廢棄泥漿如何變資源?
- 發佈時間:2016-04-11 01:30:47 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
儘管國際油價持續低迷,不到40美元/桶,跌破了我國石油開採的成本。但隨著我國環保要求的提高,鑽井廢棄物不落地處理等新環保技術在油田逐步推廣應用。從四川遂寧城區開車近半小時,穿過了一座座美麗的小山村,最後來到一個山腳下,那是中國石油西南油氣田川中油氣礦的磨溪009-3-X3井場。儘管細雨綿綿,但發現井場道路並無泥濘,道路兩側砌築著整齊的路沿石,路面上鋪設著灰黑色的基土,在雨中顯得平整而又乾淨。
磨溪009-3-X3井場是由中國石油安全環保技術研究院組織實施的“西南油氣田聚磺鑽井廢棄物不落地處理示範工程”項目所在地,負責該示範工程的高工莫正平説,這條道路用的基土、路沿石均是由該井場鑽井産生的岩屑和廢棄泥漿,經再生迴圈利用、無害化處理而來。這些資源化産品達到了相應環保技術、建材強度等技術指標要求,不僅可用於築路,還可用於井場建設,目前這些“變廢為寶”的産品已在磨溪022-X1井鑽前工程中應用了。
傳統鑽井排廢物:
打一口井、挖一個坑、埋一個隱患
川中油氣礦磨溪009-3-X3井的井區面積並不大。前面是稻田、菜園和竹叢,山上有茂密的樹林,相距數十米就是農舍。
據了解,傳統石油鑽井施工是每鑽一口井,通常在井場開挖一個泥漿池,用於存放鑽井過程中除泥器、除砂器和離心機等固控系統排放的岩屑、廢棄泥漿和其他井場廢水。經沉澱後,泥漿池中的上層液狀物,拉運至污水處理廠集中處理;剩餘的岩屑、固體廢棄物和少量廢水在加入石灰、水泥等材料就地固化後覆土掩埋。
“我國油氣田每年有幾萬口井,每口井大約産生1000方的廢棄泥漿,如果不科學無害、有效地處理,必將給當地環境帶來風險。”中國石油安全環保技術研究院院長閆倫江説。
特別是鑽井泥漿,即鑽井液,在鑽井作業中起著至關重要的作用,被認為是石油鑽井中的“血液”,但其化學成分複雜。鑽井廢棄泥漿是石油天然氣工業的主要污染源之一,鑽井廢棄泥漿無害化、資源化處理成為石油天然氣開採過程中重要的技術難題,也是實現石油天然氣開採實現清潔生産、實現綠色發展的必由之路。
據測算和統計,一般打2500—4000米深的井,每個井場産生廢棄泥漿和岩屑1000—1500方,開挖泥漿坑1000—2000立方米;打5000—6000米的井,開挖泥漿坑1500—3000立方米。這樣,每打一口井就要開挖一個泥漿坑,如固化處理不達標,就算就地掩埋,也將留下污染隱患。
閆倫江説,從《環保法》來講,企業生産必須實現無害化,這是硬指標;從經濟角度講,廢棄物資源化本身能生産副産品,本身具有經濟價值。這對於技術來講是一種挑戰,但從企業社會責任來説,是必然選擇。
環保鑽井治污染:
減量化、無害化、資源化
“西南油氣田聚磺鑽井廢棄物不落地處理示範工程”採用中國石油安全環保技術研究院開發的環保新技術,由中國石油西南油氣田、中國石油川慶鑽探公司、中國石油安全環保技術研究院和北京華油興業能源技術有限公司共同承擔現場施工與技術服務工作。
那麼,該如何處理這些泥漿呢?
在示範工程現場,記者看到,在鑽機固控設備一旁,擺放著泥漿不落地處理設備,再生處理後的泥漿返回到鑽井固控系統迴圈使用,岩屑經輸送系統再加處理劑製成為基土,制磚機正在利用基土生産出免燒磚來。
中國石油安全環保技術研究院副總工程師鄧皓説,“泥漿不落地處理與迴圈利用技術”主要特點是:依託鑽機的多級固控系統,現場隨鑽收集鑽井廢棄泥漿和岩屑,取代了傳統開挖泥漿坑的廢棄物收集方式;把分離出來的廢棄泥漿(液相),採取“去除有害的、保留有用的”技術思路,以“物理分離”為主體工藝,實現泥漿再生處理,並就地回用於鑽井;把分離出來的岩屑(固相)等廢棄物,添加針對性開發出來的固化劑,就地實現固化和無害化,同時達到相應資源化利用的強度等指標要求,用作鋪路的基土,或進一步製作成免燒磚、免燒條石等建材。解決了油氣開採過程中廢液迴圈利用和減量化,解決了固相廢物的無害化和資源化,徹底解決了鑽井污染隱患。
據介紹,採用“物理分離”主體工藝,而非添加化學藥劑來進行廢液分離。沒有添加泥漿體系之外的化學成分,泥漿中有用成分得以保留,節約重新配製鑽井液的成本;固化劑也是自主研發的,能達到資源化利用所要求的強度等要求,直接用於鋪路、制磚等。
閆倫江説:“川中油氣礦磨溪009-3-X3井採用的是聚磺體系泥漿鑽井,聚磺泥漿體系的鑽井廢物處理更是一項挑戰,如處理前化學需氧量(COD)高達10000毫克/升,處理後資源化産品的浸出液COD<100毫克/升,該項技術的成功應用是一項突破,做到資源化利用在國內也是首例。
“這項技術,我們還將進一步完善和擴大應用試驗,形成技術系列、標準規範,以便更好地指導應用,從具體環保施工技術上保障減量化、無害化和資源化理念的落實。”閆倫江説。
井場廢物得利用:
實現石油天然氣行業綠色發展之路
經國土資源部成都礦産資源監督檢測中心、遂寧市安居區環境監測站檢測,免燒磚、免燒路沿石和鋪路基土等聚磺鑽屑資源化産品,浸出液指標均達到國家《污水綜合排放標準》(GB8978)的一級標準;經四川省建材産品品質監督檢驗中心檢測,免燒條石抗壓強度可滿足建築6層樓地基石承壓要求,免燒磚抗壓強度優於市售粘土紅磚或相當,均無放射性,達到國家相關建材標準。
記者在現場看到,免燒磚、免燒路沿石等資源化産品對井場、鄉村道路的改造,還用於井場的建設和山坡護坡的建設等。由於我國已經禁止燒土制磚,大量用廢泥漿製成的免燒磚、免燒路沿石等,將可改善農村環境,又可節約土壤和礦石、水泥等資源。
據統計,我國油氣田每年有幾萬口井,每口井大約産生1000方的廢棄泥漿,一個泥漿池通常佔地約1.2畝至1.5畝。這樣算來,每年要産生的廢棄泥漿數千萬方,泥漿池需佔地幾萬畝,廢棄泥漿變資源不但節省了大量土地,而且避免了環境風險。
沒有經濟性的技術是沒有生命力的。中國石油勘探與生産分公司總工程師、安全總監趙邦六説,聚磺體系泥漿鑽井廢棄物資源産品化後,就具有了經濟價值。因此,鑽井廢棄物的無害化處理和迴圈利用、資源化利用,是實現石油、天然氣清潔生産的必由之路,也是實現石油天然氣行業綠色發展的必然選擇。
據悉,除中石油西南油氣分公司外,該技術目前已在長慶油田、中石化西南分公司、克拉瑪依油田、中石化東北分公司、勝利油田等區塊投入應用。
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