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废弃钻井泥浆的危害与固化处置难点,吉林长春工程泥浆固化厂家,石油钻井泥浆硬化施工,打桩泥浆固化剂价格

1.1 废弃钻井泥浆的来源

钻井废泥浆的产生途径主要来自石油天然气挖掘、开采、修井等过程当中,这些过程中会随着作业的进行产生大量废弃泥浆。石油天然气钻井进程中,会伴有大量的废弃钻井液留在操作现场,但是由于石油天然气开采的地点主要是荒郊野岭,造成此过程产生的所有废弃物几乎全部残留在废弃泥浆储存坑当中,造成各种不同的废弃污染成分混合在废弃泥浆当中,最终形成由重金属、黏土、油污、化学处理剂等物质组成的钻井泥浆。

1.2 废弃钻井泥浆对环境的影响

石油与天然气的开采过程涉及到众多大型设备与机械,特别是重要的钻井过程需要各种化学成分与化学试剂的参与,这些化学物质的成分较为复杂,对环境以及人类身体有害,一旦处理不慎就会造成环境的负担,对人类产生严重危害。

废弃钻井泥浆中存在的有害物质主要有各种类型的废弃油料、各种有机与无机盐、重金属元素等,这些物质与成分都不能够被降解,会对环境造成一定危害。一些对环境有害的污染物可能是在开采过程中的钻井操作时,随着钻井底层进入钻井液中,有机污染化学成分可能是钻井液处理剂被分解融人钻井液中,无机污染化学成分最有可能是通过钻井泥浆处理剂的化学分解渗入泥浆液中。就钻井废弃液污染物的具体化学成分而言,其中包含氢氧化钠、三价铁离子、三价铬、硫酸根离子、亚硫酸根离子等,这些化学元素一旦回流到地表水或者渗人地下水中,不仅仅会影响水质的pH,其中一些物质会使得土壤化学结构发生变化,造成土壤不可逆的板结、土壤钙化。

钻井废泥浆组成较为复杂主要包括以下方面:

第一,颗粒、悬浮物、黏土等。

第二,开采过程中的石油等有机物,主要的来源途径是各种大型设备使用润滑剂以及石油开采过程中部分石油物质的轻微泄漏。这些石油等有机物质不能溶于水,与水接触后会自发形成一层悬浮的油膜,在油膜悬浮与流动过程中会有约20%到30%的低沸点成分挥发进入大气层,使得大气层受到一定程度的污染。

第三,有机质等,部分有机质在自然环境中会被降解为其他成分。

第四,酸碱类物质,井废泥浆的pH值是受到这些物质等的影响,渗入地下会影响周围环境pH。

第五,氯离子,在开采过程中会遇到盐井或者矿物质较多的地层,在钻井中会使得周围环境的氯离子浓度升高,这些氯离子进人地表土壤中会使得受到污染的土壤变得盐碱化,并且一旦盐碱化就无法恢复,这种不可逆的影响会使得土质肥力严重下降,抑制多数植物生长。

2 国内钻井废泥浆处理的现状

国内对于钻井废泥浆的处理方式主要分以下几种。

第一,直接排放,钻井的淡水开采过程中,造成的污染物质较少,并且这些污染也更加容易在自然条件下被周围环境净化,对于此类的废弃泥浆可以采取直接沉降等措施,一旦操作后废弃物达到国家规定标准就可以直接被排放到附近废弃田地或者林地中。

第二,注入安全地层,是将钻井泥浆直接注入地层,但是这一过程要防止废弃油等有机物质对地层的污染,一定在注人前选择适合排放的安全层,安全层就是不易渗透且压力梯度较低的地层。

第三,集中处理,用专用的抽吸设备及运送车将废弃泥浆集中运送到专业处理地,但是这种处理方式仅仅适用于油、水基两种,并且需要更高的处理费用,除特殊情况--般不会采用此种处理方式。

第四,回填,这是一种简单省钱的处理方法,但是在回填操作之前必须要将废弃泥浆坑中的废物沉降处理,沉淀出的上清物加上混凝剂,这些处理达到规定标准后才能进行回填处理。沉淀的其他物质需要在干燥后填入坑内,这些处理都需要具有一定深度,并在回填完成后,回填地点的上面足以覆盖较厚的正常土壤,以便恢复周围的自然环境,这种处理方法主要针对的是淡水基产生的泥浆。

第五,坑内密封,它是一种较为特殊的处理方式。主要做法是在废弃液储存坑的坑底垫上一层有机土,在土上面再铺上符合要求的塑料膜衬层,之后再覆盖一层土。做好上述的处理后才能正常使用储存坑来储存运作中的废弃泥浆,等到泥浆的水分挥发一定程度后附上一层有机土,最终恢复周围环境就是整个回填过程。

第六,土地耕作,一些废弃物可以经过植物的生长与分解达到稀释作用。

第七,固化处理,固化处理技术主要是钻井泥浆的沉淀物中加入特殊的固化剂,这些固化剂能够使得废弃泥浆转化成类似于土壤材质的固体,可以简称为假性土壤,这些假性土壤可以用作坑底的填埋材料或者建筑材料。这种方法是相对环保的处理方法,能够极大程度减少废弃泥浆中的金属物质与有机物对周围环境的污染,降低废弃泥浆为环境带来的压力与负担,并且可以最大程度地利用废弃泥浆,节约地球资源。

3 废弃钻井泥浆固化处理技术的难点与要点

钻井泥浆的成分往往比较复杂,越是复杂的钻井泥浆越造成固化处理的难度加大,也越需要考虑更多的影响因素,因此在进行固化处理之前进行相关固化操作的预实验,通过不同固化材料的配比找到最适合当下的固化材料比例以及处理方式,并随之将其应用到所有相似钻井,用最小的成本达到最好的效果。

一些固化处理不能关注当下的处理效果,也要对固化后物质的稳定性与利用率进行考察,有些钻井泥浆固化后维持时间较短,仍然对周围环境造成潜在威胁。若在检查之后废弃泥浆仍然对周围环境及人类造成一定程度的威胁,就需要对固化后的泥浆进行二次处理,处理后仍然需要进行检测与观察,处理结果最终达标后才是真正的结束。虽然经过处理后的废弃泥浆以及无法对人类及环境造成一定程度危害,但是固化处理技术最终追求的目标不应该受到限制,固化处理要以处理后能够恢复周围环境,甚至能够继续耕种为最高追求,这种目标既符合环保理念,也符合现代产业的绿色发展方向,将开采不可再生资源的钻井工作与可持续发展的固化技术相连接,提升工作本身的意义。

不同固化剂的固化效果有差异,相同固化剂的不同处理手段的差异也会造成固化结果的差异,再加上不同钻井工作会产生不同成分的钻井泥浆,因此在对废弃钻井泥浆进行处理时要做好固化剂的选择工作。在选择固化剂进行的过程中,需要了解相关参数并对这些参数进行严格的审查,尽可能保证处理工作符合相关要求。

一般情况下,固化剂主要分为两种,一种为无机固化剂,另一种则为有机固化剂,这两种固化剂不仅在化学成分的性质方面具有较大区别,在使用范围上也有很大差异。有机固化剂使用成本比无机固化剂使用成本低,但是有机固化剂的固化的稳定性效果较差,甚至会随着环境变化及时间增长产生二次污染,但是因为其成本较低被大量使用。

关于泥浆固化剂产品特点

固化时间短,成型快

① 通过和泥浆中水分发生化合反应,可以使含水率80%左右的污泥在添加后稠化失去流动性,晾晒时加速水份蒸发,加快干化脱水速度。

② 加入后自然状态下即可加速失水速度,不使用干化设备即可达到要求,如使用设备干化时加入少量干化剂则可加快处理速度,减少热量消耗。

③ 添加后污泥胶体性质即刻被破坏,毛细管迅速建立并增加、扩散,使污泥内部水份向外扩散挥发通道打开,利于污泥的迅速干化。

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