钻井水基泥浆废弃物的固相再利用技术

1导言

钻井水基泥浆废物的固相是指水基泥浆先破碎脱稳，再经压滤机过滤后的泥饼土等固体产出物。渗滤液个别井会出现GB 8978—1996《污水综合排放标准》中规定的一种或多种一级污染物或二级污染物，部分井会伴有异味。如果它与自然环境直接接触，就会污染土壤、水和植被。同时，钻井水基泥浆废弃物固相的储存也占用了大量土地，造成了很大的环境危害。因此，无论从环境保护还是经济角度考虑，钻井水基泥浆固相废物都应进行无害化和清洁化处理。

2钻井水基泥浆的无害化处理

废水基泥浆成分复杂，主要体系有分散钻井液、钙处理钻井液、盐水钻井液、聚合物钻井液、正电胶钻井液和耐高温深井水基钻井液。由于废水基泥浆稳定性高，固液分离困难，脱水水中污染物浓度高，井场的水、电、场地等环境条件要求废水基泥浆钻井液处理装置体积小，处理效率高。受处理成本限制，絮凝剂(破胶剂)和固化剂的加入量不宜过大，但处理效果应在标准范围内。

钻井水基泥浆废物固相填埋技术

摘要:钻井水基泥浆废弃物固相作为垃圾填埋回用时，阐述了钻井水基泥浆废弃物固相的物质判断标准和聚合物填埋的过程控制。钻井水基泥浆产生的固相废物为一般工业固体废物，由于废弃的水基泥浆不在国家危险废物名录中，因此水基泥浆无害化处理后的产品不属于危险废物，符合GB 18599—2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中第二类一般工业固体废物的要求。只要钻井水基泥浆废物的固体浸出液指标不大于GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的较高排放标准和GB 5085.1—2007《危险废物鉴别标准》中规定的危险废物指标，就可以进行填埋。但建议按照GB 18599—2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中二级填埋场的要求建设填埋场。在填埋场建设中，应充分考虑当地的自然环境，建立填埋场的配套设施，包括雨水收集系统、渗滤液收集和排水系统、填埋场封场等。详见图1填埋过程控制图。

在填埋场运行过程中，根据华北油田废水基泥浆的特点，首先要调节废物的pH值，并加入化学药剂控制pH值。大多数金属氢氧化物的溶解度与pH值有关。pH值高时，很多金属离子会形成氢氧化物沉淀，在pH值8.0~9.7范围内，大部分金属基本都会沉淀。但当pH值过高时，会形成带负电荷的羟基络合物，溶解度增大。许多金属离子都有这种性质。例如，当铜、铅、锌、镍和镉的pH值分别为9.0、9.3、9.2、10.2和11.1时，就会形成金属络合物，导致溶解度增加。以镉处理为典型案例分析，镉的零价不存在于土壤中，镉只能以+2价及其化合物存在。一般pH在4-8之间时是简单的二价离子；当pH值大于8，理想环境指数大于9.2时，氢氧化镉开始生成。只有当氯离子浓度大于37毫克/千克时，才有可能形成氯化镉。在自然环境中，从含氧地表水到厌氧废水基泥浆，镉在各种环境中的质量平衡和分布都受到各种无机配体与镉的亲和顺序的制约。在配体相同的情况下，受配体浓度限制。华北油田废水基泥浆压滤后的大部分泥饼土淋滤液中Cd的主要存在形式为Cd2+、CdCl+和CdSO4。通过实践，比如把钢渣扔到土壤里，很容易被氧化成氧化铁，氧化铁可以吸附和共沉淀镉离子，从而固定镉。本文选择铁粉作为脱镉剂，并选取100ml钻井水基泥浆废物的固体浸出液作为样品。分别选用0.1%、0.5%、1%、2%、5%的铁粉，实验分别选用0.1g、0.5g、1g、2.0g、5.0g的铁粉。铁粉除镉分析图。

从上表可以看出，当使用2%的铁粉时，镉的去除量更大，也更经济。钻井水基泥浆废物的固相用于填埋。首先，根据《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修订)，本项目属于环境保护和资源节约综合利用第三十八条第十五条“三废综合利用及治理项目”，是鼓励类项目。钻井水基泥浆废物固相填埋处理符合国家产业政策。利用钻井水基泥浆产生的固相废料来填充这些早期经济建设造成的水土流失是有效的。

4结论

钻井水基泥浆废物作为垃圾填埋的固相是起步阶段，后面还有很多课题需要研究。而华北油田冀中地区采用生石灰、硫酸亚铁、聚合氯化铝为主剂的配方处理废弃钻井水基泥浆，目前效果较为理想。而生石灰、硫酸亚铁、聚合氯化铝都不能处理油基泥浆，目前国内处理油基泥浆的技术还不够成熟，要么处理成本过高一般企业难以承受，要么处理结果达不到标准。本文认为油基泥浆的处理可以借鉴炼油厂的处理方法，但关键在于废气和废渣的处理。目前，我们在油田开发过程中面临的巨大挑战之一是如何减少钻井作业造成的环境污染。确保钻井废弃物和废钻井液得到有效的分离、回收、处理和排放，减少环境污染。

(来源:河北华北石油路桥工程有限公司)

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