钻井废液_废水处理一体化设备的研究及应用 3页

集团公司清洁生产会议专题油气田环境保护第13卷第4期25钻井废液－废水处理一体化设备的研究及应用邓皓刘光全马文臣叶艳（中国石油天然气集团公司环境工程技术中心）摘要介绍了钻井清洁生产的核心设备——钻井废液-废水处理一体化设备的原理、流程和处理效果。实践证明，用这种一体化设备处理普通聚合物钻井液体系产生的钻井废液时，设备排水质量可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》（一级标准或二级标准）；当用于处理高温深井聚合物-磺酸盐复杂钻井液体系产生的钻井废液时，除了COD外,排出水的主要水质指标可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》（二级标准）。用该设备处理后的泥渣含水率低于55％，泥渣体积减少了88％。关键词清洁生产钻井废液废液处理一体化设备水质DevelopmentandApplicationofIntegratedUnitsforTreatingWasteDrillingFluidsandWasteWaterDengHaoLiuGuangquanMaWenchenYeYan(EnvironmentalEngineeringTechnologyCenter,CNPC)ABSTRACTTheworkingprinciple,technologicalprocessandtreatingeffectofintegratedunitsfortreatmentofwastedrillingfluidsandwastewaterwereintroduced.Thiskindofunitsisthekeyofcleanproductiontechnologyindrillingengineering.ItisapprovedthatthequalityofanordinarypolymerdrillingwastefluidstreatedwiththisunitreachedthedischargedstandardGradeⅠorGradeⅡofGB8978-1996,andthequalityofwastefluidfromhigh-temperatureandhigh-pressurepolymer-sulphonatedrillingfluidtreatedwiththisequipmentcanreachedthedischargedstandardGradeⅡofGB8978-1996(besideschemicaloxygendemand).Themoisturecontentofdewater-sludgeinwastefluidsdewateredbythisunitisbelow55percent,andthevolumeofdewater-sludgedecreasedby88percent.KEYWORDScleanproduction,drillingwastefluids,wastefluidtreatment,integratedunit,waterquality[1,2]理难度很大，其处理手段在国内还没有得到妥善0引言解决。因此，要做好钻井清洁生产工作，就要做到在石油、天然气开采钻探过程中，相对于废渣、钻井废液的减量、减排以及对钻井废液进行过程处废气和噪声污染，产生的钻井废液(包括废钻井液和理或回用，以有效控制钻井过程中污染物的产生，[3,4]钻井废水)同样是主要的污染源。这些废液数量较多彻底解决钻井作业中的环境污染问题。3（如四川地区平均每口井有300～400m），成分复1钻井废液处理设备的研制杂（含有大量的多种无机和有机物），COD高，色度深，悬浮物含量高，并含有多种重金属，若不经目前，钻井废液的处理主要有直接排放法、直处理直接排放，将对环境造成污染。由于钻井废液接填埋法、坑内密封法、土地耕作法、脱稳干化场的污染负荷高以及钻井作业的临时性、分散性、流处理法、泵注入安全地层或井眼环形空间、固化法、[5～７]动性特点，使很多处理工艺受到限制，钻井废液处焚烧法、溶剂萃取法、MTC技术等。这些技术n262003年12月油气田环境保护集团公司清洁生产会议专题或成本较高；或只适合少数类型钻井废液的处理，表1钻井废液-废水处理一体化设备基本参数应用范围不广；或受气候条件的左右，使得在国内项目参数[5]的应用受到限制。设备总重量约22t（不含可折卸雨棚）在对钻井废液污染处理技术长期研究的基础设备总尺寸长×宽×高=7.0×2.2×5.5m上，考虑了国内现有技术及经济条件，以及目前钻最大件尺寸长×宽×高=7.0×2.2×2.9m井公司所能承担的环保费用，开发出了适合目前油总装机容量54.47kW（为节约电耗设变频器田实际需要的钻井废液处理技术——化学强化固液4台，照明0.2kW）分离工艺。该工艺先对钻井废液进行化学脱稳、絮设备总数24台凝处理，强化机械固液分离能力，并在化学脱稳、絮凝处理中把钻井废液中的有害成份转化为危害性小或无害的物质或减少其淋滤浸出率。然后将已脱◆操作、管理简便，自动化程度较高，处理效率稳、絮凝的废液泵入卧螺式离心机，离心机中旋转高,而成本较低；的旋流和转筒旋转产生的搅动共同产生一个综合性◆能做到钻井作业污染物减排，环境污染过程控的动力效应，对离心机内的半静态沉降产生强烈的制和钻井废液过程处理与回用，可满足钻井清洁生作用效果，实现固液分离，使絮体颗粒间的游离水产要求。和部分分子间水离心分离出来。固液分离后，污染3应用效果分析物(渣泥)得到减量，体积大大减少，无害化处置费用成倍降低。分离出的废水，经过二级絮凝、过滤3.1处理普通聚合物废钻井液处理后达标外排或回用做井场冲洗用水。在此基础应用该设备处理普通聚合物钻井液体系废液上研制出“钻井废液-废水处理一体化设备”撬装式时，设备排水可达到《污水综合排放标准》处理设备，该设备运行费用低，操作管理方便，占(GB8978-1996)一级或二级排放标准的要求。设备排地面积小，方便灵活，性能可靠，可适合不同类型出的渣泥可堆积，经固化后可实现无害化处置。设钻井废液处理，尤其适合钻井作业流动性、临时性、备矿场实验试验井的情况见表2，设备的处理效果分散性的特点,可满足钻井清洁生产的要求。见表3。2性能特点表2设备处理普通聚合物钻井液体系钻井废液时的试验井简况类钻井液2.1设备的参数井号层位钻深(m)型3类型密度(g/cm)pH值设备的处理量为6～凉东5定栖一3100钾钙沥青质聚合物防塌体系1.108.53天东95向飞仙关2790两性离子聚合物防塌体系1.188.612.0m/h，设备分离出的渣泥平均含水率≤55％,经固七里50井石炭系3124普通聚磺体系1.249.5化处理后，实现无害化处置。设备出水可达标排放。设备表3处理普通聚合物废钻井液时的进出水水质mg/L的基本参数见表1。6+渣泥含水率井号pH值石油类CODSSCr色度（％）2.2结构性能特点处理前8.5430039810180006.19-凉东552◆设备由钻井废弃液脱稳处理后8.63.41341080.002-系统、絮凝系统、固液分离GB8978-1996二级标准6～9101501500.580系统和水处理系统等组成；处理前8.662090400001900035.0-天东9552处理后6.211.9243200.002-◆为撬装式结构，各单元处理前9.02547483009280023.815000设备组装在矩形框架内形成七里5052处理后6.53.394450.0425一个整体；GB8978-1996一级标准6～95100700.550n集团公司清洁生产会议专题油气田环境保护第13卷第4期27体积减少了88％，经固表4处理高温深井聚磺复杂废钻井液简况化后可满足农用污泥控钻井液井号类型层位钻深(m)制标准要求。3类型密度(g/cm)pH值添加剂“钻井废液—废水天东86石炭系53361.941346种定高温深井聚凉东5栖一51171.941343种处理一体化设备”较好向磺复杂重钻天东95飞仙关34701.849.526种地解决了钻井废液的处井井液体系天东85石炭系48702.29.548种理与回用及高温深井聚磺复杂钻井液体系产生表5处理高温深井聚磺复杂废钻井液时的进出水水质mg/L的钻井废液的达标排放渣泥含水难题。设备采用撬装式6+2-井号pH值石油类CODSSCrS色度率（％）结构，占地面积较小，处理前13.545736740023110060.319.3-处理效率高，成本较低，天东8646.9处理后7.14.5256680.02--可满足钻井清洁生产的处理前13.847897342028110065.719.325000凉东547.8要求，具有良好的社会处理后7.06.53171240.06-75效益和经济效益。处理前9.030764640011130047.719.720000天东9555处理后7.13.5256780.02-70参考文献处理前9.050767730016190063.717.720000天东8555处理后7.14.53961440.06-65[1]蔡利山等.CX170-1井平均去除率（％）-99.8999.599.999.9-99.6钻井废水及废弃钻井液处理技术.油气田环GB8978-1996二级标准6～9101501500.51.080注:-表示未检出境保护,2001,(4)：26～303.2处理高温深井聚磺复杂废钻井液[2]高宝玉等.废弃钻井泥浆上层液脱色方法初步研究[J].油田化学,1991,8(4)：330～333,356应用“钻井废液-废水处理一体化设备”处理高[3]中国石油化工集团公司炼油化工生产管理部，中国石油温深井聚磺复杂钻井液体系钻井废液时，设备排水天然气集团公司质量安全与环境保护部编.石油化工企的污染负荷大大降低，主要污染物的去除率可以达业清洁生产审计工作指南.北京：中国石化出版社，1998到99％以上，除COD外，其它主要水质指标可满足[4]国家经贸委资源节约与综合利用司组织编写.清洁生产《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准概论.北京：中国检察出版社，2000的要求。设备排出的渣泥可堆积，经固化后可实现[5]周讯.废弃钻井液的处理技术综述.油气田环境保护,2001,(4)：10～12无害化处置。设备矿场试验井的情况见上表4，处[6]王松等.废弃水基钻井液固化处理研究.油气田环境理效果见上表5。保护,1999,(3)：32～344结论[7]倪怀英.国外废钻井液处理技术介绍.钻井液与完井液,1992,9(1)：1～6应用“钻井废液-废水处理一体化设备”处理普通聚合物钻井液体系产生的钻井废液时，设备排水可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》（一级标准或二级标准）。处理高温深井聚磺复杂钻井液（收稿日期2003-10-23）体系产生的钻井废液时，设备排水除COD外，主要（编辑黎英）水质指标可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》（二级标准）。设备处理后的泥渣含水率低于55％，