生產(chǎn)水經(jīng)過處理后再注入井內(nèi)以平衡井內(nèi)壓力，也可用于重油的處理。（2） 回收再利用法：油基、酯基，還有合成基鉆井液使用后，可回收其基液用于其它井作為鉆井液的基液或作為燃料等其它用途。鉆井液中的添加劑也可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ厥赵倮?。?） 脫水法：脫水法是利用化學(xué)絮凝劑絮凝、沉降和機(jī)械分離等強(qiáng)化措施，使廢棄鉆井液中的固液得以分離。采用加水稀釋法可以使大量的加重劑通過自然沉降法分離出來，但是很難破壞由水化能力很強(qiáng)的黏土顆粒和多種護(hù)膠劑組成的膠體體系。加入無機(jī)和有機(jī)絮凝劑后，可以破壞固體顆粒表面的結(jié)構(gòu)，中和顆粒表面的電荷，減少顆粒之間的靜電引力，促使固相顆粒聚結(jié)變大，從而達(dá)到固液分離的目的。對(duì)于不同的廢棄鉆井液，應(yīng)使用不同的絮凝劑?，F(xiàn)在已經(jīng)研究出了很多無機(jī)和有機(jī)絮凝劑，用于不同廢棄物的絮凝處理，并得到了較好的效果［2］。（4） 破乳法：破乳可以采用傳統(tǒng)的添加化學(xué)劑的方法，利用化學(xué)劑的特性破乳。如利用電解質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)不同，或者通過加入化學(xué)劑降低鉆井液的黏度等。但這些方法由于添加了化學(xué)劑，一方面提高了成本，另一方面給環(huán)境又帶來了新的影響。（5） 回注法：有些毒性較大又難以處理的廢棄鉆井液可以通過回注法處理?；刈⒎椒ㄓ?種。一是注入非滲透性地層。用壓裂液在機(jī)械作用下加壓到足以將地層壓裂的壓力，將要處理的廢棄鉆井液注入地層裂縫中，撤消壓力時(shí)，周圍地層中的裂縫自行關(guān)閉，從而防止地層中的廢棄鉆井液發(fā)生遷移?，F(xiàn)在，在海上鉆井時(shí)，許多情況下的廢棄鉆井液處理就是用該方法。二是注入地層或井眼環(huán)形空間。將廢棄鉆井液通過井眼注入安全地層或井眼的環(huán)形空間。但該方法對(duì)地層有嚴(yán)格的要求，深度必須大于600m。一般鉆井液的處理可以采用該方法。（6） 回填法：廢棄鉆井液在儲(chǔ)存坑內(nèi)通過沉降分離，上部清液達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后直接排放。剩余部分經(jīng)干燥后（并不一定要完全干燥，只要到一定程度就行），在儲(chǔ)存坑內(nèi)就地填埋。但必須保持頂部的土層有1.0~1.5m厚，然后恢復(fù)地貌。這種方法不失為一種處理低毒和無毒廢棄鉆井液的好方法。但不能用于毒性較大的廢棄鉆井液的處理［3］。（7） 生物處理法：生物處理鉆井廢棄物的方法有許多種。微生物降解法是利用微生物將有機(jī)長鏈或有機(jī)高分子降解成為環(huán)境可接受的低分子或氣體。使用該方法的困難是如何選擇合適的微生物菌種和載體。生物絮凝法是在廢棄鉆井液中加入特殊的微生物，使一些高分子有機(jī)物絮凝并且沉積下來，可用于鉆井廢水的處理。該方法中所用微生物必須是通過自然篩選或誘變培育及基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)獲得的特種微生物。這些微生物同時(shí)還可以對(duì)某些有機(jī)物進(jìn)行降解，如鄰、間、對(duì)苯酚就可以在這樣的微生物作用下，發(fā)生生物降解。（8） 固化法：固化法被認(rèn)為是一種比較可靠的治理廢棄鉆井液污染的好方法，對(duì)于治理難度最大的COD、Cr、pH值和總鉻污染最為有效。經(jīng)過固化液毒性測定，達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于含水量最高的廢棄鉆井液，可以結(jié)合固液分離技術(shù)，以取得最佳的處理效果。該方法適用于膨潤土型、部分水解聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鉻、油基鉆井液等。（9） 焚燒法：焚燒也是一種非常潔凈的處理鉆井廢棄物的方法。因?yàn)樵诜贌隣t的煙窗內(nèi)都安置有除塵、回收和氣體吸收的裝置?；厥盏挠秃推渌镔|(zhì)可以用于油基鉆井液的基液或移作他用。剩余的灰燼可以綜合利用，對(duì)環(huán)境沒有不良影響。但這要求必須具有很高的溫度（大約為1200~1500e）?，F(xiàn)在國外使用加熱解吸的技術(shù)，用于加熱解吸油基鉆井液中鉆屑含有的油類物質(zhì)（溫度大約為400e）。該技術(shù)在北海油田對(duì)油基鉆井液進(jìn)行了應(yīng)用，鉆屑中的剩余含油量小于1%，可以直接排放到海洋中，符合國際和國家的環(huán)保要求。目前又發(fā)展了低溫加熱解吸油基鉆井液鉆屑中含有的油類物質(zhì)的技術(shù)。（10） 復(fù)合混合法：所用材料為一種粉末和木屑。該粉末具有很好的吸油性能，同時(shí)它還具有固氮能力、臭味防護(hù)、氣味跟蹤的特點(diǎn)，具有良好的降解能力。木屑為木材加工廠的副產(chǎn)品，主要是起疏松作用。這兩種原料混合使用是一種良好的烴類改良劑。使用該方法處理廢棄鉆井液時(shí)，首先要對(duì)廢棄鉆井液進(jìn)行分離，回收鉆井液中的基液，然后才能按上述方法處理。將除去基液后的鉆屑與混合料（粉末和木屑）充分混合。然后將它平輔在一個(gè)大場地，不要壓實(shí)，而要保持相當(dāng)?shù)氖杷沙潭?讓它具有足夠的氧氣和水分，如有必要可在其中通入氧氣，添加水；這樣能很快生物降解，同時(shí)固氮，成為一種肥料，進(jìn)入表土層和次表土層，可讓植物吸收。經(jīng)過這樣降解后，殘留物沒有毒性，對(duì)環(huán)境沒有影響，也不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來潛在的影響。這種在現(xiàn)場處理鉆井廢棄物的技術(shù)使用方便，處理速度快，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了成本，適用于單獨(dú)井［4］。（11） 存在天然放射物的井場鉆井廢棄物的處理：石油作業(yè)中導(dǎo)致放射污染的來源主要有兩方面，一是使用具有放射性物質(zhì)的工具，如隨鉆檢測儀、中子檢測儀等。二是鉆井過程中，產(chǎn)生的鉆屑中具有某些放射性物質(zhì)，導(dǎo)致放射性污染。放射廢棄物可以是固體、液體、氣體和空氣微塵，它們可能放射出一種射線（A、B、C），也可能放射出多種射線。將廢棄物注入已堵塞的或廢棄的井中，并保證水位在地下水位以下；或在滿足有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)要求后排放到海洋中；或?qū)⑺D(zhuǎn)化到環(huán)境可允許的含量內(nèi)，并儲(chǔ)存在一個(gè)特別指定的用于存放天然放射廢棄物的地方；甚至可以將它排放到一個(gè)孤立的和不能蒸發(fā)的池中；有些廢棄物可由原子能管理機(jī)構(gòu)來處理。為了更好地解決放射性廢棄物的處理問題，降低處理費(fèi)用，美國大多使用鹽穴處理。目前，陜北油氣田對(duì)鉆井液廢棄泥漿的處理方法主要有以下幾種。2.2采用新的處理方法為提高工程效益，不少一線從業(yè)人員和學(xué)者在應(yīng)用已有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷開拓研究領(lǐng)域，增進(jìn)學(xué)科結(jié)合，提出了多種廢舊泥漿處理的新方法。（1） 應(yīng)用粉煤灰處理廢泥漿粉煤灰是一種工程應(yīng)用潛力很大的建筑材料、路基填筑材料，并在基礎(chǔ)工程中也有廣泛使用。粉煤灰在鉆井廢泥漿固化中起到以下3個(gè)方面的基本作用：①活性效應(yīng)：可用做混凝土的膠凝組分，與氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)生成類似水泥CHS凝膠的產(chǎn)物；②形態(tài)效應(yīng)：是泛指粉煤灰顆粒形貌、粗細(xì)、表面粗糙度、級(jí)配、內(nèi)外結(jié)構(gòu)等幾何特征，以及色度、密度等特征在固結(jié)土或混凝土中產(chǎn)生的效應(yīng)；③微集料效應(yīng)-猶如微細(xì)的骨料，使新拌的水泥漿體結(jié)構(gòu)發(fā)生“解絮”作用，及粉煤灰細(xì)小微珠起填充作用，使泥漿體結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔隙“細(xì)化”。根據(jù)鉆井廢泥漿含水率高的特點(diǎn)，固化時(shí)需要良好的吸水材料，又因?yàn)閲鴥?nèi)各大城市發(fā)電及民用每年都要產(chǎn)生大量的粉煤灰，粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染和綜合治理也是一大難題。因此，在鉆井廢泥漿固化時(shí)使用粉煤灰，的確是一個(gè)一舉兩得的好辦法［7］。（2） 微生物處理方法利用微生物處理的辦法，將污染物消解掉。在一定面積的土地上噴灑一定量的廢泥漿，然后耕翻土地，并加人鋸木灰之類的有機(jī)質(zhì)，增加土壤透氣性和肥效，利用土地之土壤的吸附和微生物（馴化微生物注人土壤，加速對(duì)污染物的消解）作用，將泥漿中污染物消解掉，使其達(dá)到無害化要求。這種方法如能推廣使用，是一種既簡便又廉價(jià)的廢泥漿處理方法。（3） 廢泥漿作為復(fù)混肥料添加劑電子科技大學(xué)，謝果等同志曾用正交試驗(yàn)法探討了鉆井廢泥漿作為添加劑配制復(fù)混肥的可能性。試驗(yàn)配置的復(fù)混肥的主要技術(shù)（抗壓強(qiáng)度、含水率、總有效養(yǎng)分、吸潮性、pH值、粒徑、成粒率等都滿足國家復(fù)混肥的要求，初步證明了用鉆井泥漿配制尿素-磷酸按-氯化鉀系列復(fù)混肥有較好實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和根據(jù)，是可行的。利用鉆井廢泥漿制造復(fù)混肥的技術(shù)上不成熟，仍需對(duì)作物生長的影響、工程放大等問題繼續(xù)深人研究，相信這種處理方法會(huì)給廢泥漿無害化處理開辟新的方向。2.3廢棄泥漿無害化處理（1） 無害化處理辦法對(duì)于廢棄鉆井液的處理，首先要求處理劑自身具有無害性，其次對(duì)廢棄鉆井液中所含的有害物質(zhì)，要處理到國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)所允許的范圍。幾年的努力摸索針對(duì)長慶油田廢棄鉆井液主要是水基的特點(diǎn)，根據(jù)破乳和絮凝的機(jī)理，選取了一套既簡便有效又經(jīng)濟(jì)的處理工藝流程-廢棄鉆井液無害化處理，每組日可處理廢棄鉆井液10000多立方米。（2） 處理劑性能處理劑本身無害性，不引發(fā)新的污染有較強(qiáng)膠凝能力，使廢棄鉆井液完全失去流動(dòng)性，阻止其運(yùn)移；有可靠的固結(jié)穩(wěn)定性，使處理物在自然環(huán)境中具有抗水蝕能力；圈閉、吸附和凝聚力強(qiáng)，有效抑制廢棄鉆井液組分的遷移；無水硬性，不板結(jié)。（3） 無害化處理作用機(jī)理處理劑進(jìn)入廢棄鉆井液后，其速溶微粒首先吸收水相，發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物對(duì)體系土相產(chǎn)生水化作用，使粘度發(fā)生凝聚，同時(shí)，有機(jī)高分子發(fā)生不同程度的交聯(lián)，廢棄鉆井液逐漸喪失流動(dòng)性，此凝聚期在十幾分鐘內(nèi)基本完成對(duì)廢棄鉆井液圈閉。此后，進(jìn)入固相發(fā)育期，處理劑逐漸吸水進(jìn)行水化反應(yīng)，生成多種難溶的水合物晶體，并隨水化的深入而不斷發(fā)育，體系固相隨時(shí)間的增延而增多。新固相在發(fā)育過程中與體系原固相相互交織，有利于體系向固體方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)體系總固相增加至一定量后，最終使流動(dòng)的廢棄鉆井液轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w體系。最后是固體陳化期，它是發(fā)育期的延續(xù)，相比結(jié)晶顯著變慢。隨著陳化時(shí)間的延長，固化物的物理和化學(xué)穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，直至藥劑被完全消耗而終止反應(yīng)。使得廢棄鉆井液體系破壞，水、土、殘藥分離，通過吸附作用，形成螯合物，完成對(duì)有機(jī)物和重金屬離子的包被作用。在這個(gè)反應(yīng)過程中，有機(jī)物的吸附和富集及螯合物的形成，以及靠揮發(fā)和滲透丟失水分增加處理物的承載強(qiáng)度，都需要一個(gè)過程，隨著時(shí)間的延長處理效果會(huì)更好［6］。（4） 廢棄泥漿無害處理原則a.陽離子沉淀劑是一種含磷酸鹽的無機(jī)物，沉淀重金屬離子，降低其活性，同時(shí)賦予固化物一定的肥效；陰離子沉淀劑能將可溶性陰離子有機(jī)污染物變成不溶物，降低其毒性，并調(diào)節(jié)廢棄物的PH值，同時(shí)與陽離子沉淀劑協(xié)同其破乳作用；吸附劑具有很大的比表面積，可吸附有機(jī)物和金屬離子；硬化劑通過化學(xué)反應(yīng)可形成立體構(gòu)架的無機(jī)聚合物包裹和固定污染物，使其在外力作用下不能游離出來，降低其遷移能力，以提高無害化處理效果。第3章陜北廢棄泥漿處理建議上述介紹的方法都是對(duì)廢棄鉆井液泥漿進(jìn)行處理，然后排放或掩埋，在某種程度上造成了資源的浪費(fèi)。因此，將廢棄鉆井液泥漿回收處理驚醒再利用是值得研究和采用的好辦法。這樣，既避免了環(huán)境污染，又沒有造成資源浪費(fèi)，可以說是一舉兩得。因此，這是一個(gè)很好的建議。而且，目前已經(jīng)有很多這樣的技術(shù)允許我們這樣做。下面介紹一下廢棄泥漿的新處理方法和回收再利用。2.1廢棄泥漿固化處理的建議（1）固化處理鉆井廢棄泥漿固化處理就是向防滲廢棄泥漿土池中投入適量配比的固化劑，按照一定的技術(shù)要求進(jìn)行均勻攪拌，通過一定時(shí)間的物理和化學(xué)變化，使其中的有害成分發(fā)生轉(zhuǎn)化、封閉、固定作用，轉(zhuǎn)變成為一種無污染的固體。固化劑有兩種：一是有機(jī)固化劑成本高，容易產(chǎn)生二次污染，應(yīng)用較少；無機(jī)固化劑具有原料易購、價(jià)格低廉、使用方便、固化效果好等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的市場前景。因此，最好選擇無機(jī)固化劑。其中使用的主要原材料為磷酸鹽、粉煤灰、生石灰、水泥、石骨粉、氯化物、絮凝劑。粉煤灰固化材料粉煤灰為典型的火山灰質(zhì)材料，主要由SiO、Al0。等雜質(zhì)組成。其固化激發(fā)機(jī)理是：粉煤灰中的SiO、ALO。等物質(zhì)，在廢棄泥漿中水化，受到Ca(OH)2的堿性激發(fā)，分別生成C-S-H凝膠和水化鋁酸鈣類物質(zhì)，水化鋁酸鈣又會(huì)受到硫酸鹽的激發(fā)，生成單硫型的水化硫鋁酸鈣(AF)等產(chǎn)物，進(jìn)一步提高廢棄泥漿體系的膠凝組分和硬化質(zhì)量。粉煤灰在鉆井廢棄泥漿固化中的基本作用：活性效應(yīng)：可用做混凝土的膠凝組分，與氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)生成類似水泥CH-S凝膠的產(chǎn)物，但其屬于低活性混合材料；形態(tài)效應(yīng)：是泛指粉煤灰顆粒形貌、粗細(xì)、表面粗糙度、級(jí)配、內(nèi)外結(jié)構(gòu)等幾何特征，以及色度、密度等特征在固結(jié)土或混凝土中產(chǎn)生的效應(yīng)。其主要屬于物理效應(yīng)；微集料效應(yīng)：猶如微細(xì)的骨料，使新拌的水泥漿體結(jié)構(gòu)發(fā)生“解絮”作用，粉煤灰細(xì)小微珠起填充作用，使泥漿體結(jié)構(gòu)中毛細(xì)空隙“細(xì)化”。以粉煤灰為原料的固化劑體系有MS型固結(jié)材、粉煤灰復(fù)合劑固化體系和粉煤灰與磷石膏固化體系，其中都添加了大量的粉煤灰在激發(fā)劑和促凝劑的輔助作用下，使得廢棄泥漿凝結(jié)、硬化，達(dá)到工程所需的力學(xué)強(qiáng)度［5］。固化處理機(jī)理及作用向水基廢鉆井液或鉆井液沉積物中加入固化劑，使之轉(zhuǎn)化成象土壤一樣的固體(假性土壤)填埋在原處。這種方法能較大程度地減少廢鉆井液中的金屬離子和有機(jī)物對(duì)土壤的侵蝕，從而減少廢鉆井液對(duì)環(huán)境的影響與危害。同時(shí)，又可保證廢鉆井液池在鉆井工程一結(jié)束即能復(fù)耕或恢復(fù)原貌。我們公司使用的是以水硬材料為主體的無機(jī)固化劑。根據(jù)水硬材料的凝結(jié)機(jī)理，純水硬材料遇水會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，水化初期以凝聚網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主，使水硬材料漿液失去流動(dòng)性和部分可塑性，導(dǎo)致凝結(jié)；而水化后期則以晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng)為主，已微晶體的相互接觸連生，并貫穿于整個(gè)漿體。由于接觸連生是依靠結(jié)合力比較強(qiáng)的化學(xué)鍵來進(jìn)行的，因此具有比初期高得多的強(qiáng)度，水硬材料結(jié)石的強(qiáng)度主要在該階段產(chǎn)生。根據(jù)水硬材料水化理論，水化材料的水化程度(最終強(qiáng)度效果)取決于一種被稱為“鈣磯石”的晶體礦物形成的數(shù)量和質(zhì)量。水硬材料中一般含有大量的Ca2+，與廢漿液混合后，漿液中活性土的一小部分作為生料參與水硬材料的水化反應(yīng)，其余大部分被徹底鈣化，失去水敏性，并成為整個(gè)固結(jié)體的一部分，轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰枚栊晕镔|(zhì)。2.2回收再利用近年來，廣大科技工作者已經(jīng)對(duì)廢棄鉆井液處理做了有益探討，取得了一些新進(jìn)展。廢棄鉆井液重復(fù)利用。2008年中國石油集團(tuán)西部鉆探吐哈鉆井公司開展了廢棄聚磺鉆井液低成本轉(zhuǎn)化表層鉆井液技術(shù)研究，開發(fā)出廢棄鉆井液鉆表層技術(shù)配方和實(shí)施工藝。該技術(shù)通過在完井廢棄聚磺鉆井液中加入一定量水，降低鉆井液的密度、增加其濾失量，同時(shí)引入新型無機(jī)聚合鹽強(qiáng)絮凝劑JLT，絮凝、沉降鉆井液中原有的處理劑，壓縮黏土表面擴(kuò)散雙電層，使完井鉆井液中的膠體微粒由細(xì)分散轉(zhuǎn)變?yōu)檫m度絮凝粗分散，提高其黏度、切力和進(jìn)一步增加濾失量，改造后的性能達(dá)到表層鉆井鉆井液的性能要求。通過在吐哈油田紅胡、溫米、丘陵3個(gè)區(qū)塊17口井的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了完井廢棄鉆井液循環(huán)利用，實(shí)施井平均每口井節(jié)約鉆井液成本2萬元，重復(fù)利用160m3廢棄鉆井液。該技術(shù)規(guī)模推廣不僅可以降低鉆井成本，還可以節(jié)約大量的礦產(chǎn)和水資源，大幅減少鉆井廢棄物排放，對(duì)實(shí)現(xiàn)鉆井清潔生產(chǎn)、減少環(huán)境污染、節(jié)能減排具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。（2） 廢棄鉆井液在水處理方面的資源化利用。武漢理工大學(xué)利用廢棄鉆井液研制出了高品質(zhì)陶瓷濾料，經(jīng)建設(shè)部水處理濾料檢測中心和湖北省疾病預(yù)防控制中心的檢測，其各項(xiàng)性能均符合過濾城市飲用水的質(zhì)量和衛(wèi)生要求；此外，由于該陶瓷濾料不僅保持高氣孔率、高吸附能力，還保持具有較高的強(qiáng)度，可代替石英砂、無煙煤、活性碳等常規(guī)濾料，滿足水處理高科技發(fā)展的需要，在采油廢水、軋鋼廢水、印染廢水、造紙廢水等工業(yè)污水和飲用水處理領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。（3） 廢棄鉆井液在交通運(yùn)輸方面的資源化利用。中國石油集團(tuán)海洋工程有限公司近幾年也采用粉煤灰復(fù)合材料固化劑技術(shù)，優(yōu)選強(qiáng)度高，硬化速度快的固化物，進(jìn)行廢棄鉆井液的固化和處理，固化物的浸出液毒性在控制指標(biāo)內(nèi)，用優(yōu)化化學(xué)藥劑處理鉆井廢水達(dá)到回注水的水質(zhì)指標(biāo)。除此之外，海洋生產(chǎn)現(xiàn)場所用的鉆井液經(jīng)過鉆井循環(huán)系統(tǒng)中的設(shè)備甩干后，所產(chǎn)生的液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行重復(fù)利用，固體廢物運(yùn)回陸地進(jìn)行高溫除油、化學(xué)處理等工序處理，經(jīng)過環(huán)保部門的檢測，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到環(huán)保要求后，用在高速公路的路基建設(shè)中，不僅節(jié)約了資源、進(jìn)行了廢物的再利用，也起到了節(jié)能減排的目的。（4） 油氣田開發(fā)產(chǎn)生的廢棄鉆井液具有富含水、有機(jī)質(zhì)和黏粒的特點(diǎn)，是改良沙漠土壤的有用成分，可用來提高沙漠土壤團(tuán)粒和黏粒數(shù)量，提高土壤肥力。廢棄鉆井液具有高含水、有機(jī)質(zhì)和黏粒的特點(diǎn)，是沙漠土壤的有用成分，可用來改良沙漠土壤。利用廢棄鉆井液進(jìn)行沙漠改良可改善土壤的理化性質(zhì)，提高土壤保水、保肥和增肥能力。具有肥效特征的廢棄鉆井液處理劑不僅可提高土壤肥力，且能屏蔽由金屬或有機(jī)污染物引起的毒性。利用廢棄鉆井液對(duì)沙漠土壤進(jìn)行改良后，土壤微生物數(shù)量大幅增加，植物株高增加了約2倍，干重增加約1.5倍，生態(tài)環(huán)境改善。通過上述介紹，可以知道，廢棄鉆井液經(jīng)過處理可以在很多地方得到重新利用。第4章結(jié)論通過上述分析，首先，我們知道油氣井廢棄泥漿對(duì)環(huán)境的污染是非常嚴(yán)重的。陜北油氣田廢棄泥漿的處理