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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(lái)源：中國(guó)石油冀東油田公司瑞豐化工公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(guó)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(duì)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(jī)硫化物、有機(jī)磷化物等。如果鉆井廢棄物不進(jìn)
行無(wú)害化處理而直接排放或儲(chǔ)存，將對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成巨大
危害，直接或間接對(duì)動(dòng)物、植物及人類健康產(chǎn)生危害，不利于人
類對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
鉆井廢棄物具有處理量大，污染物來(lái)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(fù)雜、體系穩(wěn)定、污染指標(biāo)高等。這些特點(diǎn)給
鉆井完井廢棄物的無(wú)害化處理帶來(lái)了很大的難度。
隨著社會(huì)發(fā)展，人類對(duì)自身健康要求越來(lái)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(rèn)識(shí)環(huán)保的重要性和改善環(huán)境的緊迫性，對(duì)環(huán)保要求也越來(lái)
越高。國(guó)家相繼頒發(fā)了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《室外排水設(shè)計(jì)
規(guī)范》（1997年修訂）、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—腐蝕性鑒別》、《危
險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)
準(zhǔn)規(guī)范。同時(shí)也出臺(tái)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問(wèn)題的決
定》、《中華人民共和國(guó)水污染防治法實(shí)施細(xì)則》等相關(guān)環(huán)保法
律法規(guī)實(shí)施細(xì)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(shí)現(xiàn)對(duì)鉆完井作業(yè)過(guò)程中和
完井后所產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的環(huán)保新技術(shù)。
隨鉆廢棄物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了鉆井完井作業(yè)的過(guò)
程處理與終端處理的有機(jī)結(jié)合。當(dāng)井場(chǎng)污水和廢棄物一開始
產(chǎn)生，這套系統(tǒng)便可啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。隨鉆廢棄物處理技術(shù)的過(guò)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(duì)鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的固體
和液體廢棄物進(jìn)行實(shí)時(shí)處理回收，并能對(duì)產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)
行洗滌凈化或固化后包裝轉(zhuǎn)運(yùn)。經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的污水可排放，
也完全可回收用于井場(chǎng)配漿、沖洗井場(chǎng)設(shè)備。其系統(tǒng)是由三個(gè)
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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的鉆屑、泥
砂、淤泥、加重劑落出物，實(shí)現(xiàn)密閉不落地回收處理；并且及時(shí)
使用砂漿泵收集井場(chǎng)排水系統(tǒng)的污物（含油泥污水），隨時(shí)進(jìn)行
處理。
3.1.2 配備主要設(shè)備
螺桿傳輸機(jī)、固液分離機(jī)、固化攪拌機(jī)、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(xué)方法與物理方法相結(jié)合，化學(xué)方法是針
對(duì)不同的鉆井液體系加入相應(yīng)的破膠劑、絮凝劑、混凝劑等化
學(xué)藥劑，實(shí)現(xiàn)固液分離。物理方法是通過(guò)固液分離機(jī)的過(guò)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(qiáng)化固液分離的效果。經(jīng)過(guò)壓濾后的
固體廢棄物通過(guò)高效固化機(jī)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(jìn)行均質(zhì)固化處理。經(jīng)該系
統(tǒng)處理后的固化體強(qiáng)度適當(dāng)，穩(wěn)定性好，浸出液無(wú)色透明，可以
達(dá)到GB8978-1996污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。固化體可以通過(guò)
成型設(shè)備形成一定形狀，便于運(yùn)輸和再利用。
3.2.2 固化主要技術(shù)指標(biāo)及效果
針對(duì)鉆井廢棄物的特點(diǎn)，采用物理化學(xué)法進(jìn)行無(wú)害化處
理，采用高效固化劑，固定鉆屑、粘土、泥渣和無(wú)機(jī)鹽等固體成
分、封閉有害成分，有效地阻止有機(jī)物和重金屬鹽等的滲漏、流
失和擴(kuò)散，阻止其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，固化體適應(yīng)性強(qiáng)，硬化時(shí)間
短，強(qiáng)度適當(dāng)，水浸穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間在水中浸泡溶出物極少，
浸泡液水質(zhì)無(wú)色透明，達(dá)到GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。
鉆屑和泥漿固化達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)依據(jù)
⑴《水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996
⑵《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—腐蝕性鑒別》（GB5085.1－1996）
⑶《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》（GB5085.3－
1996）。
固化樣浸出液檢測(cè)指標(biāo)達(dá)到GB8978-1996一級(jí)排放技術(shù)
標(biāo)準(zhǔn)：
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(jī)、高效攪拌固化機(jī)、螺桿傳輸機(jī)、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(yùn)用混合反應(yīng)器、固液分離機(jī)、催化氧化器、組合過(guò)濾器等
設(shè)備對(duì)鉆井污水進(jìn)行處理，污水在混合反應(yīng)器里通過(guò)添加污水
處理劑進(jìn)行化學(xué)脫穩(wěn)、絮凝處理，將已脫穩(wěn)、絮凝的廢液進(jìn)入固
液分離機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制固液分離，分離出的污泥送至固液分離固化
模塊，進(jìn)行無(wú)害化處置；分離出的廢水，再經(jīng)過(guò)催化氧化、組合
精細(xì)過(guò)濾等處理后達(dá)標(biāo)外排或回用做井場(chǎng)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(biāo)及效果
技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范：
⑴《水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996
⑵《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（1997年修訂）（GBJ4－87）；
⑶《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—腐蝕性鑒別》（GB5085.1－1996）；
⑷《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》（GB5085.3－
1996）；
⑸《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－96）。
排放標(biāo)準(zhǔn)：
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(wàn)方數(shù)據(jù)
2017 年10 月
技術(shù)管理
的硅微粉其測(cè)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(jìn)滴定反應(yīng)的完成。但Ag電極
體系的萃取液（一）中滴定終點(diǎn)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(biāo)時(shí)單純Ag電極體系的測(cè)
量誤差較大。而Ag-Ag2S電極體系萃取液（一）中滴定終點(diǎn)為
5.1ml，根據(jù)公式計(jì)算出氯離子含量為1.42ppm。由以上實(shí)驗(yàn)可
以看出，Ag-Ag2S電極在甲醇體系中滴定反應(yīng)靈敏，信號(hào)響應(yīng)
好，“S”滴定曲線突躍明顯，結(jié)果準(zhǔn)確度高。
圖2 Ag、Ag-Ag2S 電極在不同加標(biāo)萃取液中的滴定曲線圖
4 結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)研究了硅微粉懸濁液中氯離子測(cè)定方法的改進(jìn)，Ag
電極改進(jìn)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(jìn)行萃取，強(qiáng)了滴定反應(yīng)
的靈敏度，加標(biāo)實(shí)驗(yàn)表明本實(shí)驗(yàn)所構(gòu)建的Ag-Ag2S電極甲醇-水
體系能夠很好的改進(jìn)硅微粉中氯離子含量測(cè)定的靈敏度及滴
定曲線“S”峰形，突躍點(diǎn)明顯，結(jié)果準(zhǔn)確度高。
參考文獻(xiàn):
[1《] 自動(dòng)電位滴定儀測(cè)定氯化物的探討》[J].李莉，鄭璇，趙
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[3《] 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[M].國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局水和廢
水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì). 第4 版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，
2002：185-187。
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[5]《非水電位滴定法測(cè)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(jiǎn)介：姓名：周文梅(1983-)，性別：女，籍貫：山東臨沂，學(xué)
歷：研究生，職稱：中級(jí)化工工程師，研究方向或從事工作：2010.8-
2017.7 硅材料檢測(cè)，2017.8-食品檢測(cè)
(上接第85 頁(yè))
隨鉆污水處理系統(tǒng)主要是化學(xué)處理與物理處理方法相結(jié)
合，其主要部件組成有化學(xué)藥劑注入泵、混合反應(yīng)器、緩沖調(diào)節(jié)
池、催化氧化反應(yīng)器、、清水緩沖池、集成化膜法水處理單元（包
括機(jī)械過(guò)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(guò)化學(xué)藥劑注入泵加入混合反應(yīng)器充分
混合均勻。其配方與加量針對(duì)不同的鉆井完井工程流體首先
作室內(nèi)試驗(yàn)確定組分、投加量、加藥順序及現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(guò)程污泥不
落地，完鉆清罐的污泥污水可通過(guò)固化工藝及時(shí)處理，避免現(xiàn)
場(chǎng)遺留污泥污水現(xiàn)象，不會(huì)造成場(chǎng)地污染，達(dá)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(diǎn)倒運(yùn)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(chǔ)存，供井隊(duì)二次利用，少量污水（完鉆后泥漿罐清
罐污水）需要外運(yùn)，外運(yùn)污水不到四分之一，大大減少了轉(zhuǎn)運(yùn)
費(fèi)用。
（3）傳統(tǒng)固化工藝的污泥固化效果難以達(dá)到規(guī)范要求，就
地平整后，影響井場(chǎng)渣石鋪墊效果，有的需要倒運(yùn)，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(jī)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(qiáng)度的固體，可用作場(chǎng)地鋪墊，就近就地消化。經(jīng)對(duì)固
化體浸泡液（浸泡24小時(shí)）觀察發(fā)現(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)水中有漂浮油脂,
浸泡液無(wú)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(chǎng)開挖排污池，不利于地下管
線和電纜的保護(hù)，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(hù)，有利用再次布井。
5 結(jié)語(yǔ)
油氣田處于生態(tài)環(huán)境極為敏感，環(huán)境保護(hù)尤為重要，鉆井
污水和固體廢棄和盤托出對(duì)環(huán)境污染性極強(qiáng)，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(dá)到“零排放無(wú)污染”標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)
現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)清潔化生產(chǎn)。
根據(jù)井場(chǎng)布置、鉆井廢棄物、鉆井作業(yè)流動(dòng)性、臨時(shí)性、分
散性等特點(diǎn)，采用物理化學(xué)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(gè)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(gè)模塊，盡可能實(shí)現(xiàn)零落地、可
移動(dòng)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(jìn)行對(duì)鉆井廢
棄物進(jìn)行治理，是過(guò)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(duì)鉆井完井整個(gè)過(guò)程，滿足施
工現(xiàn)場(chǎng)不同情況下對(duì)所產(chǎn)生的固體及液體廢棄物進(jìn)行處理；
（3）隨鉆廢棄物處理技術(shù)保證鉆井施工過(guò)程清潔生產(chǎn)，實(shí)
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(lái)的鉆
屑、鉆井液中固液相材料、井場(chǎng)沖洗用水、井場(chǎng)設(shè)備所遺留的油
泥等進(jìn)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(jiǎn)
單、處理量范圍大，能夠?qū)⑺幚磉_(dá)標(biāo)排放或回用，并能對(duì)固體
廢棄物實(shí)現(xiàn)固化成型，固化物浸出物指標(biāo)完全合格；
（6）隨鉆廢棄物處理技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)其環(huán)
保社會(huì)效益都十分顯著。

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