胜利油田安全环保质量管理部山东省东营市257000
摘要：石油一直都在国民经济发展的过程中发挥着重要的作用。因此，油田也会占据着重要的地位。但是，在实际钻井的过程中非常容易产生废弃的钻井泥浆，这也会对环境造成污染。因此，采用相应的技术进行固化处理显得尤为重要。本文主要就石油钻井废弃泥浆污染特性和固化处理技术进行探究。
关键词：石油钻井；废弃泥浆；污染特性；固化处理
引言
废弃钻井泥浆作为一种固体废弃物，主要是由重金属、碱和其他类型的污染物组成。废弃钻井泥浆不仅会在下雨天对周边的环境产生不良的影响，且本身也有不断增加的趋势。随着石油工业的不断发展，如果不对废弃钻井泥浆进行全面处理，势必会直接阻碍未来石油工艺的发展[1]。许多耕地将没有办法实现复耕，环境污染也会变得越来越严重。所以，提高废弃钻井泥浆固化处理技术显得尤为重要。
1.现阶段废弃钻井泥浆处理现状
目前，多数油田在钻井的过程中会采用多项控技术。通过使用此种技术可以有效地减少钻井液。但是由于地理环境的限制和水文特点等多方面的影响。在钻井的过程中会产生诸多种类的废物泥浆。这些泥浆不仅显得较为分散，而且会产生重大污染。因此，在传统开采过程中，大家会在钻井场周围往下的地方先开挖一定量的存储坑，之后再将有机土铺设在坑底附近，并在上面覆盖一层塑料衬膜，这样才能够有效地处理钻井泥浆。
废弃钻井液主要是由钻井岩屑、超细的碳酸钙、粘土和丙烯甲组成。外观一般为半流质或者粘稠的液体。不仅内部颗粒含量很高，而且其内部的含水量也较高。总体属于一种碱性混合液体。
目前，我国国内的机构已经投入了大量的时间和精力来有效地完善废弃钻井泥浆固化处理系统。并想办法用相应的技术来控制废弃泥浆的排出量。由于我国不同钻井的自然环境和地理环境会出现重大的差别，所以我国钻井泥浆的种类也有所不同。
所以，在进行固化剂处理的过程中，大家可以根据实际情况采用无机固化剂、有机固化剂和复合型固化剂。第一，通常，有机固化剂被运用于污染较为严重的区域。不仅使用的范围较为广泛，而且固化的速度也较快，最终也能够有较好的固化效果[2]。但是，有机固化剂处理的难度较高，且处理的成本也较高。如果没有采用合适的方法进行处理，甚至会形成二次污染。所以，现在很多厂家并未使用有机固化剂。第二，无机固化剂整体价格较为低廉，且制造原料较为容易得到。在固化之后也有着很强的稳定性、抗渗透性和抗腐蚀性。但是，无机固化剂使用的量很大，切在使用之后，其体积会变大。所以，如果单纯地使用无机固化剂并不能够满足目前生产的需求。
第三，除了有机固化剂和无机固化剂，复合固化剂也一直都发挥着重要的作用。例如，运用水泥和水泥窑内部的混合物来对钻井泥浆做固化处理，这种就被称为复合固化剂。这种处理方法不仅比较高效，而且可以在短时间内就恢复土地耕种。另外一种常用的固化剂主要由纯碱、氢氧化钠、硫化沥青和其他高分子聚合物组成。其中，泥浆在复合固化剂中将会发挥重大的作用。一方面可以有效地翻土耕种，整体工艺也显得较为简单。
2.废弃钻井泥浆固化处理存在的问题
目前，在处理废弃钻井泥浆固化技术的过程中，主要存在如下几点问题：
2.1地理环境和水文条件有所不同
目前，我国油田所处的地理环境和水文地质条件也会有所不同。大家需要先分析不同油田的具体特点，之后再运用有效的技术进行调理。在平时钻井的过程中，专业人员要经常添加合适的化学试剂，并更好地进行处理。可以看出，不同的施工地点存在添加试剂成分都会有所不同[3]。所以，在具体进行处理的过程中，大家需要在处理的过程中使用不同的技术。从而才能够有效地避免产生钻井泥浆问题。
2.2处理具体过程困难重重
在处理具体问题时，由于每个废弃的钻井都会表现出不同的特点。大家需要采用对症下药的方式进行处理。这不仅会对处理技术提出更高的要求，也会直接增加研发的时间和资金。又加上泥浆的处理本身就充满各种困难。如果其处理工艺变得非常复杂，其后续应用的过程也就会愈加困难。
2.3容易受到环境的影响
当废弃的钻井泥浆固定化技术被运用于实际过程时，虽然能够在短时间内取得好的效果。但是，随着使用时间的逐步变长，其废弃钻井泥浆固定化技术也会受到环境的影响，整体使用的过程就会变得越来越不稳定，甚至会出现再次渗漏的现象。这也是固化处理技术的一个难点。相关从业人员需要不断地重视这一问题，并采用有效的措施进行解决。
2.4对周围环境产生重大影响
有些油田和附近居民种植的农田距离很近。但是，如果在种植的过程中，油田出现了任何问题，都会在之后产生泄漏的现象，也会对周围居民的正常生活产生重大影响。不仅周围的土地会产生影响，其水源也会被污染。最终，农作物的生长也会受到影响。从长远看，这将不利于提高农民的生活质量。
3.油田钻井废弃泥浆处理技术的关键
3.1选用合适的化学固化法
化学固化法也在废弃泥浆处理的过程中发挥着重要的作用。如果能够加入一定数量的固化剂，也能够让固化剂和泥浆产生一系列的物理和化学反应，从而有效地生成一系列稳定的抗水固体。这种有效的抗水固体能够将废弃物和其他有效的成分都包裹在内，从而让其更好地被过滤。这样也能够防止包括高聚物和重金属成分有效地扩散在外[4]。具体在进行固化处理的过程中，需要根据油田和周围环境实际情况来进行分析，才能够使得固化的过程得以顺利地进行。
例如，在实际施工的过程中，大家可以将固化剂有效地加入泥浆池内部，再通过均匀搅拌更好地将其融合。再在放置一段时间之后，其就能够有效地实现固化。
3.2采用合适的粉煤灰固化技术
在粉煤灰固化处理技术的背景下，大家只需要将粉煤灰作为泥浆固化的原材料。让粉煤灰内部的水在受到碱性物质的激发之后能够有效地硬化，从而提高钻井泥浆的硬化质量，最终才能够有效地中和泥浆内部的有害物质。
粉煤灰固化处理技术不仅处理的价格较为低廉，而且有良好的固化效果。经过验证，在将粉煤灰、黄土和石灰有效地结合在一起，再经过固化之后，不仅整体稳定性较好，而且内部不会出现较多的有害物质。整体操作工艺也非常简单，处理费用较低。目前，粉煤灰固化处理技术也非常常用。
3.3选择合适的固化剂
不同类型的固化剂也会在处理的过程中发挥不同的价值，也能够更好地适应各种液体种类。所以，在实际选择固化剂的过程中，大家一方面需要严格考察其参数，另外要保证其能够更好地被处理。一般而言，有机固化剂和无机固化剂为常见的两类固化剂。但是无机固化剂的使用成本较高，但是却有着良好的处理效果。有机固化剂虽然成本较低，但是处理效果不佳，很容易产生二次污染。所以无机固化剂目前在各个行业中被广泛应用。
4.油田钻井废弃泥浆新型处理技术
4.1油田钻井废弃泥浆无害化处理技术
目前，油田钻井废弃泥浆无害化处理的技术比较常用。下面让我们有效地进行分析
4.1.1一般材料
本次研究采用来自某废弃油田的循环作业泥浆，其内部危害的成分主要是由聚合物、盐类物质和沥青改性物质组成的。内部的环境指标主要是由pH、石油类、挥发酚和其他有毒的重金属成分组成。各类存在的聚合物会使得油田内部的污染物超标。各种深色的添加剂也会使得钻井内部废弃液的色度逐步偏高。所以，必须要对该钻井废弃泥浆进行无害化处理。表1显示了某油田钻井废弃泥浆浸出液主要污染物指标。
表1某油田钻井废弃泥浆浸出液主要污染物指标
从表1的数据可以看出，混合液内部的pH值已经出现了严重超标的现象。如果大家不在第一时间进行治理，则会在之后污染环境。
4.1.2处理方法
准备包括天平、AFS-220E型号原子荧光光度计、CS101-1A型电热鼓风干燥箱和其他反应容器。并在之后有效地准备包括硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰和其他实验材料[5]。
用塑料玻璃杯城区一定量的钻井废弃泥浆100g，并在搅拌均匀之后加入一定的固化添加剂。再将所有的材料高速搅拌之后，大家可以再直接注入容器中，并将其静置。过了一段时间后再放入固定的容器模型中成型。待物料成型之后再放置若干天，并在之后形成一定量的固化产物。大家可以根据固化的效果测量中内部的pH值，最终才能够筛选出最佳的固化剂方案。
4.1.3实验结果
在进行实验配比之后可以得出正交试验浸出液毒性检验的结果。其主要的结果如表2所示：
表2正交试验浸出液毒性检验结果
从表2的数据可以得知，影响固化效果的材料顺序主要为水泥、生石灰、粉煤灰和其他材料。水泥在水化的过程中会产生OH-。如果离子用量过大，就会使得浸出液内部的pH值就会随之升高。从试验的过程看，几乎所有内部的PH值都会逐步增大。当水泥用量达到16%时，其pH的值会达到9。所以，在之后可以有效地确定油田钻井废弃泥浆的配比方案。
正因为固化处理过程中会对环境造成污染，甚至会严重影响到人类居住的区域。所以，在关键的时刻，大家可以采用无害化技术进行处理。除了要遵照上文所讲述的内容确定合适的油田钻井废弃泥浆配比方案，还需要在完成之后对处理的结果进行检验，确定是否真正达到了无害化处理。这在将来也会产生重大的意义。在实际处理的过程中，必须有效地对其进行二次处理，并确认其中有害物质已经被更好地排除，这样才不会对周围的环境产生影响。在实际进行无害化处理的过程中，大家需要让固化后的物质充分发挥土壤的作用，并在上面适当地进行耕种，才能够在最终完成无害化处理的目标[6]。这种固化处理方式几乎不会对环境产生太大的影响，所以值得推广。
5.泥浆不落地技术
5.1基本原理
比较著名的泥浆不落地技术能够在不改变原有的钻井工序的基础上有效地收集和存储泥浆，并将固液分离、泥浆净化和液相回收等诸多功能集中在一起。这样一种处理的方式打破了原有废弃泥浆处理的方式。可以配合物理分离技术来治理钻井废弃泥浆，并有效地实现随钻随治。于是，所有的液相物质都能够实现全面固化利用和前期处理。在处理的过程中往往也能够节约大量的泥浆，并有效地实现“零落地，零污染”。图1显示了“泥浆不落地”技术的处理流程。
从图1可以看出，整个“泥浆不落地技术”工序主要由应急处理模块、自动分类收集模块、泥浆处理模块和固相固化及输送模块组成。工作时，先让自动分类收集模块收集掉落的泥浆，之后再运用泥浆处理回用模块来处理泥浆，再在进行脱浆干化处理过后进行应急处理。
5.2独特优势
“泥浆不落地技术”在使用的过程中具有如下几种优势：第一，这样独有的工艺和处理模式能够更好地满足设备自然造浆的能力，并满足在恶劣环境下钻井所有的需要，最终实现了零排放和零污染。第二，本次使用“泥浆不落地”技术的过程中，可以配合物理分离技术进行使用，并最大限度地使得液相泥浆的性能变得更加稳定。泥浆也能够更好地实现随之随用。第三，同样，将物理分离技术融入“泥浆不落地”技术内部，就可以有效地避免在处理过程中产生的二次污染。不仅污染物的排放效率较高，且也有很好的减产效果。因此值得被大面积推广。第四，在使用与此技术相关的设备时，即便在使用的过程中出现了较为复杂的情况。该工艺装备也可以迅速被应用于循环系统内部。不仅具有较强的应急能力，整体性价比也很高。
图1“泥浆不落地技术”处理工艺
5.3处理效果
目前，“泥浆不落地技术”已经在我国的胜利工区、新疆塔里木工区和华北地区开展。仅在2018年就已经治理完成超过了260口井，在2019年上半年又完成钻井超过140口。一共产生废弃的泥浆241900m3，其液相已经全部被回收利用。所有的产品在被处理之后又被拉回到制定的资源处理现场。从实际执行的过程看，钻井的过程实现了“零污染，零落地”。
经过处理，之后产生的钻井废弃泥浆其PH值被控制在7.81-8.76之间，其COD指标控制在5.65-48.6之间，其元素贡被控制在0.02-2.8之间，其六价铭被控制在0.003-0.006之间。可以说，这样一类指标符合我国出台的与钻井液固相废弃物现场处理的要求。
可以看出，在被处理之后，其产出的泥浆有如下的特点：第一，该泥浆产出物质的含水率极低，不仅能够在使用的过程中满足运输的条件，甚至能够在之后更好地被无害化处理。第二，使用“泥浆不落地技术”能够在现有工艺的基础上不添加任何药剂，并配合物理分离技术来全面地实现固液分离。这样一种技术能够解决传统处理泥浆过程中产生的二次污染，甚至也可以再次使用固相增量。
从上述的分析可以看出，“泥浆处理技术”可以被广泛地被运用于泥浆处理的过程中，也能够符合我国的环保要求。在未来可以被广泛地推广。
6.结束语
综上所述，废弃钻井泥浆固化技术不仅已经得到了社会各界的广泛认可，而且也对环保助力良多。废弃钻井泥浆不仅分布范围较广，而且本身比较分散，又因为内部含有重金属和碱性物质，所以会对环境造成较大的污染，这也是大家所不容忽视的。所以，相关人员一定要结合实际情况对固化技术进行研究，以便快速地解决环境污染问题[9]。在处理过程中，也要保证处理过后的固体物质能够符合耕种标准，这样才能够有好的处理效果，并更好地解决环境污染问题。在未来，大家也可以采用多种固化处理剂相结合的方式来处理废弃的钻井泥浆。这样往往能够克服无机固化剂和有机固化剂的缺点，从而使得固化的效果变得更好。
参考文献
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