钻井泥浆无害化处理设备再“出征”

减少泥浆处理成本 实现资源再利用

　　8月27日，5台大卡车满载着成套泥浆不落地无害化处理设备，缓缓驶出黑龙江省万意达石油工程有限公司厂区，前往大庆油田钻井二公司40103钻井队洲13平1井，并将进行为期半个月的钻井废弃泥浆不落地无害化处理。这是该设备在大庆油田钻井二公司1205钻井队南7-10-P2026井和15170钻井队喇10-斜PX27125井完成废弃钻井泥浆不落地无害化处理之后的再次“出征”。

　　无害化处理呼唤新技术

　　资料显示，中石油每年钻井约20000口左右。井深在2000米以内的钻井，产生废弃泥浆400立方米左右，而井深6000米左右钻井产生废弃泥浆达则5000立方米左右，那么这20000口井将产生废弃泥浆1亿立方米。也就是说，仅中石油每年至少要有上亿立方米的废弃泥浆需要进行无害化处理。

　　早在2010年，环保部就对于“废弃钻井液处理产生的污泥”中的“处理”一词做了明确解释，即“分离筛分离、絮凝、沉降”。油田钻井废弃泥浆传统的处理方法是用罐车将废弃泥浆拉到铺有防渗布的2万~5万平方米的泥浆坑里进行固化处理，通过钩机搅拌使之变为固体状，再在上面铺10~20厘米厚的黄土进行填埋。由于用钩机搅拌不可能实现理想化均匀，也就无法达到无害化处理的要求。

　　2017年，黑龙江省万意达石油工程有限公司开始研发成套泥浆不落地无害化处理设备。该公司副总经理刘润山介绍，他们从钻井泥浆配方着手，仔细研究，认真分析，确定废弃钻井泥浆只有在溶液状态下加入药剂才能搅拌均匀，进行化学反应将有害成分中和成无害化合物，使分离出的清水和土达到排放要求。这一研究成果为解决钻井泥浆无害化处理难题打开了突破口。

　　设备与工艺完美结合

　　“单纯研制出成套设备还不足以支撑起泥水分离，每一套设备都要紧跟工艺技术，只有设备与工艺完美结合，才能最终实现泥浆不落地、无害化。”刘润山表示。

　　他们在试验中发现，由于不同层段所用泥浆体系不同，不同油田区块开采方式不同，废弃泥浆处理需要采用不同的药剂配方和与之相配的设备工艺，且泥浆体系发生变化，其所需药剂量和设备工艺也会发生相应变化。“一种药不可能治百病。”刘润山说，“比如，在大庆油田通常会进行一次采油、二次采油、三次采油以及聚合物驱油等，在这样的区域，钻井产生的废弃泥浆处理难度高。”

　　此外，刘润山还告诉记者，钻井废弃泥浆处理难，难点在于泥浆是用十几种药剂和材料配置而成，配置好用于钻井的泥浆呈现为一种可流动状态，重晶石粉颗粒被各种药剂包裹并带有胶连性，相互之间具有一定的拉力，泥浆液中任一位置均为相同性能，被包裹的重晶石粉及细小的土颗粒沙颗粒在泥浆中既不沉淀也不分离。当针对泥浆配方加入某一种药剂进行处理时，经化验结果发现，又与另一种泥浆中药剂起了反作用。

　　于是，他们决定将两种或三种药剂同时加入，进行搅拌反应再化验。根据化验结果调整药剂及药剂量，同时利用不同药剂反应速度快慢来判断并记录各类实验数据，然后进行系统分析、总结整理、实验验证，最后达到预期的处理效果，消除了有害成分。他们还研究出几种适合不同体系废弃泥浆处理配方，再着手解决泥水分开问题，而后进行压滤水降COD除重金属离子膜滤后再利用，优选出了适合这些配方的设备工艺。

　　近两年来，万意达公司科研团队进行了上百次调整药剂配方和处理工艺试验，从实验室理论计算试验，到车间模拟现场试验，再到钻井队随钻处理验证试验，该公司研究并掌握了钻井过程产生的废弃泥浆快速处理时所需对应的药剂配方和处理工艺，解决了污染泥浆处理难题。

　　牛刀小试解难题

　　前两次“出征”检测结果显示，在钻至700~1250米之间泥浆深度脱附处理后，水的pH值为7.36，悬浮物浓度为21毫克/升，五日生化需氧量为5.3毫克/升、化学需氧量为36毫克/升、石油类为0.18毫克/升、氨氮为10.4毫克/升，均大幅度低于标准限值，不仅实现了泥水分离，水可以回注，泥可以送到电石厂资源化利用，而且减少了传统泥浆处理的成本。

　　1205钻井队队长张晶说：“这套处理设备工艺先进，可连续滚动压滤处理，还具有清洗功能，处理速度快、效率高，节省人力、物力、财力，且不受环境影响，-18℃的情况都可以完成处理。尤其是分离出的水各项指标均优于国家标准，泥浆经处理压滤变成松散的土，实现了资源的再利用。”

　　“通过在大庆油田现场实验，该设备不仅解决了泥浆处理的大难题，同时还可降低传统处理过程的成本。按大庆油田4500口井来计算，保守地说就可节约资金近4亿元。同时，处理后的水可以在其他井上循环利用，分离出的泥饼可用于垫井或铺路，资源得到再利用。”刘润山表示。