油气田钻井固废资源化处理技术展望

油气田钻井固废资源化处理技术展望
摘要：油田企业产生的工业固体废物主要包括钻井过程产生的废钻井液和钻
井岩屑，采油集输和污水处理系统产生的油泥砂，井下作业和管线泄漏产生的落
地原油，采油污水改性处理产生的注水残渣等。

其中，废钻井液和钻井岩屑（以
下统称钻井固废）占油田工业固体废物总量的５０％～７０％。

钻井固废产量大，处理费用高。

基于此，本文将对油气田钻井固废资源化处理技术进行简单分析。

关键词：油气田；钻井固废；资源化处理
随着全球气候变暖的危害日益显现，控制人为碳排放已经成为迫切要求，因
而“低碳化处理”将成为固体废物处理“减量化、资源化、无害化”原则之后的
重要发展趋势。

油气田勘探开发手段多样，地下油气组分复杂，造成废物种类多，性质杂，处理难度大。

在油气田整个环保领域，与废液、废气处理相比，固体废
物处理起步较晚，由此也碰到种种难题。

因此，在环保新常态下，油气田固体废
物处理处置面临着严峻形势。

1.钻井固废处理的发展历程
1.1就地掩埋
2009年之前，钻井队在油井旁边开挖循环池，用于钻井液的絮凝沉降和存放
钻屑、泥砂、废浆和污水，当钻井完成时将循环池内的废物进行简单固化，并就
地掩埋。

1.2随钻治理
2009年开始，钻井液随钻治理（俗称“钻井液不落地”）在塔里木油田、西
南油气田、大港油田等地开展现场试验和推广。

钻井液不落地技术应用后，油田
无需在油井旁边开挖循环池，占地减少20％。

该技术产生的废水可以用于配制钻
井液，也可拉运至污水处理厂经处理后用于生产，比如用作注聚的使用水等。

产
生的固废，即经过板框压滤后的泥饼、钻屑，一般集中堆存，用于后续的资源化
利用。

1.3资源化
随着国家对固废、土壤及地下水污染防治的管控越加严格，油田钻井固废
“资源化”是今后唯一的出路。

“土十条”明确提出：“加强工业废物处理处置；加强工业固体废物综合利用”。

提高水基钻井液回收利用率，减少堆存和就地固
化填埋量，也是油田全面深化清洁生产的重点工作。

1.钻井固废资源化处置方法
2.1直接回收利用法
①老井废钻井液用于新井钻井
该法简单易行，回收成本较低，无需进行中转站处置，回收过程中所需设备
和人员较少，是一条降低钻井液材料成本，减少钻井固废产生和处置量的主要途径，适合于近距离具备陆路运输条件的井与井之间的回收利用。

目前被国内外各
油气田普遍采用，特别是对钻井所使用的重泥浆和完井后的储备泥浆往往采用此
法利用，同时国内外对油基泥浆均采用此法重复再利用。

②直接用于井场和公路建设
钻井表层清水钻井时产生的钻屑和空气氮气等钻井清洁水淋洗岩石尘由于其
不含有污染物质，因此可直接用于铺填井场和进井场的自建公路建设，建设时如
有必要可加一些水泥等予以硬化。

此方法是一种很好的钻井节能减排措施，但往
往由于井队清污工作没有做好，同时，没有引起钻井作业队的高度重视而没有广
泛应用。

③固液分离后再利用
用机械如离心或压滤等方法将废钻井液固液分离，固液相分别可利用于重新
配置新的钻井液，或采用热处置方法使其固液分离，固相转为干粉再用。

不足之
处是如采用热处置方法能耗大，处置费用偏高，同时，如温度过高，可能会使钻
井液中的一些处理剂成分失效；采用压滤方法时如加入了高价脱稳化学剂，可能
一定程度上影响再利用调配钻井液效果。

这种处置方法目前在国内有一部分地区
在利用。

2.2固化处置资源化利用法
①用作路基填料
钻井固废用作路基填料可部分替代修路过程的取土，降低钻井固废填埋成本
和节约修路的取土成本。

并且，油田道路的修建与钻井等油田作业密切相关，钻
井固废随钻处理后用作油田道路的路基填料可节省运输成本。

应用中的关键是满
足路基填料对承载比、无侧限抗压强度、塑性指数、液限等参数的要求，同时避
免造成环境污染。

在钻井固废中添加适量水泥、石灰，同时配比适量粗细集料，
可同步提高路基填料的力学性能、水稳性能及固化废物中的有害组分。

因此，钻
井固废用作路基填料具有较高的技术可行性和经济性。

②钻井固废制烧结砖
2000年起，我国已逐步禁止和限制生产及使用实心黏土烧结砖。

钻井固废制
砖避免了黏土砖生产过程的取土，有利于保护耕地和土壤资源。

钻井固废制烧结砖、瓦、陶粒、轻集料等工艺过程相似，如图１所示。

物料经粉碎、搅拌、陈化、制坯、干燥和高温烧制过程得到成品。

烧结砖生产过程需要使用隧道窑，投资较高。

图1烧结砖工艺过程
根据烧结砖政策、工艺过程和标准以及钻井固废的特点，对钻井固废制烧结
砖建议如下：
第一，常规固化处理浸出液不满足环保指标时，制烧结砖固化后可实现达标；烧制过程中有机污染物被氧化分解，有机物含量高时，有机物燃烧的热量也可降
低燃料的消耗。

第二，烧结砖原料有成分要求。

制烧结砖前应首先进行组成分析，初步判断
制烧结砖的可行性，再经试验，确定制砖的可行性。

以制烧结砖为目的时，废钻
井液处理过程中应减少或不使用、和。

第三，烧结砖厂规模（一般要求单线产量4000～8000万块／ａ以上）和投
资较大，需要稳定的原料来源和销售（使用）渠道。

钻井作业具有一定的阶段性
和分散性。

以钻井固废为主要原料规划建设新的烧结砖厂可能存在原料来源不稳定、运输成本高等问题。

与钻井作业区域内现有烧结砖厂合作进行资源化利用，
预计可大幅度降低成本。

1.钻井固废处理技术展望
3.1钻井固废的源解析
对于钻井固废无害化处理后的残渣，要评估其浸出液水质是否满足GB8978-1996《污水综合排放标准》，但污染物控制指标的筛选应基于钻井固废污染源的
系统解析，这项基础性工作非常重要。

目前，各油田主要关注ｐＨ值、ＣＯＤ、
石油类、重金属，但这些指标是否足够，需要钻井固废的源解析给予技术支撑。

3.2环保型技术的研发
随着国家环保要求越加严格，以及油气田对钻井固废管控理念由末端治理向
全生命周期统筹规划，体现生态设计理念的转变，对环保型技术研发、升级的需
求越来越迫切。

如提高钻井液（尤其是完井余浆）回收利用率、研发废钻井液分
级分离设备、建立钻井固废资源化产品的长效稳定化评价方法、研制低成本的废
钻井液处理剂等。

3.3产品的规范化管理
首先，钻井固废资源化产品的出路问题。

对于偏远山区的油气开发，钻井固
废用于铺路或垫井场是很好的一种资源化方式，但对于平原地区，钻井固废制成
的产品是否也能被油田自身消纳还有待论证。

此外，油地合作也为资源化产品提
供一条出路。

透水砖是助力“海绵城市”最重要的产品，多用于人行横道、庭院、广场等区域，如果钻井固废可以制成环保型透水砖，则资源化产品将不再局限于
油田内部，可以用于城市的道路建设，这将为油田与地方合作项目提供技术支撑。

其次，产品稳定化的长效性。

钻井固废的资源化产品多以固化技术为主，固
化体是否随着时间长期稳定有待系统的研究。

最后，资源化产品的环境风险有待论证。

钻井固废制砖、用作路基土在参考
借鉴相关规范的同时，还需要产品长期暴露在自然环境下，污染物的迁移转化基
础数据评估环境风险，目前仍缺乏这类研究。

结语：
不同资源化途径的工艺过程、产品技术指标和产品应用场所不同，对钻井固
废资源化的适用性也不同。

资源化利用方案的确定应以钻井固废的主要成分和有
害成分为基础，开发资源化利用配方模型，结合井场周边条件，因地制宜，选择
经济、合理的方案。

参考文献：
[1]杨涛．钻井废弃泥浆不落地无害化处理技术的研究[J]．化工管理，
2017(27):163.
[2]陈刚，王鹏，赵毅，等．废弃钻井液处理技术研究与应用进展[J]．钻井
液与完井液，2020,37（1）：1-8．。