油气田废弃钻井液对生态环境的影响评价研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年4月第31卷第2期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Apr．2009Vol·31No·2油气田废弃钻井液对生态环境的影响评价研究王蓉沙，三苎，谢水祥(中国石油集团安全环保技术研究院，北京2h-4丌u'／x刘晓辉‘⋯⋯⋯～⋯100083)，[摘要]针对废弃钻井液带来的环境问题，提出了废弃钻井液的环保性能评价指标及评价方法，同时指出钻井液添加剂是废弃钻井液的主要污染源，认为使用新型钻井液添加剂及钻井液体系的研究仍是我国石

2、油行业需要探索和解决的一个难题。[关键词]废弃钻井液；生态环境；影响；评价指标；污染源[中图分类号]TE991．3[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2009)02—0152—05根据中国石油天然气集团公司的调查，全国油气田每年产生废弃钻井液约100×10t，其中大部分没有进行有效处理。近年来，随着油田开采程度的不断深入，对具有特殊功能的钻井液的需求越来越多，其化学添加剂的种类和数量呈大幅度增加，使得废弃钻井液的成分越来越复杂。因此，对废弃钻井液给周围的土壤环境、地下水、地表水等产生的影响进行分析和评价，对保护油田生态

3、环境有重要的指导作用。1废弃钻井液的环保性能评价指标与评价方法废弃钻井液在生态环境中的最终存在状态为固态。这类固态物质以粘土矿物和岩屑为主，在形成时这些物质已经吸附了相当数量的钻井液添加剂成分，而钻井液添加剂中相当一部分属于自然界中不存在的物质，是在非自然条件下形成的，因此，进入环境时肯定会影响到物质的自然循环过程。在潮湿多水的环境下，废钻井液长期保持流体状态或膏状物，在干旱缺水环境下，废弃钻井液表层固结，内部松软。然而无论流体状还是固体状，粘土矿物颗粒所吸附的有害物都将以水体或固体的污染途径影响环境。根据文献[1]和文献E23提

4、出的钻井液及其添加剂环保性能评价指标和分析方法，对常见废弃钻井液及其添加剂的环保性能开展监测分析，从而评价其对生态环境的影响。评价指标与分析方法见表1。表1钻井液添加剂和体系的环保性能评价指标与分析方法[收稿日期]2008—12—10[基金项目]中国石油天然气集团公司重大科技项目(2008D-4702—1)。[作者简介]王蓉沙(1960一女，l982年大学毕业，硕士，副教授，现主要从事油气田环境保护技术研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第31卷第2期王蓉沙等：油气田废弃钻井液对生态环境的影响评价研究2废弃钻井液的主要污

5、染源钻井液添加剂是废弃钻井液的主要污染源。笔者对油田使用频率较高的19种钻井液添加剂进行了重金属含量、生物毒性和生物降解性分析。采用GB15618—1995《土壤环境质量标准》规定的指标和分析方法，对重金属含量(总镉、总汞、总铅、总铬、总砷)进行了分析；采用发光细菌法对其生物毒性进行评价，认为当EC。值大于30000mg／L为无毒；采用BOD／COD的比值法评价其生物降解性，当BOD／CODc的比值大于1O％为可生物降解，小于1O则难降解。评价结果见表2。表2常用钻井液添加剂的环保性能综合评价结果从表2可知，19种常用钻井液添加剂

6、中，只有4种是环境可接受的，仅占21。由此可见废弃钻井液污染生态环境的一个主要原因是由于加人了对环境有影响的添加剂。3废弃钻井液对生态环境的影响分析3．1无机盐类废弃钻井液导致土壤盐渍化钻井作业中由于钻进工艺的需要常常要使用盐水基钻井液，这类废弃物由于有严格的处理规定，要进行专门的脱盐处理方可排入环境，一般不会引发环境问题。而钻进中大量使用的淡水基钻井液所引起的潜在盐污染则常常被忽视【3]。事实上，以淡水作为基础连续相的钻井液由于各种添加剂的影响，常常会导致体系的总矿化度升高，钻井液在循环使用过程中亦会溶解部分地层中所含有的无机盐

7、类，造成钻井液水相部分的矿化度升高。对某油田的废弃钻井液总盐量、硫酸盐和氯化物进行分析，结果见表3。表3废弃钻井液中污染物浓度分析学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年4月氯化物测定结果显示，现场使用的淡水基钻井液滤液中氯化物含量一般~40Omg／L，多数井的氯化物含量>10。mg／I。在GB5084～92规定中，明确限定了农灌水的Cl一应≤250mg／L，长期采用高含盐(CI一>500rag／L)水灌溉农田，将使土壤溶液的渗透压增大，土体通气性、透水性变差，土壤变硬进而板结、龟裂，养分有

8、效性降低，植物难以从土壤中吸收水分导致不能正常生长，严重时致使土壤无法返耕，最终加速土壤的盐碱化程度，造成土壤的浪费，生态环境破坏。特别是对于一个具有一定规模、井位比较集中的油田，由于钻井液使用总量巨大，这种影响更不可低估，当油田进行相当一段时间的