在海陸石油以及天然氣實際開采過程中，使用傳統(tǒng)的水 基鉆井液難以滿足高難度鉆井作業(yè)，尤其是在斜度較大的井 或者復雜地層中，可以考慮采用油基鉆井液。我國在新疆深 井和川渝地區(qū)的頁巖鉆井工程進行中，油基鉆井液得到了廣 泛應用和推廣。油基鉆井液最常使用的基油包括柴油和合成 礦物油，在鉆井的過程中鉆井液會隨之循環(huán)產生較多的廢棄 油基鉆井液以及含油碎屑，使得油氣田開發(fā)過程中環(huán)保問題 顯著。

1油基鉆井廢物污染控制要求

隨著世界各地油基鉆井工程發(fā)展，對于油基鉆井廢棄物 的排放標準進行了嚴格控制。美國政府嚴格限制油基鉆井液 排放，其他含有柴油的鉆屑也被禁止排放。加拿大政府的油 基鉆井液不允許使用柴油，也不允許排放廢棄油基鉆井液，必 須經過處理將含油量降低到2%才能進行排放。而我國的油基 鉆井液處理依據是《國家危險廢物名錄》，明確規(guī)定了HWo8 廢礦物油與含礦物油廢物的處理辦法，將礦物油配制的廢棄 鉆井鉆井液確定為危險廢物，應該依據相關規(guī)定，進行合理 的收集、儲運和處理。

2油基鉆井液及油基鉆井廢棄物

2.1廢棄物的特點

與傳統(tǒng)的水基鉆井液相比，油基鉆井液的成分不同，連續(xù) 相介質為油。目前，常用的鉆井液主要有2種，其中一種是油 相鉆井液，代表是氧化瀝青、高閃點柴油以及有機酸堿。而 另一種是反相鉆井液，也就是較為常見的油包水乳化鉆井液。 兩種鉆井液中水含量為3%~50%.

2.2油基鉆井液應用

1）高溫高壓深井和大斜度定向井、頁巖氣鉆井等鉆井 工程中，其次在水平井、小井眼鉆井中也常常采用。應用油 基鉆井液能夠有效解決復雜頁巖、雜鹽層等地質環(huán)境復雜的 鉆井工程中。

2）在生產層的鉆進和取芯中應用較多。

(3）可以用作射孔和封隔液以及防腐控制液等。

2.3油基鉆井液的優(yōu)點

(1）油基鉆井液具有良好的井壁穩(wěn)定性，對于頁巖也具 有較好的抑制性能。

(2)在應用中將會減少對油氣層的損害。

(3)潤滑效果優(yōu)良，能夠有效減少卡鉆情況的發(fā)生。

(4)不容易發(fā)生化學污染，抗污染能力較強。

(5)具有良好的高溫穩(wěn)定性。

(6)抗腐蝕能力強，能夠解決設備的易腐蝕問題。

(7)與水基鉆井液箱相比較,其在泥頁巖鉆探中鉆速更快。

2.4油基鉆井現場廢棄物的特點

油基鉆井液現場的廢物主要3大類，分別是鉆井巖屑、廢 棄的油基鉆井液和鉆井廢水。其中，油基鉆進液現場廢棄物 的主要成分是廢棄的油基鉆井液，且其成分也和油基鉆井液 的成分相差不大，主要有以下幾個特點:

(1)油基鉆井現場廢棄物含油量較高。因為油基鉆井液 現場廢物的主要成分依然是油基鉆井液，所以其含油量高達80%以上，油基占到其大多部分，這也在很大程度上提高了 其毒性。

(2)含油鉆屑含量高。油基鉆井現場廢棄物中的鉆屑廢 棄物僅占到20%左右，但是油基鉆井液現場廢物的鉆屑的含 油量較高。

(3)由于鉆井液的投入較大，成本較高，所以根據工程 實際，可以合理回收有效的廢棄物部分，尤其是油類和其中 的表面活性劑，有效降低項目的成本。

(4)雖然說部分油基鉆井液可以進行合理回收，但是油 基鉆井液的廢棄物處理難度大。傳統(tǒng)水基鉆井液的廢棄物處 理相對簡單，設備也并不復雜，只需要進行固液分離即可， 而油基鉆井液的處理還需要進行鉆屑與油基鉆井液分離，實 現廢棄油基鉆井液的回收和鉆屑的深度處理。

3油基鉆井廢 物處理技術探究

油基鉆井廢棄物的組成復雜，但是其性質相對穩(wěn)定，這 就導致對其進行回收和資源化利用難度較大。本文結合理論 知識和工作經驗，總結了目前較為常用的幾種油基鉆井廢棄 物處理技術(圖1)。

3.1脫干-微生物代謝降解技術

脫干-微生物代謝降解技術原理是借助專用脫干設備，完 成濾液和固相的分離，將低含油固相部分有效分離出來，濾

減可以循環(huán)利用，重新應用到鉆井液體系中，而低含油固相 部分則可以在微生物代謝降解技術作用下實現無害化處理。

較為常見的脫干技術是離心干化技術，通過離心機將油 基鉆開廢棄物初步分離，完成回收和簡單處理。該工藝較為 簡單，也導致了脫油率不高，設備投入大等問題的出現。

晚干后得到的低含油固相物的處理方式是生物降解方式， 在微生物的降解作用卞能夠將石油經類有效降解，得到co 和H,O。國內諸多學者分別選取不同藏生物進行油基鉆井廢棄 物處理研究，結合實驗分析其對鉆井廢棄物的不同處理效果- 相關研究指出，在微生物的降解作用下，低含油固相物能夠 將其含油量從134.7gkg降至34.6gkg，降解率高達74%。不 過，在實際的工程應用中，微生物降解方式存在一定的局限性， 主要是由于工程中很多油基鉆井減的油基采用的是柴油，柴 油中含量較高的是環(huán)芳經，在微生物的降解過程中對四環(huán)以 上的環(huán)芳經的降解能力明顯下降，成為目前技術應用的一大 障礙。此外，微生物降解技術的基礎是微生物，要保障嶶生 物的生存環(huán)境，不僅需要合適的生長條件，而且其生長雷要 營養(yǎng)環(huán)境。且霞生物降解過程中需要的時間較長，工藝需要 的場所建設和工藝設備等配備難度大.

3.2熱分餾技術

熱分餾技術的基礎就是蒸餾原理，需要先將油基鉆井液 收集到密閉系統(tǒng)中，通過加熱加壓，達到違點后汽化，完成 油和巖屑的分離，在冷凝器的作用下實現油氣冷凝，完成回收-

熱分餾技術的工藝原理簡單，流程也不復雜，但是能夠 有效回收的油基鉆并廢物成本有限。使用熱分餾技術完成回 收的主要成分是輕質礦物油，回收后能夠用于油基鉆井液以 及燃料等，在一定程度上能夠降低成本。不過，由于油基鉆 并液的基油餾程較高，基本都在200℃以上，所以要達到使其 汽化以及分餾的條件，至少需要200℃高溫，這就要求蒸餾設 備要滿足條件需求，能量的消耗也較高。另外，在油基鉆井 廢棄物中的分子量較大的組分是無法實現有效回收的，所以 經過熱分餾技術處理后的固相廢棄物中的含油量仍然較高。

3.3熱解技術

類似于煉油廠的熱裂化反應，熱解技術的應用環(huán)境是絕 氧條件，在一定溫度下實現經類分解，該技術在國內的含油 污泥無害化處理應用中較多。熱解技術的工藝條件不僅要確 定熱解的溫度，還要綜合考量升溫速率和反應時間等。其中， 熱解溫度在熱解技術中是最重要的影響因素，直接決定著回 收的含油量和冷漦回收的油品質量。如果溫度降低，大分子 的經類會裂解成中小分子，將會得到較多的液態(tài)礦物油。隨 著溫度的升高，裂解得到的中間產物會發(fā)生二次的裂解，此 時氣相中的小分子經類會逐漸增加-

應用熱解技術，通過冷凝方式回收礦物油類，工藝流程 簡單（圖2，設備相對簡化，投資成本低，對于環(huán)境和外部 條件的要求也相對較低。但是，在實際的應用過程中部分價 格高昂的油田鉆井渡回收難度較大，有些甚至要求溫度要達 到10oo℃，技術條件苛刻，能量消耗大.

3.4化學清洗技術

化學清洗法是指在乳化劑的作用下，完成油基鉆井廢棄 物表面油量的清洗，再通過加入破乳劑和絮凝劑來實現油水 分離，經過離心、旋流等過程，完全分離油水和固相。

化學清洗法通常在常溫常壓環(huán)境下就能完成，安全系統(tǒng) 高。但是，要完成整個化學清洗過程，對于水的消耗較大， 而且會產生較多的廢水和污水，導致二次污染。各種添加劑 的使用，可能會對油基產生一定的影響，破壞油基鉆井液的 穩(wěn)定結構，降低油基回收的產品價值。

3.5油基鉆井液全價值循環(huán)回用技術

油基鉆井液全價值循環(huán)回用技術應用過程中要實現全價 值回收，除了要完成基油回收，還能實現鉆井油田化學劑的 回收。涉及的主要技術有常溫深度脫附技術、固液分離技術 和回收循環(huán)利用技術等，具體流程圖如圖3所示。

基于LRET技術實現油基鉆井廢棄物的資源化現場應用， 國內的處理規(guī)模已經能夠達到150td，并取得了良好的處理 效果。合理應用LRET技術進行油基鉆井液全價值循環(huán)回用， 使得油基鉆井液的回收率能夠高達98%，最終處理的固相的含 油量能夠減少到不足1%.

該技術的應用環(huán)境是常溫常壓，且反應需要的條件相對 溫和，在分離回收過程中不會改變油基的性能，回收的產品 能夠直接循環(huán)應用于鉆井工程中，但是全過程中的工藝單元 相對復雜，部分環(huán)節(jié)的工藝控制要求較高。

3.6水泥窯協同處置技術

利用水泥窯路實現協同處置，將需要處理的油基鉆井廢 棄物加入水泥原料中，按照工藝要求和參數確定混合比例， 進行水泥熟料生產的同時實現油基鉆機廢棄物的無害化處置。 水泥窯協同處置技術不僅能夠處理掉油基鉆井廢棄物中的石 油類廢物，而且能夠將其中含有的油田化學試劑協同處理掉。

4結語

油基鉆井廢物常用的技術有脫干-生物降解、熱蒸餾、熱 裂解、化學清洗法等。在理論研究和實際應用中，不同技術 具有各自的優(yōu)缺點，在技術和工藝條件上也有各自的局限和 優(yōu)勢。在實際油基鉆井廢棄物處理工程實際中，應該本著油 基鉆井液全價值綜合回收與資源化利用原則，深入探索資源 循環(huán)利用發(fā)展之路，進一步實現無害化處置和廢物利用。

聲明：本文所用圖片、文字來源《化工設計通訊》，版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題，請與本網聯系

相關鏈接：環(huán)境，技術，生物