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隨鉆廢棄物處理技術(shù)

文檔作者：賀少武陳永生張曉龍王慶文檔來源：中國石油冀東油田公司瑞豐化工公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月15日
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2017 年10 月
技術(shù)管理
隨鉆廢棄物處理技術(shù)
賀少武陳永生張曉龍王慶（中國石油冀東油田公司瑞豐化工公司，河北唐山063200）
1 技術(shù)背景：
鉆井廢棄物中存在著許多對人類有害的物質(zhì)，主要有油
類、鹽類、可溶性重金屬元素（如鋅、鉛、銅、鎘、鎳、汞、砷、鋇和
鉻等），以及有機硫化物、有機磷化物等。如果鉆井廢棄物不進
行無害化處理而直接排放或儲存，將對周圍生態(tài)環(huán)境造成巨大
危害，直接或間接對動物、植物及人類健康產(chǎn)生危害，不利于人
類對環(huán)境和經(jīng)濟實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。
鉆井廢棄物具有處理量大，污染物來源廣，有害物量大，不
易于集中處理。其中的污水具有色度高（棕褐色～黑褐色）、懸
浮固體含量高（1000 mg/L～5000 mg/L）、COD含量高（1000 mg/
L～50000mg/L）、有毒重金屬離子含量高、pH 高和體系穩(wěn)定。
固體廢棄物組成復雜、體系穩(wěn)定、污染指標高等。這些特點給
鉆井完井廢棄物的無害化處理帶來了很大的難度。
隨著社會發(fā)展，人類對自身健康要求越來越高，然而人所
處的環(huán)境狀況卻由于工業(yè)發(fā)展而不斷惡化。目前，人們自身已
經(jīng)認識環(huán)保的重要性和改善環(huán)境的緊迫性，對環(huán)保要求也越來
越高。國家相繼頒發(fā)了《污水綜合排放標準》、《室外排水設(shè)計
規(guī)范》（1997年修訂）、《危險廢物鑒別標準—腐蝕性鑒別》、《危
險廢物鑒別標準—浸出毒性鑒別》、《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》等標
準規(guī)范。同時也出臺了《國務院關(guān)于環(huán)境保護若干問題的決
定》、《中華人民共和國水污染防治法實施細則》等相關(guān)環(huán)保法
律法規(guī)實施細則。各油田近年努力開展污染治理工作，并逐步
完善現(xiàn)有的處理技術(shù)。
2 隨鉆廢棄物處理工藝技術(shù)
隨鉆廢棄物處理工藝技術(shù)是實現(xiàn)對鉆完井作業(yè)過程中和
完井后所產(chǎn)生的廢棄物進行實時處理的環(huán)保新技術(shù)。
隨鉆廢棄物處理技術(shù)的優(yōu)點是實現(xiàn)了鉆井完井作業(yè)的過
程處理與終端處理的有機結(jié)合。當井場污水和廢棄物一開始
產(chǎn)生，這套系統(tǒng)便可啟動運轉(zhuǎn)。隨鉆廢棄物處理技術(shù)的過程處
理和終端處理主要由兩大部分分別完成，即由固體廢棄物處理
和污水處理組成。
3 隨鉆廢棄物處理系統(tǒng)
隨鉆廢棄物處理裝置主要是針對鉆井過程中產(chǎn)生的固體
和液體廢棄物進行實時處理回收，并能對產(chǎn)生的固體廢棄物進
行洗滌凈化或固化后包裝轉(zhuǎn)運。經(jīng)處理達標后的污水可排放，
也完全可回收用于井場配漿、沖洗井場設(shè)備。其系統(tǒng)是由三個
撬裝模塊和一些輔助池罐組成，其中撬裝模塊包括廢棄物收集
裝置、固液分離固化裝置、污水處理一體化系統(tǒng)模塊。
3.1 廢棄物收集模塊
3.1.1 工作原理
采用螺桿、皮帶傳送裝置收集固控設(shè)備運轉(zhuǎn)時的鉆屑、泥
砂、淤泥、加重劑落出物，實現(xiàn)密閉不落地回收處理；并且及時
使用砂漿泵收集井場排水系統(tǒng)的污物（含油泥污水），隨時進行
處理。
3.1.2 配備主要設(shè)備
螺桿傳輸機、固液分離機、固化攪拌機、砂漿泵等。
3.2 固液分離固化模塊
3.2.1 工作原理：
固液分離采用化學方法與物理方法相結(jié)合，化學方法是針
對不同的鉆井液體系加入相應的破膠劑、絮凝劑、混凝劑等化
學藥劑，實現(xiàn)固液分離。物理方法是通過固液分離機的過濾、
擠壓等物理作用，將水和含泥污水中的絮凝物分離，降低固體
廢棄物中的含水率，起到強化固液分離的效果。經(jīng)過壓濾后的
固體廢棄物通過高效固化機與固化劑、促凝劑、破膠劑、吸附
劑、調(diào)整劑、鉆屑等充分混合攪拌，進行均質(zhì)固化處理。經(jīng)該系
統(tǒng)處理后的固化體強度適當，穩(wěn)定性好，浸出液無色透明，可以
達到GB8978-1996污水綜合排放一級標準。固化體可以通過
成型設(shè)備形成一定形狀，便于運輸和再利用。
3.2.2 固化主要技術(shù)指標及效果
針對鉆井廢棄物的特點，采用物理化學法進行無害化處
理，采用高效固化劑，固定鉆屑、粘土、泥渣和無機鹽等固體成
分、封閉有害成分，有效地阻止有機物和重金屬鹽等的滲漏、流
失和擴散，阻止其對環(huán)境產(chǎn)生污染，固化體適應性強，硬化時間
短，強度適當，水浸穩(wěn)定性好，長時間在水中浸泡溶出物極少，
浸泡液水質(zhì)無色透明，達到GB8978-1996污水綜合排放標準。
鉆屑和泥漿固化達到的主要技術(shù)指標依據(jù)
⑴《水污染綜合排放標準》GB8978-1996
⑵《危險廢物鑒別標準—腐蝕性鑒別》（GB5085.1－1996）
⑶《危險廢物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（GB5085.3－
1996）。
固化樣浸出液檢測指標達到GB8978-1996一級排放技術(shù)
標準：
CODcr：≤100mg/L SS：≤70mg/L PH：6～9 石油類：≤10
mg/L
3.2.3 配備主要設(shè)備和材料
主要設(shè)備：固液分離機、高效攪拌固化機、螺桿傳輸機、廢
物集收罐。
主要材料：主固化劑、促凝劑、破膠劑、吸附劑、調(diào)整劑。
3.3 廢棄污水處理系統(tǒng)模塊
3.3.1 工作原理：
運用混合反應器、固液分離機、催化氧化器、組合過濾器等
設(shè)備對鉆井污水進行處理，污水在混合反應器里通過添加污水
處理劑進行化學脫穩(wěn)、絮凝處理，將已脫穩(wěn)、絮凝的廢液進入固
液分離機進行強制固液分離，分離出的污泥送至固液分離固化
模塊，進行無害化處置；分離出的廢水，再經(jīng)過催化氧化、組合
精細過濾等處理后達標外排或回用做井場沖洗用水及配制膠
液用水等。
3.3.2污水處理主要技術(shù)指標及效果
技術(shù)設(shè)計規(guī)范：
⑴《水污染綜合排放標準》GB8978-1996
⑵《室外排水設(shè)計規(guī)范》（1997年修訂）（GBJ4－87）；
⑶《危險廢物鑒別標準—腐蝕性鑒別》（GB5085.1－1996）；
⑷《危險廢物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（GB5085.3－
1996）；
⑸《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095－96）。
排放標準：
CODcr：≤60mg/L SS：≤70mg/L NH3－N：≤15mg/L
PH：6～9 石油類：≤5mg/L。
3.3.3 污水處理裝置模塊示意圖：
86
萬方數(shù)據(jù)
2017 年10 月
技術(shù)管理
的硅微粉其測定值誤差大。Ag、Ag-Ag2S電極體系在水和甲醇
萃取液（一）中“S”峰形好，滴定突躍明顯。這可能是由于硝酸
銀的異丙醇滴定溶液與甲醇溶液相似相溶原理，兩種溶液親和
性更大，能更快更好的接觸，促進滴定反應的完成。但Ag電極
體系的萃取液（一）中滴定終點為4.9ml，與根據(jù)電位滴定儀所讀
取的空白體積相同，因此，低含量加標時單純Ag電極體系的測
量誤差較大。而Ag-Ag2S電極體系萃取液（一）中滴定終點為
5.1ml，根據(jù)公式計算出氯離子含量為1.42ppm。由以上實驗可
以看出，Ag-Ag2S電極在甲醇體系中滴定反應靈敏，信號響應
好，“S”滴定曲線突躍明顯，結(jié)果準確度高。
圖2 Ag、Ag-Ag2S 電極在不同加標萃取液中的滴定曲線圖
4 結(jié)論
本實驗研究了硅微粉懸濁液中氯離子測定方法的改進，Ag
電極改進修飾為Ag-Ag2S電極，Ag-Ag2S電極的電極電位低，降
低了儀器的檢出限；以甲醇-水混合液進行萃取，強了滴定反應
的靈敏度，加標實驗表明本實驗所構(gòu)建的Ag-Ag2S電極甲醇-水
體系能夠很好的改進硅微粉中氯離子含量測定的靈敏度及滴
定曲線“S”峰形，突躍點明顯，結(jié)果準確度高。
參考文獻:
[1《] 自動電位滴定儀測定氯化物的探討》[J].李莉，鄭璇，趙
彬，肖溶，35（4），2012。
[2《] 電子及電器工業(yè)用二氧化硅微粉》，SJ/T10675-2002。
[3《] 水和廢水監(jiān)測分析方法》[M].國家環(huán)境保護總局水和廢
水監(jiān)測分析方法編委會. 第4 版.北京：中國環(huán)境科學出版社，
2002：185-187。
[4《] 無機化工產(chǎn)品中氯化物含量測定的通用方法 電位滴定
法》，GB/T3050-2000。
[5]《非水電位滴定法測定鍍鉻溶液中氯離子》[J].電鍍與環(huán)
保，肖滿田，31-33，12（4），1992。
作者簡介：姓名：周文梅(1983-)，性別：女，籍貫：山東臨沂，學
歷：研究生，職稱：中級化工工程師，研究方向或從事工作：2010.8-
2017.7 硅材料檢測，2017.8-食品檢測
(上接第85 頁)
隨鉆污水處理系統(tǒng)主要是化學處理與物理處理方法相結(jié)
合，其主要部件組成有化學藥劑注入泵、混合反應器、緩沖調(diào)節(jié)
池、催化氧化反應器、、清水緩沖池、集成化膜法水處理單元（包
括機械過濾裝置、保安濾器、PVD超濾裝置、納濾裝置、反滲透
裝置）等。
污水處理藥劑通過化學藥劑注入泵加入混合反應器充分
混合均勻。其配方與加量針對不同的鉆井完井工程流體首先
作室內(nèi)試驗確定組分、投加量、加藥順序及現(xiàn)場施工工藝技
術(shù)。一般常用的藥劑有高效絮凝劑、助凝劑、高效污水處理劑、
水質(zhì)調(diào)節(jié)劑、吸附氧化劑等。
4 安全環(huán)?？尚行苑治?
（1）傳統(tǒng)固化需要開挖排污池，容易造成井場和環(huán)境的污
染；隨鉆固化不需開挖排污池，污泥隨排隨固，固化過程污泥不
落地，完鉆清罐的污泥污水可通過固化工藝及時處理，避免現(xiàn)
場遺留污泥污水現(xiàn)象，不會造成場地污染，達到清潔生產(chǎn)的
目的。
（2）采用傳統(tǒng)固化工藝，排污池需要往固定地點倒運污水，
容易造成污染；采用隨鉆固化，大部分污水和廢棄物經(jīng)分離處
理后可用罐儲存，供井隊二次利用，少量污水（完鉆后泥漿罐清
罐污水）需要外運，外運污水不到四分之一，大大減少了轉(zhuǎn)運
費用。
（3）傳統(tǒng)固化工藝的污泥固化效果難以達到規(guī)范要求，就
地平整后，影響井場渣石鋪墊效果，有的需要倒運，下雨沖刷后
有污水滲出造成污染，且固化位置不宜作為鉆機主基礎(chǔ)承載地
基；隨鉆固化后的固化體是以鈣礬石、鹽、水化硅酸鹽為主的具
有一定強度的固體，可用作場地鋪墊，就近就地消化。經(jīng)對固
化體浸泡液（浸泡24小時）觀察發(fā)現(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)水中有漂浮油脂,
浸泡液無色透明，比傳統(tǒng)固化物效果好。
（4）用傳統(tǒng)固化工藝在老井場開挖排污池，不利于地下管
線和電纜的保護，不利用再次布井；隨鉆固化工藝不用開挖排
污池，有利于地下管線和電纜的保護，有利用再次布井。
5 結(jié)語
油氣田處于生態(tài)環(huán)境極為敏感，環(huán)境保護尤為重要，鉆井
污水和固體廢棄和盤托出對環(huán)境污染性極強，不宜直接排放，
若直接回灌易造成地層的污染、淺層地下水源的污染。采用隨
鉆固化處理技術(shù)既可滿足鉆井有效面積的使用最大化,又取消
了污水池(既消滅了污染源), 達到“零排放無污染”標準，真正實
現(xiàn)現(xiàn)場清潔化生產(chǎn)。
根據(jù)井場布置、鉆井廢棄物、鉆井作業(yè)流動性、臨時性、分
散性等特點，采用物理化學綜合處理利用技術(shù)，利用模塊化組
合技術(shù)優(yōu)化處理工藝，整個隨鉆廢棄物處理系統(tǒng)分廢棄物收
集、固液分離固化、污水處理三個模塊，盡可能實現(xiàn)零落地、可
移動隨鉆處理，滿足鉆井作業(yè)清潔生產(chǎn)的要求。
（1）隨鉆廢棄物處理技術(shù)是伴隨鉆井施工就進行對鉆井廢
棄物進行治理，是過程處理與終端處理的統(tǒng)一結(jié)合；
（2）隨鉆廢棄物處理技術(shù)針對鉆井完井整個過程，滿足施
工現(xiàn)場不同情況下對所產(chǎn)生的固體及液體廢棄物進行處理；
（3）隨鉆廢棄物處理技術(shù)保證鉆井施工過程清潔生產(chǎn)，實
現(xiàn)廢棄物的零排放；
（4）隨鉆廢棄物處理技術(shù)能夠?qū)︺@井施工從井底出來的鉆
屑、鉆井液中固液相材料、井場沖洗用水、井場設(shè)備所遺留的油
泥等進行充分治理。該技術(shù)包括鉆井廢棄物收集、固液分離和
固化裝置、污水處理一體化裝置；
（5）隨鉆廢棄物處理技術(shù)具有裝置集成化程度高、操作簡
單、處理量范圍大，能夠?qū)⑺幚磉_標排放或回用，并能對固體
廢棄物實現(xiàn)固化成型，固化物浸出物指標完全合格；
（6）隨鉆廢棄物處理技術(shù)具有良好的經(jīng)濟效益，同時其環(huán)
保社會效益都十分顯著。

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