川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用略论

本文在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井应分井段或分不同钻井液体系固废进行收集并分类采用不同处置利用技术进行资源化处置利用,可达到更经济安全环保的利用效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优先择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次才是制成水泥块或免烧砖,最后才是转运制砖利用；油基钻屑的处置利用最关键的问题是争取脱油能按一般固废对待的国家或地方政策或规定争取,脱油后的油基钻屑最好的资源利用方式应是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理者和工作者具有一定参考价值和指导意义。     

热脱附技术处理油基钻屑实验研究

页岩气非常规油气开发中产生油基钻屑,属于《国家危险废物名录》(2016)中的HW08类危险废物,是影响非常规油气开发的环保难题。油基钻屑中含有大量的矿物油,通过热脱附技术能够实现油基钻屑的安全处理,既能保证处理后残渣满足环保要求,又能回收矿物油。利用室内实验装置进行了加热温度和停留时间对油基钻屑的热脱附过程影响的实验研究,并分析了处理后固相残渣和回收油的基本属性。结果表明采用热脱附技术对于油基钻屑具有良好的处理效果,经检测,处理后残渣的含油率低于1%,回收油可以重新用于配置油基泥浆,性能满足使用要求,实现了回收油的资源化再利用。     

川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用

在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基钻井固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及目前存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井固废应分井 段或分不同钻井液体系进行收集并分类采用不同技术进行资源化处置利用,以达到更经济安全环保的效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优选择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次是制成水泥块或免烧砖,最后是转运制砖利用;脱油后的油基钻屑较好的资源利用方式是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性地提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理具有一定参考价值。     

页岩气油基钻屑真空热解工艺优化试验

涪陵页岩气田油基钻屑热解技术具有油回收率高、稳定可靠、安全环保的优点，针对其存在能耗高、易结焦、回收油品质量低等工程实际问题，在充分调研现场热馏炉式连续回收处理设备的基础上，自制了热 解模拟试验装置。通过研究单因素对热解效果的影响，优选了油基钻屑热解参数，试验表明：热解终温、停留时间、升温速率、真空度对油基钻屑热解效果均有影响，其中热解温度是影响油基钻屑热解效果的主要因素；其次 正交试验筛选出了油基钻屑热解最佳运行条件，当热解温度为400℃，停留时间为50min，升温速率为30℃/min， 真空度为0.1MPa，试验未发现结焦现象，处理后的油基钻屑残渣含油率为0.29％，满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》农用地标准（含油率小于0.30％）；热解矿物油测试分析表明热解前后矿物油的组分分布 基本一致，以烷烃类（60％以上）和芳烃类（约占10％）为主，属典型油基钻屑中总石油烃类分布，热解试验并未 破坏基础油组分，回收矿物油的品质较高。     

含油钻屑处理技术现状及发展趋势

针对微生物处理、热脱附、热清洗、焚烧和萃取等含油钻屑处理技术存在普适性差、资源浪费、技术不成熟或投资较高等问题,探究更为高效、性价比高的含油钻屑处理技术。分析了国内外含油钻屑处理的法律法规,对目前国内外常用的含油钻屑常规处理技术、资源化利用技术,及其应用现状进行了综述,通过对各类技术的对比分析,提出含油钻屑处理技术高效低成本、"高价值"基础油回收与固相残渣的资源化利用、工厂化和随钻化处理的双极发展趋势,对油基钻井液中的基础油、水进行回收利用,处理后的固相可以转化为可利用的资源。     

油基钻屑低温热脱附处理工艺模拟

为减少油基钻屑对环境的不良影响和危害，并最大限度地回收资源，提出采用低温热脱附的方式 对其进行处理。通过钻井液油水固相分离装置并结合正交实验法对低温热脱附处理工艺进行模拟研究，选用 热重分析仪及气相色谱研究油基钻屑热解失重规律以及回收油总石油烃分布。结果表明：低温热脱附处理油 基钻屑的主要影响因素为处理温度，其次为停留时间，升温速率影响最小，350℃处理温度下，即可将油基钻屑 热脱附残渣含油率降至0.3％以下，满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》；油基钻屑中含水率的增 加有利于提高低温热脱附效果，原料含水率在5％～10％时热脱附效果及经济性最好；低温热脱附回收油品质 好，和原料总石油烃分布基本一致。     

热脱附处理页岩气油基钻屑的研究与应用

介绍了油基钻屑的来源、组成、危害、处理方法以及热脱附技术研究进展与应用。综述了热脱附原理与工艺,并重点分析了钻屑性质、处理温度、停留时间、载气流速或压差、添加剂对油基钻屑处理效果的影响。讨论了当前热脱附处理油基钻屑存在处理过程能耗高、废气二次污染、废热回收利用率低等问题,提出针对油基钻屑性质选取合适的改性添加剂、提高传质传热效率、探究协同效应机理等油基钻屑高效节能处理的改进方向。     

钻井液的使用和钻屑的管理

澳大利亚矿产和能源部(DME)根据所处地区的环境敏感性、钻屑处置方式和钻井液的环境性能评估钻井液的使用及其废物排放。环境性能的标准包括基液和整个钻井液的生物毒性、可生物降解性和生物累积性。申请人有责任明确活动的环境领域和可能的环境影响。油基钻井液(OBF)的芳烃含量不超过1%,附在钻屑上的基液干重限值为10%。大钻屑堆可能是海洋低水平烃类渗漏到海洋环境的来源之一,对钻屑堆的移除和处置问题,需要慎重考虑。     

我国页岩气开发钻井废物污染防治技术进展

我国在逐步加大页岩气开发力度的同时,也在加大页岩气开发过程中的环保技术研究,以促进页岩气开发绿色可持续发展。文章分析了页岩气开发过程中钻井废物处理存在的主要问题,针对这些问题,介绍了环保型钻井液、水基钻井废物处理与资源化、油基钻井废物处理与资源化等技术及其应用进展。提出了强化源头控制,从钻井液、井身结构设计、钻完井等方面进行全面管控,提高钻井液的循环使用效率,研发高效的废液净化工艺,降低钻井废物的产出,并实现钻井废物资源化的发展思路。     

海上钻井废弃物负压抽吸减量技术研究

针对“零排放”背景下海上钻井废弃物回收总量大、转运成本高、甲板空间受限等难题,常规钻屑减量工艺是将减量设备置于螺旋输送器末端,由于螺旋体的搅拌混合导致钻屑黏度增大,加剧固液分离难度,造成减量效果不理想。基于负压抽吸技术,对常规减量工艺进行优化改进,开发出一种小型化源头减量分离技术及装置,将设备工艺前置,通过在振动筛下方增设小型固液分离装置,形成了一种“零排放”钻屑随钻减量处理工艺,并在渤海油田C平台应用测试2井次,取得了较好的效果,基本具备了现场随钻处理能力,验证了负压抽吸减量技术的可行性。该装置占用空间小,利于安装,能够大幅降低钻井液损耗,提升钻屑干燥程度,为“零排放”背景下海上钻井废弃物处置提供了技术思路,具有一定的推广价值和借鉴意义。     

转速对油基钻屑热解炉温度场影响的数值模拟

页岩气开采所产生的油基钻屑在采用热解法的处理过程中,为探究油基钻屑在回转窑内的温度场分布情况,采用Fluent软件对回转窑进行建模并对油基钻屑在窑内热解过程进行数值模拟。结果表明:当回转速度为0.02rad/s时,内部温度场较为均匀且物料温度较高,适宜油基钻屑的热解,转速过低或过高均会影响物料的均匀混合与升温速率;物料刚进入窑体内部时,温度有一个急剧攀升至660K的过程,其后温度变化较为平缓。结合模拟结果,选用适中的回转速度可提高油基钻屑热解温度,从而提高热解效果。     

塔里木油田钻完井液环保处理技术研究

文章分别对水基磺化钻完井液和高密度柴油基钻完井液的环保处理技术进行了研究评价,对高温氧化、化学絮凝+机械脱水、生物修复等三类环保处理技术及工艺进行的研究表明,对水基磺化钻完井液产生的作业废物,3种方法中高温氧化处理技术处理效果稳定,COD去除率最高;化学絮凝+机械脱水工艺对COD去除效果不理想;生物处理工艺处理效果不能达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的二级标准,不适合于塔里木油田气候环境。对于油基钻完井液产生的作业废物,基于萃取脱附的LRET脱附技术处理后固相含油量小于1%,回收油全部回用作为配置油基钻井液的基油,处理效果稳定,处理后含油钻屑的含油量小于1%,达到DB 23/T 1413—2010《油田含油污泥综合利用污染控制标准》要求。     

页岩气油基钻屑脱油灰渣资源化利用进展

针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑在堆放、运输和处理过程中均有可能对环境造成危害的问题,研究油基钻屑脱油灰渣的处置和资源化利用现状。在实际应用中,各种资源化利用技术由于政策、环保标准、经济性等原因,除水泥窑协同处置技术外,很多技术还不能大量推广应用。文章通过系统调研,阐述了各项技术的原理、优缺点及资源化利用所面临的政策障碍、实际应用及二次污染等问题,指出了资源化利用技术在开发过程中需要加强过程污染控制、开展相关政策和标准制定、提高产品高附加值等方面研究。     

高性能水基钻井液废物不落地处理先导试验

高性能水基钻井液是"水代油基"钻井液技术发展的新型水基钻井液,采用物理分离-资源化处理工艺处理高性能水基钻井液废物,回收钻屑夹带的钻井液,剩余固相通过资源化处理制成铺路基土和免烧砖等资源化产品,产品的浸出液主要指标达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准,产品质量符合相应的国家建材产品质量要求。     

中国石油2015年十大科技进展之一

<正>高性能水基钻井液技术取得重大进展,成为页岩气开发油基钻井液的有效替代技术。中国石油大力推进页岩气水平井高性能水基钻井液研发,成功开发出CQH-M1、DRHPW-1两套体系,为解决页岩气开发普遍采用的油基钻井液成本高、对环境不友好及影响开发效益的技术难题提供了一种新的技术途径。CQH-MI体系具有无土相、高效封堵、复合抑制等特点,已开展9井次试验应用。在威远区块,创下井深5 250 m、井温130℃、穿越页岩     

海上油基钻屑电磁热脱附参数优化及应用评价

选取某三级海域A平台钻井过程中离心机出口的油基钻屑开展电磁热脱附实验,分析实验过程中脱附温度、脱附时间对钻屑干渣含油量的影响规律,在此基础上优化设备运行参数:脱附温度300℃,脱附时间40 min,在此条件下,干渣含油量可达到0.84%。根据参数优化结果对现场应用进行指导,结果表明:一次性进料1 t,实际脱附温度300～320℃,脱附时间40 min,实际干渣含油量1.30%～1.70%;A平台电磁热脱附设备运行86 d,共处理油基钻屑1 116.40 t,平均处理量12.98 t/d,最大处理量21.70 t/d;油基钻屑在海上平台进行热脱附处理,实现了无害化处理,资源化利用,经济效益最大化。为提高设备处理能力,建议提高设备稳定性和增加预加热模块,为确保处理后尾气连续达标排放,建议增加尾气实时检测系统。     

海上钻井废物管理原则及处理技术探讨

随着海洋环保要求日趋提高,越来越多的海上区块要求钻井废物"零排放",钻井废物合规处理处置已成为海上作业生产亟待解决的问题。文章以对海上钻井废物现行处理方式及存在问题的分析为出发点,参照国外钻井废物管理的"4R"原则,探讨了国内海上钻井废物管理原则,并结合海上作业特点,介绍了针对水基钻井废物的化学脱稳固液分离技术,以及针对油基钻井废物的机械分离和热脱附组合技术,探讨了相应的处理流程及设备。结果表明:化学脱稳固液分离出的液体回配新钻井液性能与采用清水配制的钻井液性能基本一致;含油钻屑经热脱附处理后,油水回收,钻屑含油量低于1%,达到GB 16297—1996《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》。     

含油钻屑热解析处理技术研究进展

针对非常规油气开发过程中使用油基钻井液钻井产生大量含油钻屑而存在潜在环境污染及基础油资源浪费的问题,探讨热解析技术处理含油钻屑的研究现状和进展。文章对含油钻屑热解析处理技术的特点进行分析,阐述了燃烧加热式热解析技术、电加热式热解析技术、电磁加热式热解析技术、微波加热式热解析技术、摩擦加热式热解析技术等的研究现状及处理效果,在此基础上对热解析技术在含油钻屑处理领域的发展提出了建议及展望。     

陆上油气田废钻井液排污池替代方案

针对国内陆上油气田采用排污池处理废弃钻井液存在的资源、环境等多方面问题,借鉴国外先进废钻井液处理方案,通过采取优化钻井工艺设计、钻屑干燥、闭路系统、中心废物处理、钻井液全面管理及回收再利用等综合措施,减少了废钻井液的排放量,环境效益和经济效益显著,能够有效促进钻井工业环境友好可持续发展。     

废油基钻井液处理及油回收技术研究

目前现场处理废油基钻井液一般采用集中填埋或回注地层方法,这不仅难以解决其污染问题,同时也浪费了其中所含有的大量柴油资源。通过大量的实验室和现场试验研究,使用“化学热洗-析油-离心”处理工艺,油回收率达到84%以上;研制开发出的清油剂-凝聚剂-絮凝剂化学热洗配方体系,适用于多种废油基钻井液的回收油处理,具有较好的工业推广应用前景。