涪陵页岩气田油基岩屑安全处置与利用实践

结合涪陵页岩气田油基岩屑理化性质,调研分析了目前各气田油基岩屑处置利用方案,开展了涪陵页岩气田油基岩屑安全处置及利用的研究与实践,分析了涪陵页岩气田热馏炉和回转窑热脱附设备运行工艺。实践表明:热馏炉设备处理能力可达40～50m~3/d,但炉内易结焦,设备检修率为每月5～8d;回转窑设备单炉处理能力为10m~3/d,能耗高,对原料的适应性广;回收的矿物油用于配制油基钻井液,脱油后灰渣的含油率均低于2%,送至水泥窑协同处置。涪陵页岩气田通过热馏炉和回转窑的协同作业,有利于油基岩屑的安全处置与资源化利用。     

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。     

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。     

间歇式热脱附炉炉膛结焦原因探讨和对策分析

涪陵工区页岩气田三开采气过程中产生的油基岩屑主要采用热脱附方式处理。由于岩屑批次不同、加热温度不均等原因，采用的间歇式热脱附炉伴随有不同程度的结焦情况产生。文章对油基岩屑性质存在 差异、炉膛温度控制不合理这两个引起间歇式热脱附炉结焦的主要原因进行分析，对炉内摩擦钢环的加入量、辅助药剂的种类和加入量、炉膛温度的控制进行实验研究，提出在炉内加入约2t钢环、250kg辅助药剂NaHCO3、炉膛温度控制在550℃左右时，能有效改善炉膛结焦问题，装置热脱附处理效率得到有效提高。     

油基岩屑热脱附工程实验能耗分析与优化

热脱附技术被鼓励用于油基岩屑资源化处置,针对其工程应用中能耗相对偏高的问题开展研究, 采用两段螺旋推进式间接热脱附工程实验平台,设定天然气燃烧产生的热量与热脱附装置各环节消耗热量之和相等,据此进行平衡计算和能耗分析,基于响应曲面法对油基岩屑热脱附过程中的4个因素和两个目标进行 优化实验并加以验证。结果表明,水分蒸发吸收的热量和残渣余热之和约占总热量消耗的2/3;当油基岩屑中的含水率和含油率分别每增加1％,天然气消耗量将分别增加2.53Nm3和1.81Nm3;运用优化实验方法,可使 实验装置运行总能耗降低6.01％～13.16％。综上,通过采取降低油基岩屑含水率、含油率及优化运行参数等措施,可以显著降低热脱附装置的能耗,采用热量衡算和热脱附参数优化方法,可以为工业化油基岩屑热脱附节能降耗提供参考。     

水基钻屑制备烧结砖技术研究及应用

针对某地区钻井过程中水基钻屑产生量大、处理难的问题,通过水基钻屑制烧结砖技术,进行钻井废物资源化利用。介绍了水基钻屑制作路基材料、免烧砖、烧结砖等"资源化"处置技术现状,对水基钻屑制备烧结砖技术进行实验研究,进行了破胶处理和钻屑成分分析,分析了水基钻屑预处理,对烧结砖性能进行评价,结果表明,水基钻屑、配伍材料B、补强剂A之比为1∶4∶5时,抗压强度等指标达到GB 5101—2003《烧结普通砖》要求,烧结砖浸出液达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准。     

苏里格气田水基钻井废物资源化处置

为避免或减小水基钻井废物对环境造成的影响,苏里格气田本着"建一个气田,留一片绿色"的理念,对液相循环利用,固相外委处置,同时进一步探索钻井岩屑减量和资源化利用途径。文章通过对钻井岩屑成分分析,对泥浆池土壤和植被进行环境调研,进一步探讨钻井废物在苏里格气田的处置及资源化利用,介绍了2015年之前固化法的应用情况,2015年之后实施钻井液不落地技术的应用情况。提出优化钻井液体系,强化现场处置及监管力度,进一步实现源头控制及循环利用。同时,结合国内外钻井废物处置、再利用现状,积极探索钻井固废铺垫井场、铺垫油区道路等资源化利用方式。     

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。     

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》。     

基于生命周期评价法的水基钻井岩屑资源化利用环境效益分析

文章以水基钻井岩屑处置方式为研究对象,运用生命周期评价法对填埋处置和两种资源化利用处置（制备烧结砖、土壤化利用）的环境影响进行比较。结果表明：处置1m3水基钻井岩屑,填埋方式的环境影 响值为3.58×103,制备烧结砖为1.19×103,土壤化利用为－1.99×102,填埋的环境影响最大,土壤化利用的环境效益最好;三种处置方式各因素对加权综合指标的敏感度分析表明,填埋方式的水泥消耗值最大,为99.40％,制备烧结砖方式的煤消耗值较大,为63.12％,可通过工艺调整减少煤添加量、处置尾气和增加岩屑添加量来降低其环境影响;土壤化利用方式的秸秆消耗值较大,为99.40％,可通过改进处置工艺来减少秸秆添加量。     

Winsor I微乳液+臭氧氧化联合处理油基岩屑的研究

采用“含有配制油基钻井液用主乳和油相的Winsor I微乳液+臭氧氧化”联合工艺对油基岩屑进行处理,Winsor I微乳液处理油基岩屑后的所得基础油和部分主乳进入平衡油相,可以用来配制油基钻井液,臭氧氧化对岩屑进行深度处理,进一步降低岩屑表面含油量。论文以处理后岩屑含油量为指标,系统优化了微乳液组成、微乳液清洗油基岩屑工艺和臭氧氧化工艺。实验结果建议微乳液组成为“脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠+配制油基钻井液用主乳(2:1)”混合乳化剂浓度为6wt%,正戊醇浓度5 wt%,柴油浓度36 wt%,其他为盐水。推荐微乳液清洗条件为固液比1:5,室温下搅拌清洗60 min。此条件下岩屑含油量可以降低至1.41 wt%,微乳液重复使用4次后,岩屑含油量仍可以保持在2.0 wt%以下。臭氧氧化深度处理时,建议工艺条件为臭氧氧化时间40 min,清水pH=7,固液比1:5,臭氧流量5 mg/min,处理后岩屑含油量可降低至0.36wt%。     

Life-Cycle Impact Assessment of oil drilling mud system in Algerian arid area

The objective of this work is to assess the environmental impacts of the drilling mud system in Algeria's arid region. Water-based mud (WBM) and oil-based mud (OBM) are used during well drilling in Hassi Messaoud petroleum field, and have a considerable pollution potential particularly on the aquifer system which constitutes the single resource of drinking water in the Sahara. The Life-Cycle Assessment (LCA) approach is applied to evaluate the impacts of several drilling mud systems across all stages of their life cycle, e.g. use, treatment and disposal. Environmental impacts of five treatments scenarios corresponding to the drilling waste management applied in Hassi Messaoud are compared: reserve pit without treatment (burial option), secondary high centrifugation (vertical cuttings dryer), stabilisation/solidification online, stabilisation/solidification off line and thermal desorption. The impact assessment is carried on using the LCIA models of Impact 2002+ method in SIMAPRO7 software. This assessment identifies human toxicity and terrestrial eco-toxicity as the major impact categories in this specific arid context and quantifies the emissions contributions. The local environmental impact is the most important of the drilling mud life cycle and is mainly linked to emissions from reserve pits, treated cuttings, and drilling phase 16″ through the Turonian and Albian aquifer. The main contributing substances are aromatic hydrocarbons fraction and metals in particular barium, zinc, antimony, arsenic, and aluminium. Concerning the comparison of the treatment scenarios, it appears that stabilisation/solidification online is the best one; it has the lowest impact score in the two dominating categories because of the waste minimisation: mud storage avoided in the reserve pit. The second best scenario is the thermal desorption which obtains the lowest impact score in carcinogen effects due to hydrocarbons reduction (<1%) and avoided impacts of recovered oil. The toxic substances fate modeling will be improved by taking into account their site-specific impact.     

工业复杂污水综合处理技术研究与应用

普光天然气净化厂在运行中排出的大量污泥、检修中产生的大量成分复杂污水,是困扰下游污水处理的重大难题。文章进行了复杂污水存储技术研究,污水预处理技术研究,污水回收利用技术研究,泥水分离技术研究。文章优化污水存储方案,提升存储空间,解决了净化厂检修污水排放集中、排放量大的难题;组合PAC药剂加注+连续曝气污水预处理工艺技术,最大程度上降低了SBR池处理负担;使外排水满足循环冷却水补水水质要求,实现了外排水的有效回收利用;实现了泥水高效分离,极大降低了污泥处置和运输费用。     

钻井固化土资源化利用技术研究

文章采用固化土资源化利用技术对钻井固化土进行处理。该技术采用钻井固化土为原料,用砂石作为骨料,通过高效固土复合材料的研制和固化土处置配方的优选实验得到满足强度要求的建筑材料,实现固化土的再利用。目前该技术已经在元坝六井井场内部修筑约300m2的护坡。现场结果表明,应用效果较好,节约成本,经济效益较大,且能满足相关质量要求,在很大程度上解决了固化土的处置问题,为钻井废物的无害化、资源化利用提供了技术参考。     

新疆油田稠油开发固体废物对环境的影响及处置措施

新疆油田九1～九5区稠油开发过程中,产生了大量的固体废物,主要包括落地原油、废钻井液和岩屑及原油处理站的含油泥砂,如果处理不当,会对环境造成极大的危害。通过对各主要污染物的环境影响分析,提出了几种针对性的防治措施,以确保油田开发实现清洁生产,达到经济效益、环境效益和社会效益统一。     

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。     

Utilization of cement kiln dust (CKD) in cement mortar and concrete—an overview

Solid waste management is one of the major environmental concerns around the world. Cement kiln dust (KKD), also known as by-pass dust, is a by-product of cement manufacturing. The environmental concerns related to Portland cement production, emission and disposal of CKD is becoming progressively significant. CKD is fine-grained, particulate material chiefly composed of oxidized, anhydrous, micron-sized particles collected from electrostatic precipitators during the high temperature production of clinker. Cement kiln dust so generated is partly reused in cement plant and landfilled. The beneficial uses of CKD are in highway uses, soil stabilization, use in cement mortar/concrete, CLSM, etc.Studies have shown that CKD could be used in making paste/mortar/concrete. This paper presents an overview of some of the research published on the use of CKD in cement paste/mortar/concrete. Effect of CKD on the cement paste/mortar/concrete properties like compressive strength, tensile strength properties (splitting tensile strength, flexural strength and toughness), durability (Freeze–thaw), hydration, setting time, sorptivity, electrical conductivity are presented. Use of CKD in making controlled low-strength materials (CLSM), asphalt concrete, as soil stabilizer, and leachate analysis are also discussed in this paper.     

Utilization of cement kiln dust (CKD) in cement mortar and concrete—an overview

Solid waste management is one of the major environmental concerns around the world. Cement kiln dust (KKD), also known as by-pass dust, is a by-product of cement manufacturing. The environmental concerns related to Portland cement production, emission and disposal of CKD is becoming progressively significant. CKD is fine-grained, particulate material chiefly composed of oxidized, anhydrous, micron-sized particles collected from electrostatic precipitators during the high temperature production of clinker. Cement kiln dust so generated is partly reused in cement plant and landfilled. The beneficial uses of CKD are in highway uses, soil stabilization, use in cement mortar/concrete, CLSM, etc.Studies have shown that CKD could be used in making paste/mortar/concrete. This paper presents an overview of some of the research published on the use of CKD in cement paste/mortar/concrete. Effect of CKD on the cement paste/mortar/concrete properties like compressive strength, tensile strength properties (splitting tensile strength, flexural strength and toughness), durability (Freeze–thaw), hydration, setting time, sorptivity, electrical conductivity are presented. Use of CKD in making controlled low-strength materials (CLSM), asphalt concrete, as soil stabilizer, and leachate analysis are also discussed in this paper.     

微电解技术处理钻井污水的试验研究

采用铁屑/活性炭微电解法,对化学混凝处理后的钻井污水进行试验研究,得出最佳工艺条件:起始pH为1.0、铁/炭质量比为10、反应时间3h,宜选择活性炭、铸铁作为微电解法的材料。多因素正交试验表明:对CODCr去除能力的影响顺序为:起始pH>液固比>铁/炭质量比,对两种有代表性的活性炭分别确定了最佳工艺条件。在四川普光气田普光A-2井现场试验表明,化学混凝——铁屑/活性炭微电解处理钻井污水,能够达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。