陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院陕西陕西710065
摘要：随着油气开发过程中废弃钻井泥浆的大量产生，其对生态环境造成的压力越来越大。本文主要分析了废弃钻井泥浆对环境的不利影响，通过对比不同处置方法的优缺点，提出了目前废弃泥浆处置方法中存在的问题和技术解决方向。
关键词：废弃钻井泥浆环境影响处置技术
钻井液作为油气开发过程中必不可少的“生命液”，能够起到将井底岩屑携带至地面、润滑和冷却钻头、调节平衡井壁和地层压力等作用。随着油气田行业的快速发展，井场数量陡增，废弃钻井泥浆作为主要污染物，其处置问题引人关注。若处理不当，将对周边的土壤、地表水和地下水造成严重污染，给人类的生产生活带来潜在影响。因此，为了促进水土资源和人类健康的永续发展，探索出一种既经济又环保的废弃泥浆处置技术迫在眉睫。
1.废弃钻井泥浆环境影响
1.1特点水基钻井液因工艺需要，一般会加入多种化学药剂，表现为COD值高、矿化度高、色度深、悬浮物含量高等特点。其主要环境污染指标为烃类、盐类、重金属和各类聚合物。
1.2危害由于成分复杂，废弃泥浆一旦落地会对土壤、地表水及地下水等造成严重影响：1）盐类、碱类物质含量高可使土壤板结。尤其是无机盐类会增加土壤的盐碱化程度，影响植物生长。2）重金属离子如镉、铬等，落入土壤后难以被降解，长时间积累将会形成有毒化合物。3）多环芳烃等烃类物质，其毒性和致癌性都不容小觑。4）废弃泥浆的堆放占用了大量土地，浪费土地资源。
1.3相关环境标准为严格规范废弃钻井泥浆的处置，国家、地方和行业出台了一系列标准，避免钻井废弃物对环境造成的不利影响。如GB/T50934-2013《石油化工工程防渗技术规范》中规范了固化法处理废弃钻井泥浆时的固化池如何进行防渗。SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》中规定了处理后的钻井废水回注时应达到的的水质指标等等。
2.废弃钻井泥浆处置方法
废弃钻井泥浆的处置原则要求能够实现资源化、减量化、无害化。目前，国内外废弃钻井泥浆处置方法主要有物理化学法、生物法等。
2.1固化处理技术
固化处理技术是物理化学法中钻井作业现场最常见的泥浆处置方法。通常指向固化池中加入固化剂，经结胶等作用将废弃泥浆的固相转化为高强度的固体，而后直接填埋或收集用作建筑材料。这种将污染物进行封存和固定的处置技术，是短时间内达到无害化处理效果最为简单有效的方法1。
固化处理技术中的固化剂，分为有机、无机和复合固化剂三类。有机固化剂可用于处理各种类型的废弃泥浆，常用有机固化剂有聚丁二稀、丙稀酰胺凝胶体等。其优点是应用范围广，缺点是固化剂成本较高、生成的固体强度较低，固化剂易被废物中的某些成分降解。无机固化剂适用于处理固相含量较高的泥浆废物，常用的无机固化剂有波特兰水泥、石灰、粉煤灰等。无机固化剂成本低、使用方便，处理后的固体稳定性好、强度高、不易被降解，具有抗渗透性；但固化剂使用量大，且固化后的固体占地面积大。复合固化剂通常是将多种无机或有机固化剂按需配比后使用，如波特兰水泥-水玻璃等。复合固化剂可兼顾无机固化剂和有机固化剂的优点，但复合有机固化剂使用后存在造成二次环境污染的风险，因此使用时有一定的局限性。如蒋云云等采用水泥和粉煤灰为固化剂处理废弃泥浆时，确定了固化剂配比与抗压强度及COD的关系，为高效去除COD固化技术提供了参考2。杜江采用复合固化剂对陕北某采油区废弃泥浆固化后，使得固体浸出液的各项指标均达到GB8987-1996的标准要求3。
2.2微生物处理技术
生物法中的微生物处理技术由于能够实现污染物降解、转化，使污染物浓度降低至可接受的水平，已成为国内外油气勘探开发作业废弃泥浆处置技术中的研究热点。
微生物处理技术的原理是利用微生物将有机长链或有机高分子降解为环境可接受的低分子或气体，该方法中的微生物一般是通过自然筛选或诱变培育等技术得到的特定微生物。因此选择合适的微生物菌种和载体是重点。早期使用的微生物是直接从废弃钻井泥浆中筛选出来，通过调整其温度、营养等环境因素后，将其投加到其他同类型废弃钻井泥浆进行高效降解。现在越来越多的研究开始对微生物进行定向驯化和诱变，以便有针对性的去除废弃钻井泥浆中的某些污染物。如陈立采用He-Ne激光对土著菌进行诱变，并进一步复配得到可有效降解石油烃类和高价态重金属离子的复合菌剂，其处理后的泥浆废弃物可实现植物正常生长4。刘宇程等将小麦秸秆改性后，制备改性秸秆固定化微生物用于处理钻井泥浆，确定了最优改性时间、改性剂浓度及改性剂，使得处理后的钻井泥浆COD、可溶性盐、石油烃的去除率均达70%以上5。
2.3固化处理技术和微生物处理技术特点
表1固化法和微生物法处理技术对比
通过对比可以看出，固化处理技术和微生物处理技术在实际工程应用中各有其优势。但微生物处理技术由于其潜在风险较小，符合绿色可持续发展原则，因此具有更广阔的研究空间。
3.结语
目前废弃钻井泥浆处置方法存在的问题有：技术较为单一，适应性和应用效果有限；处理设备体积庞大，操作灵活性较低且安全系数不高；投资和运行费用高，处理效率较低。
因此未来可以考虑从以下几个方面进行研究：1）开发新型绿色钻井液体系，从根本上降低废弃泥浆的处理难度；2）研制高效废弃钻井泥浆处理剂，使钻井废泥浆能够在短时间内实现高效沉降和稳定；3）研发适应性较广的随钻处理工艺设备，使处理后的水能够达到循环利用，实现废弃钻井泥浆的零排放。
参考文献：
[1]郭沫.油气田钻井废弃泥浆固化处理技术的探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（16）：156-157.
[2]蒋云云，范代娣，贾汉忠，屈撑囤，黄保军，贾建平.新疆油田废弃水基钻井泥浆固化处理技术研究[J].石油化工应用，2015，34（06）：88-90+98.
[3]杜江.钻井废弃泥浆固化处理技术研究[D].西安石油大学，2016.
[4]陈立.陕北地区油气田钻井混合废弃物的微生物原位修复技术研究[D].西北大学，2009.
[5]刘宇程，吕忠祥，刘骞，祝梦，梁晶晶.改性秸秆制备固定化微生物及对钻井泥浆的处理[J].化工环保，2018，38（03）：343-348.
作者简介：
1.王丹丹（1992-）女，汉族，陕西延安人，陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，助理工程师
2.董晨曦（1992-）女，汉族，陕西西安人，陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，助理工程师
3.杨添麒（1987-）女，汉族，陕西子长人，陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，助理工程师