钻井泥浆

第一篇：钻井泥浆

БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ

Типы буровых растворов и условия их применения.Буровые растворы вьшолняют ряд 钻井泥浆钻井泥浆的类型和它们的使用条件。钻井泥浆完成很多功能，функций.Которые определяют не только 这些功能不仅决定着钻井успешность и скорость бурения, но и ввод 的顺利进行和钻井速度，скважины в эксплуатацию с

максимальной продуктивностью.Основные из них----обеспечение быстрого углубления, сохранение в 而且决定着油井以最高的生产效率投入生产．这些功能中最主要的是――保证快速增加钻深，使井身устойчивом состоянии ствола скважины и 和产出层的采收性质保持коллекторских свойств продуктивных пластов.Выпалнение указанных функций зависит 上述功能的完成依赖于泥от взаимодействия раствора с

проходимыми горными породами.Характер и интенсивность этого 浆和它通过的岩石之间的相互作用。这种相互作用的性质和强度由分散介质稳定。взаимодействия определяются природой 的成分和性质决定。根据и составом дисперсионной среды.По составу этой среды буровые растворы 此介质的成分泥浆可以分为三类：水基和油基泥浆、делятся на три типа: растворы на водной 气态介质。

и нефтяной основах и газообразные агенты.Буровые растворы на водной основе.水基钻井泥浆。

Применение технической и морской воды 工业水和海水具备了一系в качестве бурового раствора связано с

列有利于钻井过程的良好

наличиеи у них ряда благоприятных для 性能，因此它们（经常）процесса бурения свойств.В результате использования технической и морской воды вместо глинистого раствора проходка на долото повышается на 15-20%, а механическая скорость проходки----на 25-40%.Однако вода как буровой раствор имеет ряд недостатков: глинистые отложения набухают, разупрочняются.Теряется

作为泥浆使用。由于使用工业水和海水代替泥浆，钻头的掘进（速度）提高了１５－２０％，而机械掘进速度提高了２５－４０％

但是水作为泥浆还有一系列的缺点：泥浆的沉淀物经常膨胀，软化，使井身

устойчивость ствола скважины.Поэтому 失去了稳固性。因此，只применение воды как эффективного бурового раствора допустимо лишь при

有在碳酸沙质杂岩性坚硬的非泥岩类岩石中以及石

бурении в твѐрдых неглинистых породах 膏和其他沉积地区进行钻карбонатно-песчаного комплекса, а также 井时才有可能把水作为有в гипсах и других отложениях.效的钻井泥浆。

Ингибирующие растворы

Для снижения интенсивности перехода

抑制性泥浆

为了降低钻开岩石向泥浆

выбуренной породы в глинистый раствор, 的转化程度，提高井壁的повышения устойчивости стенок скважины используют так называемые ингибирующие растворы, в состав которых входит неорганический электролит или полиэлектролит.В практике бурения скважин при разбуривании глинистых пород для уменьшения числа осложнений, связанных с загустеванием раствора,сальникообразованиями и нарушениями целостности ствола скважины, нередко

используют высокощелочные глинистые и безглинистые растворы, имеющие Рн =11: 13.К ним относят растворы, обрарботанные лигносульфонатами в

сочетании с едким натром, известковые, алюминатные, безглинистые, солестойкие.坚固性，人们常使用所谓的抑制泥浆，它的成分是无机物电解质或聚合电解质。

实际在泥岩性岩石上钻井时，为了减少一些麻烦，如泥浆固化，泥包钻头和破坏井身的整体性等，经常使用高碱性泥岩和无泥岩泥浆，其pH值为１１：

１３。用木质素黄酸盐和苛性钠混合在一起制成的泥浆、石灰泥浆、铝酸盐泥浆、无黏土泥浆、耐盐

碱泥浆都属于这一类。

Растворы на нефтяной основеВ целях сохранения коллекторских свойств пластов и предупреждения осложнений при бурении в последние десятилетия были разработаны и стали

油基泥浆

为了保持地层的采收性质和预防钻井时遇到的一些麻烦，最近几十年来，已经研制出了油基泥浆并以

применяться в промышленных масштабах 工业规模开始使用。油基буровые ратворы на нефтяной основе.К 泥浆本身和逆水乳化液就ним относятся собственно растворы на нефтяной основе и инвертные эмульсии.Инвертные эмульсии----системы

逆水乳化液――专业用途属于这一类。

специального назначения----относятся к 型――就属于油基泥浆。растворам на нефтяной основе.Они

它们用来开发和开采产油

предназначены для вскрытия и освоения 层和钻探附带有钾镁盐层продуктивных пластов и бурения соляных отложений с пропластками калийно-магниевых солей.В качестве газообразных агентов при бурении скважин используютвоздух от

在钻井时，压风设备排出的空气、输气管道或附近的盐类沉积层。

компрессорных установок, природный газ 的气田产生的天然气、内из магистральных газопроводов или близлежащих газовых скважин.燃机排除的废气都作为气态介质使用。虽然介质的Выхлопные газы двигателей внутреннего 类型对钻井的工艺过程不сгорания.Хотя вид агента не оказывает значительного влияния на

能给予很大的影响，但是在选择气态介质种类时，технологический процесс бурения, тем не 不仅必须考虑经济方面，менее при выборе вида газообразного

агента необходимо учитывать не только экономическую сторону, но и

безопасность проведения буровых работ.而且必须考虑到进行钻井

工作的安全性。

第二篇：钻井泥浆

第五届“金钥匙”技术竞赛钻井泥浆专业试题（A卷）

一、单项选择题（每题1分，共15分）

1、分散钻井液可容纳较_____的固相，较适于配制_____密度钻井液。（）

（A）少，高（B）少，低（C）多，低（D）多，高

2、下列不属于聚合物钻井液的优点的是（）。

（A）对油气层的损害程度较小（B）对钻头的损害程度较小

（C）有利于提高钻速（D）有利于保持井壁稳定

3、有机硅防塌钻井液具有防塌性强，润滑防卡性好，粘土容量大，抗岩屑污染能力强，抗温性好，但体系抗()能力相对较弱。

(A)盐(B)钙(C)温度(D)盐、钙

4、在钻遇（）地层时，使用钾基聚合物钻井液可以取得比较理想的防塌效果。

（A）砾岩（B）石灰岩（C）泥页岩（D）砂土

5、油基钻井液的应用受到一定的限制，其主要原因是（）。

（A）不能抗高温

（B）不能提高钻速

（C）配制成本较高，使用时会对环境造成一定污染

（D）不能抗钙污染

6、注入解卡剂的密度要等于或略比原钻井液密度()g/cm3。

A、高0.01～0.02B、低0.01～0.02

C、高0.08～0.09D、低0.08～0.097、通常将直径为150 ～ 300 mm的旋流器称为（）。

（A）除泥器（B）除砂器（C）微型旋流器（D）离心机

8、在正常情况下，进行钻井液密度设计时，如果按压力计算，附加的安全系数为（）。

（A）气层：3.5 ～ 5.0 MPa，油层：1.5 ～ 3.5 MPa

（B）气层：3.0 ～ 4.0 MPa，油层：1.5 ～ 3.0 MPa

（C）气层：3.5 ～ 5.0 MPa，油层：2.0 ～ 3.0 MPa

（D）气层：4.0 ～ 6.0 MPa，油层：2.5 ～ 3.5 MPa9、合理的钻井液密度必须根据所钻地层的（）及钻井液的流变参数加以确定。

（A）孔隙压力、上覆岩层压力（B）岩层侧压力、破裂压力

（C）孔隙压力、破裂压力（D）岩层侧压力、地层压力

10、正电胶钻井液是一种新型钻井液体系，补充正电胶时，pH值会（）。

（A）升高（B）不变（C）略有降低（D）大幅上升

11、在钻井作业中,井底压力最小的工况是（）

（A）下钻（B）钻进（C）起钻（D）循环钻井液

12、下列四项中叙述正确的是（）。

（A）钻井液粘度、切力过低易泥包钻头

（B）钻井液粘度、切力过高易导致洗井不良

（C）钻井液粘度、切力过高易导致净化不良

（D）钻井液粘度、切力过高易造成沉砂卡钻

13、某密度为1.35的盐水钻井液蒸干后，得到3%的油和75%的蒸馏水，已知盐水校正系数为1.065，该钻井液的固相含量为（）。

（A）15%（B）17%（C）16%（D）20%

14、在油、气、水侵和化学污染的情况下，应测量循环周，每（）测量一次密度、粘度，掌握变化情况。

（A）30 min（B）10 min（C）20 min（D）5 min15、下列叙述中，不属于混油钻井液优点的是（）。

（A）滤失量小，滤饼厚，性能较稳定，有利于防塌

（B）对钻具有润滑作用，可延长钻头寿命，滤饼摩擦系数小，有利于防止滤饼卡钻

（C）对油、气层损害小，有利于保护油、气层

（D）能降低分散剂对地层的造浆作用和分散作用

二、填空题（每空0.5分，共15分）

1、三个压力剖面是指。

2、聚合物不分散低固相钻井液能提高钻速，但

3、圈闭是油气聚集的场所，它包括、、4、在OH-、CO32-、HCO3-的测定中，当酚酞作指示剂时所消耗的标准HCl溶液的毫升数V1大于甲基橙作指示剂时所消耗的标准HCl溶液的毫升数V2时，则溶液中存在和离子。

5、桥接材料堵漏法施工中，通常堵漏剂含量不超过％，桥接材料的级配比例一般为：粒状：片状：纤维状＝。

6、高温对钻井液中粘土的影响主要表现为作用。

7、为了防止氧对钻具的腐蚀，通常的方法是防止空气进入钻井液、加入金属表面成膜剂、加入除氧剂，除氧剂一般选用或。

8、H2S燃烧产生有毒的9、欲将200kg质量分数20%的烧碱水稀释至5%，需加入水kg。

10、为了降低钻井液密度，将

11、井壁不稳定的三种基本类型是指、、12、某井使用密度为1.30 g/cm3钻井液在800米处钻遇高压注水层，关井立压稳定后为2.0Mpa，压井钻井液密度至少应该为g/cm3。如果现场钻井液数量150m3，使

用密度为4.00 g/cm3重晶石加重到该密度需要吨。

13、对付井漏应该坚持以预防为主的原则，预防措施主要有以下三个方面：、、和。

14、用纯的CaBr2配置的CaBr2无固相盐水溶液密度最高能达到g/cm3以上。

15、粘土矿物的基本构造单元是和。

16、测得某钻井液7.5min中压滤失量为5ml，则该钻井液的30min滤失量为。

17、今年，为突出油田实践特色，把“”活动作为创先争优的主题内容。

三、判断题，对的画“√”，错的画“×”（每题0.5分，共10分）

1.一般来讲固相含量的增加会引起钻速的下降。()

2.膨润土是钻井液的必须组分。()

3.钻井液一般属于牛顿流体。()

4.膨润土是指以蒙脱石为主的含水粘土。()

5.油基钻井液是指含油基的钻井液。()

6.钻井液不具有传递水动力的功能。()

7.漏斗粘度是在某一固定剪切速率下测得的数据，因此可以进行数学处理。()

8.粘土的颗粒粒径小于2微米。()

9.大多数钻井液的pH值要求控制在8~11之间。()

10.流变性是指流体在流动和变形过程中表现出来的性质。()

11、注解卡剂时，要先注入一定量的隔离液，然后连续注进解卡剂。()

12、下钻前发生井壁坍塌，由于钻井液的悬浮作用，坍塌的碎屑没有集中，下钻时可能不遇阻，但井口不返钻井液，或者钻杆内反喷钻井液。()

13、钻进中发生井壁坍塌，若坍塌层是正钻地层，则泵压升高，当钻头提离井底时，泵压不下降，且上提下放都遇阻，严重时井口流量减少或不返钻井液。()

14、为预防砂桥卡钻，在松软地层，机械钻速较快时，要适当延长循环时间。()

15、只有钻头或其他直径大于钻杆接头外径的工具（或钻具）接触键槽上口时，才发生遇阻遇卡。()

16、钻头泥包后，起钻时井口环形空间的液面不下降或下降很慢，或随钻具的上起而外溢。

()

17、高滤失量浆液堵漏法适用于处理横向和纵向漏失带的渗漏、部分漏失及低严重度的完全漏失。()

18、凡NaCl含量超过1%（质量百分比浓度，Cl含量约为6000 mg/L）的钻井液统称为盐水钻井液。()

19、生物降解性是指有机物被生物降解的可能性。()

20、井壁不稳的根本原因是力学失稳。()－

四、名词解释（每题3分，共15分）

1、水锁效应

2、造浆率

3、电泳

4、地层压力

5、屏蔽暂堵技术

五、简答题（每题5分，共25分）

1、聚合物钻井液有哪些优点？

2、影响钻井液滤失量与滤饼质量的因素有哪些？

3、溢流发生的原因有哪些？

4、新时期胜利油田的共同愿景是什么？具体构想分为哪三个阶段？

5、英译汉：While pulling out, the amount of mud used to fill the hole between stands must be measured.If it is less than the volume of steel in the pipe just pulled, it might indicate an influx into the weel-bore from the formation which could develop into a kick.六、计算题（每题5分，共10分）

1、某井钻井液密度为1.20 g/cm3，现需要配置100 m3密度为1.40 g/cm3的重钻井液作为储备，需要井浆多少方和密度为4.2 g/cm3，的重晶石多少吨?

2、已知地层深度为3000m，地层水的密度为1.07 g/cm3，求地层压力梯度、地层压力系数、地层压力当量泥浆密度和地层压力，并判断属于哪类地层。

七、分析论述题（10分）

当钻遇的地层中含有CO2时，当其混入钻井液后会生成HCO3-和CO32-，会对钻井液造成污染，试分析钻井液受HCO3、CO32 污染后的特点及处理方法。--

第三篇：钻井泥浆消泡剂生产厂家与其临渊羡鱼,不如退而结网

钻井泥浆消泡剂生产厂家与其临渊羡鱼，不如退而结网

（作者：德丰消泡剂厂）

古人有言曰：‘临渊羡鱼，不如退而结网。”意思是说我们站在水边想得到鱼，不如回家去把渔网给结好。比喻在我们日常中只有愿望而没有具体是措施来完成我们的愿望，那么结果往往不会取得成功，对事情毫无好处。

很多人总是在羡慕他人，羡慕他人的事业成功，羡慕他人能够住大房子，羡慕他人能开好车，羡慕他人的家庭幸福……

很多钻井泥浆消泡剂生产厂家总是在仰望着其它厂家的成功，却从不思考该如何做才能获得成功。

从0到1的距离，常常大于从1到1000的距离。很多钻井泥浆消泡剂生产厂家之所以做不大、做不成功。往往是因为在门外徘徊太久。不懂得，不管做任何事，勇于开始最为重要。切不可在起点上耽搁。

钻井泥浆消泡剂生产厂家与其临渊羡鱼，不如退而结网。

第四篇：油田钻井废弃泥浆无害化处理技术

油田钻井废弃泥浆无害化处理技术

从2008年4月到9月底，在长庆油田进行了油井场110口油井的微生物无害化处理工作，为油田节约处理费用100多万元。

随着我国油气田的勘探和开发，所产生的大量钻井废泥浆以胶体和半固体状态存在且长时间内不变性，占用大量土地，严重污染环境。长期以来，油气田钻井废弃泥浆一直是国内外油气生产过程中尚未有较好处理办法的主要污染源之一。

研究采用现代微生物工程技术原理，针对油气田钻井废弃泥浆中有害成分，选育具有高效降解转化能力的微生物复合菌群，通过微生物在废弃泥浆中的生长繁殖，经过复杂的生物、化学过程对废弃泥浆中危害生态环境的有害成分进行高效的降解转化，使其脱毒、脱胶、脱盐碱、脱水，达到生物无害化处理的目的，使油气田钻井被污染的土壤环境得到生物修复和生态环境的恢复。本研究成果适用对象可以是油气田钻井施工中新排放的废弃泥浆，也可以是数年前排放的陈旧泥浆。

仅长庆油田每年就要处理7000口油井排出的钻井废液，将钻井废液挖坑填埋，上面用土覆盖，覆盖后的土地不能生长任何东西，每口井的处理费用高达5万元。而用我们开发的微生物无害化处理技术处理钻井废液，费用降低30%，而且处理后的土地可以很好地生长各种植物。2008年准备在长庆油田进行2000口井的微生物无害化处理工作，此项工作已与长庆油田达成初步意向，在4月下旬开始工作。

技术简介

在石油与天然气的开采及钻探过程中，会产生大量的钻井废泥浆。钻井废泥浆的成分比较复杂，主要是由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及岩屑等组成的多相悬浮物。由于在钻井过程中使用的化学处理剂种类较多，造成废泥浆COD高、色度深、pH高、重金属离子多等污染有害物质严重超标。随着人们生活水平的提高和环保意识的加强，钻井废泥浆对环境的危害和影响正备受关注，这已经成为长期困扰石油、天然气开采行业的环保难题。目前许多国家都已将其列为环保的一个重要项目来研究。随着国家减排要求的日益严格，钻井废泥浆无害化技术的研究已经成为我国石油工业环境保护的迫切课题。

课题组结合国内外在钻井废泥浆无害化处理技术的现状与进展，立足于我国西部地区油气田开采的实际工况，综合分析国内外在钻井废泥浆无害化处理技术方面的现状与进展，应用现代化工的方法研究提出对钻井废泥浆固相物和液相物进行无害化处理研究的总体技术研究路线。对钻井废泥浆脱稳及固液分离、钻井废泥浆固相物的无害化处理、钻井废泥浆液相物的无害化处理技术、方法和工艺进行可行性研究，并优化整合了各项研究成果，寻求了经济和环保上都能够接受的系统的可行工艺方法。

第五篇：油田钻井废泥浆的固化处理

浅谈油田钻井废泥浆的固化处理

摘要：油田钻井的生产过程中会产生大量的废泥浆，但此废弃物成分复杂，污染极大，在处理上有一定的难度，因此有效处理油田钻井废泥浆已成为如今的研究方向之一，而固化处理是一种有效而发展前景良好的方法之一，本文将针对这一问题进行一系列的讨论和讲述。关键词：油田钻井、废泥浆、固化、处理、讨论、Abstract： There is a mass of mud disposal in the exploitation of the oilfield drilling，which is hard to dispose and would cause pollution heavily with its complicated constituents.Treating the mud disposal effectively has become one of the main points of scientific researches, therefore solidified treatment wins a place due to its brilliant prospect and efficiency.And this paper is going to discuss such a series of issues.Key words: oilfield drilling, mud disposal, solidified treatment, treat, discuss.一、研究背景

1．1钻井废泥浆的来源

在石油和天然气的勘探开发钻井过程中，钻井泥浆是提高钻井效率的重要保障，在【3】钻井过程中有着支护井帮、提升岩屑、冷却钻头的作用。同时还起到了润滑钻具、提高钻速、防止井塌方和井漏、评价生产层等作用，是保证钻井工作顺利进行必不可少的物质。为了达到安全、快速的钻井目的，使用的钻井液类型及化学药品的种类、数量越来越多，由此不可避免地会产生大量废弃物。钻井固体废物包括钻井废泥浆和钻井过程中抽提上来的岩屑，其中的废弃泥浆是钻井废物中最大量者。钻井工艺对泥浆的要求越来越高，泥浆体系日益增多，配方也越来越复杂，一般都含有重金属、油类、碱和其他【4】化合物。泥浆循环过程中需不断地排除废渣和废浆，钻井结束后需全部排除，变为废浆。由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆储存坑内，最终形成了一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂以及伴生的污水、油水、钻屑等组成的多相稳态胶体悬浮性的混合物。

1．2钻井废泥浆的组成及特点

目前，国内外使用的钻井液有水基钻井液(WBM)，油基钻井液(OBM)和合成基钻井液【5】(SBM)三大判。钻井泥浆体系可分为9大类，即：非分散泥浆；分散泥浆；钙处理泥浆；聚合物泥浆；低固相泥浆；饱和盐水泥浆；完井修井液；油基合成泥浆；空气、气雾、泡沫及充气泥浆。石油钻井废泥浆主要包含了钻井液、钻屑、以及各种作业产生的废液等，其组成成分如下：钻井液一主要来自三方面：其一是钻井过程中排放的废钻井液；其二是地面循环系统盛放的和为处理复杂情况储备的钻井液；其三是固井时水泥浆

【6】置换出来的钻井液。三者约占总废弃物的70％左右。污染环境的主要成分是油类、盐类(尤其是氯离子)、杀菌剂、某些化学处理剂、重金属离子(如铜、镉、铬、锌及铅

【

7、8】等)、高分子有机化合物生物降解产生的低分子有机化合物和碱类物质等。

钻井废泥浆大多属于粘土——水分散体系——水基泥浆的范围，也有的属于油基或 聚合物泥浆。钻井废泥浆组成复杂，一般呈碱性，pH值在8．5～12之间，有的可达13以上；固相颗粒粒度一般在0．011．tm～0．39m之间(即95％以上颗粒通过200目筛)，其外观一般呈粘稠流体或半流体状态，具有颗粒细小、级配差不大、粘度大、【11】含水率高不易脱水(含水率约在30％,--一90％)等特性，是一种有典型流变学特征的胶体。且其自然干结过程缓慢，干结物遇水浸湿后易再度行成钻井废泥浆样物，会对排放点及附近地带的土壤物性产生长期的不良影响。废泥浆含油量高，部分钻井废泥浆含油量达10％以上；固含量高，主要为膨润土和有机高分子处理剂、粘土、加重材料、岩屑以及污水流经地面时携带的泥砂及表层土等；此外由于钻井废泥浆中含有各种有机和无机类化学处理剂，其中的重金属、CODCr值、Oil及表面活性剂等有害物质浓度较

【12】高，个别有害物污染指标超出国家允许排放浓度的数百倍。【10】

二、研究意义与现状

2．1钻井废泥浆的环境危害

纵观各方面钻井废水的相关研究资料表明，石油钻井废水的危害物质大体可以分为【13、14、15】以下几类：①含固颗粒，以粘土、膨润土颗粒为主；②酸碱物，表现为钻井废泥浆的pH值；③石油类，主要来自钻井设备的清洗，是钻井液中不可避免的组份；④有机物及其分解产物，表现为泥浆的CODcr，值高，色度高。被我国列入环境“黑名单”的68种优先控制的污染物中，有6种苯系物、7种多环芳烃(PAHs)。目前钻井现场所使用的高性能处理剂中，相当一部分含有苯环；⑤重金属，来源于钻井液添加剂及地层：

-⑥氯离子，采用盐水钻井液及地层矿化度较高时，会使废水中Cl的含量增高。

【

16、17】由于废钻井液成份比较复杂，所以对环境的影响也是多方面的：(1)污染面积大、区域广。这是由钻井生产流动性大等特点所决定；

--(2)废钻井液中的盐、碱和盐岩层钻屑不仅造成土壤板结，同时因Cl活性比N03、3-P04强，会抑制农作物对氮、磷的吸收。可溶性盐的迁移还会对地下水造成污染；

6++2+2+(3)有害的重金属离子如Cr，、Hg、Cd、Pb及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物滞留于土壤中，会影响植物的生长和土壤中微生物的繁殖。且这些物质易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全。例如六价铬6+(Cr，)通过食物链进入人体后，其毒性主要表现为呼吸道、肠胃道疾患和皮肤损伤，特别是它的致癌作用近些年来已引起人们的广泛重视；

(4)废物中的有机处理剂使水体的CODcr、BOD增高，影响水生生物的正常生长；某些杀菌剂及高分子化合物生物降解产生的低分子有机化合物，会对鱼、虾及鸟类产生毒害；

(5)油类物质进入水体后，形成浮油，影响空气与水体界面上氧的交换。分散在水中吸附于悬浮粒上或以乳化状存在于水中的油，可被微生物氧化分解，从而消耗水中的溶解氧，使水质恶化变臭。在油膜扩展和漂浮过程中，大约25％～30％的低沸点石油组分(C1——C5)迅速挥发进入大气，造成大气污染。油类对土壤及动植物的影响也很大；

-2-(6)水中的硫化物(包括溶解性的H2S，HS，S，存在于悬浮物中的可溶性硫化物，未电离的有机无机类硫化物)，硫化氢易从水中逸散于空气中，产生臭味且毒性很大，它可与人体内的细胞色素等作用，影响细胞氧化过程，造成细胞组织缺氧。

2．2钻井废泥浆处理技术现状 随着我国环境保护法规标准的不断完善以及执法力度的加大，人们的环保意识逐渐增强，钻井过程中产生的废泥浆的无害化处理的研究和推广应用，是钻井行业环境保护工作的当务之急。许多国家也都已将其列为环保的一个重要项目来研究。钻井废泥浆治理的目的，是为了减轻环境污染而寻找经济和环境上都能够接受的处理方式，实现最优化废物处理体系的目的。现有回收利用和处理方法较多，但每种方法都有其适用范围，应根据油气田的地理环境、水文、土壤、钻井液的组成及经济性来选用。纵观国内外处

【18】【19】【20、21】理方法主要有以下几种：(1)直接排放法(2)坑内填埋法(3)脱水法(4)【22】【18’19'22】【23】坑内密封法(5)注入安全地层或环形空间处理法(6)土壤生物降解法(7)【4】【19】【19，24’25】【20，26】土地耕作法(8)闭合回路系统(9)固液分离法(10)固化法(11)

【20，21·33】废钻井液回收利用法。

2．3钻井废泥浆处理技术发展趋势【15、24、34-38】

2．3．1 MTC(泥浆转化为水泥浆Mud．To．Cement)固井技术

此法是在钻井液中加入固化添加剂，经过充分混合形成稳定的固化物，完成钻井液转换水泥浆的过程。它利用钻井液的失水性和悬浮性，通过加入廉价的高炉水淬矿渣(BFC)，激活剂(BAS)等，将钻井液转化为完全可以与油井水泥浆相媲美的固井液。此技术不仅可节约固井成本，而且又可解决一部分钻井废液污染环境问题。2．3．2研究开发最佳废物管理系统

目前，国外各大泥浆公司积极开发最佳废物管理系统，其基本要求是：(1)选择最佳钻井作业，使废物量减至最少。(2)控制废物质量，保证废物无害化。

(3)加强井场废物分类管理，可降低处理费用及废物体积。(4)采用环境安全和经济有效的方法加工(处理)废物。成功的废物管理程序首先是根据地质特点，正确选用钻井液及其处理剂，进行好的水质管理，使钻井过程中产生的废物减至最低量；第二是鉴别和隔离潜在的废物源，减少引起问题的复杂性，使废物的加工和处理更加容易和经济；第三是选择经济且环保可接受的废物处理方法。

2．3．3加强开发研究专业化的固化处理设备

现阶段各油田废弃钻井泥浆现场固化工艺主要有两种：一是采用代用机械(如挖掘机之类的机械设备)将固化剂与废弃钻井泥浆进行混合；二是直接用钻井泵以及配浆设备将固化剂混入废泥浆中。第一种方法比较简单，但混合均匀程度较差，直接影响最终的处理效果；第二种方法混合较均匀，但要求钻井废泥浆具有较好的流动性，在很多井场处理中都受到限制。因此，开发专业化的机械处理设备势在必行。同时，由于钻井作业的分散性和流动性的行业特点，对廉价、简单的车载式(或移动式)钻井废泥浆处理设备的需求更为迫切。

2．3．4加强有肥效特性固化剂的研发

固化法处理钻井废泥浆具有简便易行、处理效果好等优点，是一种很有发展前景的 处理方法。目前国内外都在致力于开发固化能力强、解毒性好、具有肥效特性的固化剂，土壤中掺入此类固化剂处理过的废泥浆，不但不会污染环境，具有很好的稳定性，而且能明显改善土壤性能，提高土壤肥力。另外，开发高效廉价固化剂，以获得高强度、无污染的固结体，将其用于建筑材料，达到废物再利用永久无害化的目的。

三、研究论述

3．1固化处理技术概述

固化是指用物理．化学方法将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。其中固化所用的惰性材料叫固化剂，有害废物经过固化处理所形成的固化产物为固化体。它主要用来处理放射性废物、有毒有害废物如电镀污泥、砷渣、汞渣、【39】氰渣、铬渣和镉渣等，目前也颇受石油行业的重视。

迄今尚未研究出一种适用于处理任何类型废物的最佳固化方法。目前所采用的多数固化方法往往只适用于处理一种或几种类型的废物。随着现代工业的不断发展，固化处理污染物技术不断走向成熟，成为当前处理危险污染物很有效的手段。固化处理方法可按原理分为包胶固化、自胶结固化、玻璃固化和水玻璃固化。包胶固化又可以根据包胶材料的不同，分为水泥基固化、石灰基固化、热塑性材料固化和有机聚合物固化等。包胶固化适用于多种类型的废物；自胶结固化只适用于含有大量能成为胶结剂的废物；玻璃固化和水玻璃固化，一般只适用于极少量特毒废物的处理，如高放射废物的处理方面。目前常用的固化稳定化方法主要包括：

a、水泥固化，这是目前最常用的固化方法，适用范围广； b、石灰固化，应用很广泛；

c、热塑性材料固化，新近发展起来的固化处理方法； d、有机聚合物固化，适用对非常危险废物处理；

e、自胶结固化，工艺较简单，废物可自行固化，应用面窄； f、熔融固化(玻璃固化)和陶瓷固化，属特种固化处理方法。3．1．1水泥固化

水泥基固化是基于水泥的水合和水硬胶凝作用而对废物进行固化处理的一种方法。研究表明，此种方法非常适于处理各种含有重金属的污泥。其主要胶结剂为硅酸盐水泥

【40】或其它类型的水泥，需要时可掺入添加剂(如化学药品)。固化过程中，污泥中的重金属离子会由于水泥的高pH作用而生成难溶的氢氧化物，并固定到水泥基中。水泥基固化法处理含有重金属污泥的一种流程是把被处理的污泥通过计量装置以一定重量比与水泥、添加剂和水共同投入到原料混炼机中，经搅拌混合均匀，然后通过出料装置送去成型，再将成型的坯体养护，使之形成具有一定强度的固化产品。水泥基固化法对含高毒重金属废物的处理特别有效，固化工艺和设备比较简单，设备和运行费用低；水泥原料和添加剂便宜易得；对含水量较高的废物可以直接固化；固化体的强度、耐热性、耐久性均好，产品适于投海处置，有的产品可作路基或建筑物基础材料。缺点是其固化产品体积增加较大，一般可比最终废物原体积增大1．5～2．0倍；有时需作预处理或需要加入添加剂，因而可能影响水泥浆的凝固，并会使成本增加。3．1．2石灰固化 石灰基固化是用石灰作基材，以粉煤灰、水泥窑灰作添加剂，专用于处理含有硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣的一种方法。此法是基于水泥窑灰和粉煤灰含有活性氧化铝和二氧化硅，因而能同石灰在有水存在的条件下发生反应生成对硫酸盐、亚硫酸盐起凝结硬化作用的物质，最终形成具有一定强度的固化体。

石灰基固化使用的添加剂本身是废物，来源广、成本低、操作简单，不需要特殊设备；被处理的废物不要求完全脱水；在常温下操作，没有尾气处理问题。石灰基固化产品比原废物的体积和重量增加较大；易被酸性介质浸蚀，要求表面进行涂覆或放在有衬里的土地填埋场中处置。3．1．3热塑性材料固化

热塑性材料固化法是用热塑性物质作固化剂，在受热情况下与1000℃下干燥的污染物混合，冷却成型。热塑性物质在常温下呈固态，高温时变成黏液，故可用来包覆废物。目前，固化处理应用的热塑性材料有沥青、石蜡、聚乙烯、聚丁二烯等。

热塑性材料固化可用于无机废弃物或有机废弃物的处理，其固化所得产品空隙率低，污染物浸出率低于水泥基固化法和石灰基固化法产品；干废物对固化基材的掺合量从1：1～2：l，可以减少容器费和运输费以及最终处置费；固化基材对溶液或微生物具有强抗侵蚀性；固化体不需作长时间养护。

热塑性固化材料是热的不良导体，蒸发过程热效率低；含水量大的废物需先冷冻、融解或离心脱水处理；由于基材具有可燃性，要求产品有适宜的包装；固化基材受大剂量辐射时，其弹性或软化点提高，故不宜处理高放射性废物；热塑性材料价格昂贵，操作复杂，设备费用高；对于在高温下易分解的废物、有机溶剂以及强氧化性废物不宜使用。

3．1．4有机聚合物固化

对于复合材料基体树脂的固化方式近几年也有较快发展。传统的热压罐法等加热固化方式由于能源利用率低、加工周期长、环境污染大等受到了挑战。光固化、电子束固化等辐射固化方式由于固化温度低、固化速度快、热收缩内应力小、环境污染小等优点【41】获得了快速发展。

目前用于先进树脂基符合材料的基体树脂主要是不饱和树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和双马来酰亚胺树脂，其固化方式采用辐射固化技术的不少。3．1．5自胶结固化

自胶结固化方法是一种利用废物本身的胶结特性进行固化处理的方法。该方法主要是用来处理大量含硫酸钙或亚硫酸钙的废物。其原理是基于亚硫酸钙半水化合物(CaS03·1／2H20)在加热到脱水温度后，会变成具有胶结作用的物质。固化产物可以送往土地填埋场处理。

自胶结固化方法的优点是工艺比较简单，废物可自行固化，缺点是应用面窄，只适于含有大量能成为胶结剂的废物。3．1．6玻璃固化

玻璃固化技术是以玻璃原料为固化基材的一种固化方法，是利用高温(1500℃以上)把固态污染物融化为玻璃质或玻璃质与晶体混合物。处理时可就地进行，也可异地进行。所形成的玻璃态物质与水泥固化物相比，具有耐久性更高、抗渗出性更好、耐酸性腐蚀更强等优点，而且污染物质经处理后其体积将变小(最多可减少75％)，而其他处理方法均无此优点。

玻璃化处理的成本往往很高，一般仅用于污染物成分复杂的污染土(或其他固体污染物)处理。经玻璃化作用后，绝大部分的有机污染物将因热解而被焚毁或转化为蒸气逸出(所逸出的气体需收集并处理)，而放射性物质、重金属元素则被牢固地束缚于已熔化的玻璃状一陶瓷状的物质之内。但放射性污染物经玻璃化技术处理后其放射性不能得

【42】到改变，仍需隔离防护。

3．2固化材料及机理

固化是近年来石油工业普遍重视和使用较多的一种方法。在固化过程中，泥浆中的重金属离子与固定剂发生反应，生成化合物而被固定，阻止重金属离子外移；其它污染物由于吸附作用及固化体的网状结构和较小空隙通道，限制了其迁移，所以浸出率较低。

因有机固化剂处理成本高，且易产生二次污染，故本研究在前期论证的基础上，拟选用无机固化剂处理钻井废浆液。主固化剂选定为水泥、粉煤灰，在此基础上寻找其它药剂，便于和水泥、粉煤灰等组成经济适用的复合固化剂，以期达到更好的无害化处理效果。

四、总结

油田钻井泥浆是油田钻井过程中, 起着润滑、冷却、护壁、传输钻井岩屑、平衡地层压力作用的工作液。钻井废弃泥浆由钻井过程中排放的少量泥浆和完井后排放的大量泥浆组成, 主要成分为膨润土、钻井岩屑、水以及多种化学添加剂。由于废弃泥浆中含有重金属、碱、盐、油、有机物等多种有毒有害污染物;处理难度较大, 因此与含油污水、污油共称为油田三大公害。随着国家环保法律法规的完善, 人们环保意识的增强, 石油工业加大了消除、利用“ 三大公害” 的科研攻关力度。

而本论文由于各种条件所限，无法进行更深层次上的实验研究和实践考察，因此只作学术上的浅谈和理论的介绍，主要是介绍油田钻井废泥浆的情况和该领域的研究技术以及处理方法和意义，因此参考了大量的文献。内容上仍相对简浅和概念性，但仍希望在将来考上研究生后进行相关的实验和研究，为环境保护和科学研究作一份贡献。

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