油基钻屑处理技术研究现状及进展

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1、油基钻屑处理技术研究现状及进展摘要：水平井、大斜度井等钻井过程中因使用油基钻井液而产生的油基钻屑的污染问题，已发展成为制约页岩气等开发的环保技术难题，本文综述分析了现有油基钻井液钻屑处理技术的分类、原理以及应用现状，并通过详尽分析各种处理技术的优缺点、适用情况，得出未来油基钻屑处理技术的主要发展方向。关键词：油基钻屑油基钻井液处理清洗生物0刖吕油基泥浆作为一种润滑、强抑制性能的优异钻井液，为成功钻遇大斜度定向井、水平井等强水敏复杂地层提供了保障，但同时后期产生的油基钻井液钻屑（简称油基钻屑），因含有大量石油姪、有机物等，已被列入国家危险废弃物（HW-08）

2、。随着环保法日益严格，尤其在一些环境敏感地区,油基钻井液的使用已经受到限制，因此，研发、配套经济的油基钻屑处理技术，已成为目前急需解决的环保问题。含油钻屑主要指页岩气开发水平段钻井施工时油基泥回收利用过程产生的含油钻屑，该类废弃物由基油（一般为0#柴油）、钻井液添加剂、亲油胶体（主要为有机土、氧化沥青、亲油褐煤粉等）、石灰和加重材料等组成。油基钻井岩屑中的石油类物质进入土壤后，会影响土壤的通透性，改变土壤性质，破坏土壤结构及土壤微生物的生存环境；石油类物质对水的色、味和溶解氧有较大影响，影响水质和水中动、植物的生存；油基钻井岩屑对人体的影响也不容忽视，其中

3、的芳香姪类物质对人体的毒性较大，尤其是双环和三环为代表的多环芳炷毒性更大；油基钻井岩屑进行露天堆放时,石油类物质中的轻质组分挥发，进入大气循环，随着大气循环，污染将扩散到更广大的区域。总之，未经处理的油基钻井岩屑将会对周围环境带来严重的污染，给当地民众的生产生活带来巨大危害，必须对其进行有效处理。国外各大石油公司自上世纪80年代起，就纷纷研究和开发油基钻屑就地处理新技术，目前现有处理技术中可按照废弃物中油类物质是否得到回收利用分为：资源化处理技术和无害化处理技术。其中资源化处理技术主要有：热蒸憎、热解吸和化学处理技术。无害化处理技术主要有：焚烧、回注、填埋

4、和生物处理技术。1油基钻屑处理处置的环保法律法规1.1归类及处置要求归类《国家危险废物名录》规定，在原油开采和炼制产生的油泥和油脚；废弃钻井液处理产生的污泥；油/水分设施产生的废油、污泥；其他生产、销售、使用过程中产生的废矿物油都属于HW08危险废物，必须严格按照环保要求进行合格处置。处置要求：原油和天然气开采产生的残油、废油、油基泥浆、清罐油泥等应全部回收，不应排放或弃置。原油和天然气开采中产生的数量较大的废矿物油，可收集在符合《危险废物污染防止技术政策》和GB18597的自备临时设施或场所，不应随意堆积。含油率大于5%的含油污泥、油泥沙应进行再生利用。

5、含油岩屑应进行无害化处理，含油岩屑经油屑分离后含油率应小于5%,分离后的岩屑宜采用焚烧处置；废矿物油进行焚烧（热能回收）处置，鼓励进行热能综合利用。油泥沙无害化处理：油泥沙经油沙分离后含油率应小于2%；油泥沙宜优先采用清洗法回收废矿物油”。油泥沙经水清洗后含油率应小于3%o,回收的沙土可做建筑材料使用。1.2排放法规美国：含重金属/柴油钻屑禁止排放，禁止用柴油配制油基钻井液；英国（阿曼）：钻屑油含量＜1.0%,重金属不得超标；加拿大：禁止用柴油配制钻井液；钻屑油含量＜2.0%；重金属和COD不得超标。中国：根据《中华人民共和国危险废物名录》（环保部1号令）

6、，含油钻屑属于废矿物油类危险废物（HW-08）；根据HJ607-2011《废矿物油回收利用污染控制技术规范》，油含量＞5.0%的废矿物油须进行再生利用，处理后废渣油含量＜2.0%；根据GB4914-2008《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》，非水基钻井液钻屑一、二级海区排放限值分别为1.0%、3.0%o2油基钻屑处理技术2.1资源化处理技术由于油基钻屑中大部分油不以游离态存在，想要分离其中的油类物质,需要有其它力的作用，目前常用的方法主要有电破乳、膜破乳、超声波破乳、热破乳以及化学破乳。由于油基钻井液的破乳电压能够高达2000V,因此，电破乳不经常采用

7、，膜破乳目前研究较少。目前最常采用的破乳原理是热破乳及化学破乳。采用热破乳原理的技术主要有热蒸馆技术和热解吸技术。化学破乳主要有钻屑清洗技术、表面活性剂萃取技术和化学破乳分离技术。2.1.1热蒸馅技术该方法是阿莫科石油公司研制出的一种就地处理油基钻屑的方法，该方法是将油基钻屑装到柱形蒸馆器中，旋转蒸憎器并在其外侧用燃料加热,油基钻屑在圆筒中翻滚，直到大部分液体（油和水）蒸发后再进行冷凝收集，钻屑含油量达到排放标准后直接排放。北海油田用此法处理油基钻屑，处理后钻屑中剩余含油量小于1%,可以直接排放到海洋中，解决了海上使用油基钻井液产生的油基钻屑处理难的问题山

8、。美国AJ.Murray等人用蒸馅法处理哈萨克斯坦油田的油基钻井液