钻井废弃物是钻井污水、钻井液(钻井泥浆)、钻井岩屑和污油的混合物,是一种相当稳定的胶态悬浮体系,含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等,危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物,这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性,是石油勘探开发过程中产生的主要污染源之一。
钻井废弃物污染环境的主要指标是COD Cr、油类、Cl-、悬浮固体和重金属盐类。目前钻井废弃物处理方法主要有:集中处理、固液分离、土地耕作法、脱水回收和固化处理等。固化法处理工艺简单、操作简便、处理成本较低,固化剂对泥浆中有毒有害物质能有效控制、固化体中有毒有害物质迁移转化能力小、污染物被吸附控制的强度很高。固化法是一种比较可靠和行之有效的治理钻屑和钻井废液污染的方法。
一、钻井废弃物基本污染参数
二、 随钻无害化处理工艺流程
在此流程中,不可避免地需要采用泥浆直线振动筛、除砂器、钻井液离心机等固控设备以及钻屑干燥机分离出沉渣,干燥处理,以获得较好的脱液效果,从而为钻井液不落地的环保要求奠定了基础。
三、 技术原理
1、 钻井污水无害化处理技术原理
在一定pH值下,向钻井污水中投加无机凝聚剂、助凝剂及有机絮凝剂,利用无机凝聚剂电中和原理,降低废钻井液悬浮物颗粒ξ电位,压缩胶体双电层,破坏钻井污水中胶体稳定性,从而使钻井污水脱稳凝聚。同时加入有机高分子絮凝剂,利用其吸附架桥作用和沉淀卷扫作用,使细小颗粒体积增大、絮凝,达到去除悬浮物的目的。分离出的污水再采用强氧化技术进行深度处理,处理水可达到国家污水综合排放二级标准。处理所产生的泥渣并入钻井废弃物固化处理。
2、 钻井废泥浆、钻屑固化处理技术原理
固化剂和钻井废弃物经过充分混合,固化剂中的阴离子沉淀剂和阳离子沉淀剂分别将钻井废弃物中有害粒子沉淀形成稳定性的固定态,使混合浆体迅速稠化并胶凝;吸附剂进一步将废弃物和沉淀物吸附、镶嵌、封闭、包裹,将污染物固定在处理团块中;整个混合物形成具有一定强度的固化体,混合物最终生成以钙矾石、盐以及水化硅酸钙凝胶为主的具有一定强度的固体团块。钙矾石呈细长晶体,晶体间相互交叉,具有很好的骨架作用,生成的凝胶填充在晶体交叉的空隙处,加固和致密了固化物的结构,极大地提高了固化物的早期强度,有效地阻止了钻井废弃物中有毒害物质的渗透、扩散和迁移。