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天然气在开采、钻探及筑井过程中会产生大量的钻井废弃泥浆，研究表明一口井深为3000～4000m的气井产生的钻井废弃泥浆量约为300m 3[1]。这类泥浆成分复杂、稳定性高、碱性高、度大、化学需氧量值超标[2]，自然环境条件下很难降解，造成一定的环境污染。钻井废弃泥浆若不通过处理就直接排放至自然界必将造成土壤、地表水和地下水的污染，对动植物的生长产生不可预计的危害，钻井废弃泥浆不但长时间占用耕地还对周边地区存在潜在的环境污染问题，这也在一定程度上影响了当地居民的生活生产水平。因此，在天然气开采的同时必须及时有效地处理钻井废弃泥浆。 里德1 钻井废弃泥浆的来源及组成
钻井泥浆是保证天然气开采能够正常进行的不可或缺的物质，它的主要作用是平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、润滑钻具及传递动力。完井后，会存留大量的钻井废弃泥浆待处理。天然气田钻井废弃泥浆的来源主要有两个方面，第一是天然气在开采过程中产生的岩屑、钻井泥浆及完井时从井筒排出的压裂返排液，第二是为达到安全钻井目的所添加的钻井液等固体物质和污水的混合物。这些钻井废弃泥浆主要是由黏土、无机盐、污水、油、加重材料、化学处理剂、岩屑等组成的多相稳定悬浮液，其中危害环境的主要成分是无机盐类、石油类、各类聚合物、（合成及改性）高分子聚合物、重
金属中的杂质，主要污染指标是COD、pH、挥发酚、石油类、硫化物、悬浮物等[3]。
2 钻井废弃泥浆的危害
钻井废弃泥浆中含有盐碱类、重金属离子、石油烃类以及大分子有机物及其分解产物等多种污染物，成分复杂，若不处理对周围环境的危害极大，主要表现在以下几个方面：
1）污染地表水资源和地下水资源，且由于钻井生产的流动性造成污染面积大、区域广；
2）污染土壤，造成土壤板结，致使土地不能复耕，土壤中的重金属影响植物的生长和微生物的繁殖，间接危害人类和动物的健康；
3）水体中COD、BOD浓度高[4]，引发水体富营养化，影响水生生物的正常生长。
3 钻井废弃泥浆的处理方法
国内外油气田行业对钻井废弃泥浆的处理做了较多的研究，目前我国采用的处理钻井废弃泥浆的方法主要还是固化处理法，对微生物处理技术、钻井泥浆制备免烧砖技术以及钻井废弃泥浆随钻处理技术的研究也较为成熟，但尚未大规模应用。 3.1 固化处理法
固化处理法是目前最普遍的一种处理钻井废弃泥浆的方法。该方法是向钻井废弃泥浆中投入一定量以水泥为主要成分，生石灰、磷酸盐、絮凝剂等为辅助成分的固化剂，并在一定条件下进行搅拌，使固化剂和钻井废弃泥浆充分混合，发生一系列的物理化学反应。固化剂中的阴、阳离子沉淀剂将钻井废弃泥浆中的有害粒子沉淀下来，形成稳定的固态。废弃泥浆中存在的大量水分子参与反应，使混合浆体迅速稠化、胶凝，废弃物中的有害成分被转化、封闭、包裹并固定形成具有稳定性的高强度固体，使之在自然条件下不会对环境造成危害[5]。固化体的浸出液也达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。
固化处理以后，在岩屑池表面覆盖一层20～30cm 厚的水泥，将固化的钻井泥浆封在池底，形成一个“包裹体”，与外部环境完全隔绝，消除安全隐患，再在水泥板上覆土，种植农作物[6]。经调研发现，农作物长势均良好，与周围农作物无差异。固化处理法的流程见图1。
天然气田钻井废弃泥浆的处理现状及进展
王红娟 吴懈 刘源 薛元杰
中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院 四川 成都 610041
姚明慈善赛直播>奥斯卡电影大世界摘要：天然气资源在被开采的同时，会产生大量的钻井废弃泥浆，其对环境的影响不可忽视。如何减
量化、无害化、资源化地处理钻井废弃泥浆，是当今的研究热点，也是今后发展的必然趋势。分析了钻井废弃泥浆的来源、组成以及危害，并介绍了目前大规模使用以及重点研究的几种处理钻井废弃泥浆的方法。
关键词：钻井废弃泥浆 固化处理 微生物处理技术 钻井泥浆制备免烧砖技术 随钻处理技术
Current situation and development of waste drilling mud treatment
Wang Hongjuan，Wu Xie，Liu Yuan，Xue Yuanjie
PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company ，Chengdu 610041，Chinae学论坛
Abstract：Large amounts of waste drilling mud are produced in the drilling process，which leads to severe environmental pollution. Waste drilling mud minimization，harmlessness and reclamation has been hotpot in research. The source，component and harm of waste drilling mud are described. The widely used processes of waste drilling mud treatment are introduced.
Keywords：waste drilling mud；solidification；microbiological treatment；manufacture technology for baking-free brick with waste drilling mud；treatment while-drilling
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图1 固化处理法流程图
固化处理法实现了对钻井废弃泥浆的无害化处理，且操作简单、处理量大、成本较低、实用性较强、技术成熟，缺点是若未处理彻底，对环境具有一定的潜在影响。
3.2 微生物处理技术
微生物处理技术是指在人为优化的条件下，利用微生物的生命代谢活动来分解土壤和水体中的有机污染物及重金属，进而治理环境污染[7]。微生物对物质进行各种转化作用的基础是微生物自身的新陈代谢活动，包括分解代谢括细菌、真菌等。
经过筛选的菌种在有氧湿润的环境中，利用钻井废弃泥浆中存在的大分子有机物作为营养物质来生长繁殖。微生物体内存在的降解大分子有机物酶，可以促进微生物打断大分子物质的碳链，将大分子物质降解为小分子物质，并释放出大量CO 2
。微生物在人力创造的适宜生长繁殖和新陈代谢的环境中，以一定速率降解转化钻井废弃物。处理一段时间后，有机物浓度降低，微生物开始大面积死亡直至形成新的平衡。微生物尸体则成为富含氮、磷、钾的肥料，从对环境有害的各类有机物转变成土壤腐殖质组分，变废为宝，实现了资源化利用。同时钻井废弃泥浆也转化为可栽种植物的土壤，并逐步融入到当地的生态系统中，从而降低污染物浓
度，修复被污染的环境。降解后钻井废弃泥浆转化成的土壤可以达到《国家土壤环境质量标准》（GB15618—1995）的三级标准。微生物处理技术的操作流程见图2。
图2 微生物处理技术流程图
理后的钻井废弃泥浆可作为土壤再利用，使废物资源化；三是操作简单，可就地处理，对面积较大的污染处理也适用，对土地和水体的处理效果也很明显。缺点是降解周期较长，不能够达到快速治理的效果。
3.3 钻井泥浆制备免烧砖技术
钻井废弃泥浆制免烧砖技术是将完井后的大量废弃泥浆通过一定的物理、化学作用，从根本上改变钻井废弃泥浆的性质，将其变为具有某种水泥特性的材料，进而被作
为免烧砖再次利用。免烧砖具有强度高、抗风化、耐腐蚀、抗冻融、不怕水、无需烧结的特点[9]。钻井废弃泥浆
毛细管电谱的主要成分为膨胀土，重晶石粉含量高、含土量低，在加入粗骨料、沙、碎石等加固原料和胶黏剂的高压作用下就能够形成高强度整体。添加的胶黏剂能使钻井废弃泥浆内
部形成晶体骨架，未水化的其他物质颗粒以及钻井废弃泥浆中不溶性物质作为微集料填充于空隙中，共同构成具有一定抗压强度的固结物，从而将钻井废弃泥浆中的有害物质固定在固结物中，使之成为具有建筑价值的材料。
在一定比例配比好的钻井泥浆中加入固配料和固化剂进行机械搅拌，搅拌均匀后将其在模具中压制成型，然后根据免烧砖的强度、规格分类存放，产品养护28天后可以使用。具体操作流程[10]见图3。
图3 免烧砖制备工艺流程图
钻井废弃泥浆制备免烧砖技术不仅可以消除钻井废弃泥浆对环境的影响，还能制备出免烧砖用于铺路、修建井场围墙、生活区，降低修建成本，具有一定的经济效益。在无害化治理的同时还实现了对钻井废泥浆的资源化利用。此外，原来用于填埋废弃泥浆的岩屑池也可以拆除，节约土地，减少租地，缓解了用地紧张问题。缺点是养护期较长，对天气的要求较高。
3.4 钻井废弃泥浆随钻处理技术
钻井废弃泥浆随钻处理技术通过配置移动式处理装置[11]，采用物理和化学方法，实现钻井过程中废弃泥浆的随钻处理。
钻井废弃泥浆以胶体状态存在，将有机物和其它化学物质包裹其中，导致其去除困难。钻井废弃泥浆随钻处理技术采用物理和化学相结合的方法对钻井废弃泥浆进行处理，有效去除废弃泥浆中的有害物质，达到清洁生产的目的。其核心是将钻井废弃泥浆通过稀释、絮凝、分离变为岩屑、泥饼和水三部分。首先对泥浆中的固体物进行水洗稀释，然后采用复合高效的破胶剂和絮凝剂对废弃泥浆进行混凝，破坏其胶体稳定性，使水溶液从泥浆中游离出来。再采用真空吸附法把水溶液从固滤、精密过滤、反渗透相结合的工艺除去其中的盐分和其它有害物质，处理达标后循环使用。其具体处理流程分为以下3个部分[12]。
第一处理单元（见图4）：收集钻井废弃泥浆、废水。将收集的废泥浆稀释，送入砂石分离洗涤搅拌装置，进行搅拌洗涤和螺旋分离。将泥浆中的无机颗粒、岩石块和岩屑等分离出来，减轻其对后续处理的影响，使泥浆具有较高的流动性。处理后的泥浆由泵装入泥浆储备罐，
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并加入处理剂，经搅拌混合后再由泵提升送入第二处理单
元。
图4 随钻技术第一处理单元流程图
第二处理单元（见图5）：实现泥浆和废水的固液分离。通过向钻井废弃泥浆中添加药剂和多次的搅拌洗涤，将泥浆中的污染物洗到水中。泥饼达标后可作为一般工业废弃物处置或再利用，分离出的液体进入水罐送入第三单
元处理。
图5 随钻技术第二处理单元流程图
第三处理单元（见图6）：废水处理。经过离心分离后的水悬浮物含量较高，通过气浮沉淀、过滤系统可将其去除。废水中的有机物含量得到降低，最后进入反渗透系统进行浓缩处理。浓缩处理后的达标废水达到GB8978—1996《污水综合合排放标准》的二级排放标准，可以回用于自身处理系统循环使用，也可以回用于钻井生产中。浓缩液收集处理或蒸发结晶，作为盐化工企业的原材料回收
利用。
图6 随钻技术第三处理单元流程图
钻井废弃泥浆随钻处理技术由原来的末端治理变为全过程控制，操作方便，施工周期短，污染处理彻底。且不需要再修建岩屑池和废水池，节约了土地资源，也节约了池类的修建成本，同时还消除了池内钻井废弃物的潜在污染隐患。
4 结论与展望
随着石油天然气工业的发展，石油天然气的产量巨大，钻井废弃泥浆的产生量也不断增大。钻井废弃泥浆成分复杂，如不处理对周边土壤、植被、地表水、地下水污染较大，对周围居民的正常生活也带来了危害。因此完井后的钻井废弃泥浆必须处理，消除污染，保证环境质量不降低。
固化处理法操作简便、成本较低、技术成熟、对环境潜在影响较小，是目前最广泛采用的一种方法。但是该法
只是从无害化的角度处理了废弃泥浆，未考虑到环境的资源化利用。另外，若钻井废弃泥浆未处理彻底，长远来看可能会对周边生态产生潜在的影响。因此，微生物处理法，制备免烧砖和随钻处理等新的技术和方法正受到越来越多的关注。这些方法虽然在工程应用上尚未完全成熟和推广，但都体现了固体废物资源化的新思路。随着研究的推进，各种新技术将被不断的优化，在未来的几年可能大规模的投入现场应用。钻井废弃泥浆被转变成可利用的资源也必将是未来的趋势。
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