钻井液环保性能的评价项目与分析方法的研究

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废弃钻井液的环境污染特征分析
• 环保型钻井液的基本要求：
– 不产生危险废物 – 对人、畜无毒 – 不抑制植物生长与发育 – 污染物容易快速从环境中消除，生态影响小
• 因此，需要从源头控制污染物的产生
– 控制钻井液添加剂的环境影响
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国内外相关标准分析
• 水环境质量标准
– GB 3838-2002 地表水环境质量标准 – GB/T 14848-1993 地下水质量标准 – GB 5084-92 农田灌溉水质标准 – GB 11607-89 渔业水质标准 – GB 12941-91 景观娱乐用水水质标准 – GB 3097-1997 海水水质标准
钻井液环保性能的评价项目 与分析方法的研究
报告人：许毓
中国石油安全环保技术研究院 2010年5月19日
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废弃钻井液的环境污染特征分析
• 钻井液是由水、土、加重材料、多种无机和有 机的钻井液添加剂等组成的多分散体系。
• 钻井液材料和添加剂最终都随着钻井液的废弃 而废弃，与钻井时地层混入的钻屑、油、水等 一起构成废弃钻井液，最终进入土壤、地表水、 地下水和空气环境中造成环境污染
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国内外相关标准分析
(2) 与固体废物相关的污染控制标准 • GB 5085.1~3 -1996《危险废物浸出毒性鉴别标
准》 • GB 18597-2001《危险废物贮存污染控制标准》 • GB 18598-2001《危险废物填埋污染控制标准》 • GB 18484-2000《危险废物焚烧控制标准》 • GB 18599-2001《一般工业固体废物贮存、处
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生物毒性评价
• 对钻井废物生物毒性检验常用方法 • 糠虾（海虾）试验法
– 美国EPA和API推荐 – GB 18420.1-2001《海洋石油勘探开发污染物 生物
毒性分级》和GB/T 18420.2-2001 《海洋石油勘探 开发污染物 生物毒性检验方法》采纳
• 发光细菌法
– 美国MicrotoxTM方法 – 中国石油天然气股份公司组织的《油田化学品、钻
– OECD301系列 – OECD302系列 – ISO系列 – 分好氧生物降解和厌氧生物降解
• 准确可靠 • 耗时长（28d~77d） • 操作繁琐 • 成本高
• 污水处理常用BOD5/CODCr比值法 • 本研究采用BOD5/CODCr比值法
– 操作简便 – 监测仪器和方法普及
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重金属影响评价
污染物生物 毒性检验方法》 • GB 18421-2001《海洋生物质量》 • GB 18668-2002《海洋沉积物质量》
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国外污染物排放控制标准现状
• 国际和国外组织（如ISO、API）在其石油天 然气开采业标准体系中，都含有环境保护专业 的标准，包括大量的单项标准。API标准中约 有15%的标准为专项环保标准，另外约20%的 标准涉及到污染预防与控制。
– 目标物质浓度变化 – BOD/COD比值评定方法
• BOD5/CODCr的比值评定法 • BOD/THOD的比值评定法 • TOC和TOD的评定法 • 三角瓶静培养筛选技术评定方法
– 生化呼吸线评定方法 – 利用脱氢酶活性的测定和三磷酸腺苷（ATP）量的
测定
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• OECD和ISO常采用BOD/COD方法
• 土壤环境质量标准
– GB 15618-1995 土壤环境质量标准
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国内外相关标准分析
水污染物排放控制标准
– GB 8978-1996《污水综合排放标准》 – GB 4914-85《海洋石油开发工业含油污水排
放标准》 – GB 18486-2001《污水海洋处置工程污染控
制标准》。wenku.baidu.com
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• 国际上大部分国家都有系统的石油天然气开采 污染物排放控制标准，如美国、英国、加拿大、 尼日利亚等，这些标准在制订过程中，由于有 石油公司的广泛参与，标准主要是基于最佳实 用技术而制订的，具有显著的行业特点和地区 特点，有些还有明确的工艺技术要求，便于执 行、检查和评估。
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环境影响评价指标和检测方法
置场污染控制标准》 • GB 8173-87《农用粉煤灰中污染物控制标准》 • GB 4284-84《农用污泥中污染物控制标准》
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国内外相关标准分析
(3)国家四项海洋标准 • GB 18420.1-2001《海洋石油勘探开发污
染物 生物毒性分级》 • GB/T 18420.2-2001 《海洋石油勘探开发
• 参考标准
– GB 15618-1995《土壤环境质量标准》 – GB 8978-1996《污水综合排放标准》第一类
• 主要参考标准及规范
– 《土壤环境质量标准》 – 《危险废物鉴别标准》 – 《一般工业固体废弃物的贮存与填埋污染物
控制指标》 – 《农用污泥中污染物控制标准》 – 《农用粉煤灰污染物控制标准》 – 《污水综合排放标准》 – 美国、英国、加拿大和澳大利亚等国外钻井
废物管理规定和管理指南
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环境影响评价指标和检测方法
• 提出的清洁无害化钻井液体系环境影响评价指 标分为5类9项目指标
– pH值
– 生物毒性
– 重金属含量（镉、汞、铬、铅、砷）
– 总烃
– 生物降解性
• 在严格的环境污染控制要求中，通常还要求控 制氯离子、矿化度等无机盐污染，考虑塔里木 油田地区环境情况、地层水水质情况和国内现 有钻井液技术水平，在这次标准研究中暂时不 予考虑
井废物毒性评价方法和分级标准》推荐
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• 发光细菌法比糠虾等试验法相比
– 更灵敏 – 检测精度更高 – 检测时间短 – 成本低
• 本项目研究中采用股份公司推荐的发光 细菌法进行生物毒性评价
– 检测的取样、制样和测试程序均采用该标准 进行。
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生物降解性
• 有机物生物降解性的方法分类
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废弃钻井液的环境污染特征分析
• 废弃钻井液的主要污染物来源包括有机 物、烃类、无机盐以及土粉、加重材料 和钻屑等固体废物，表现的主要环境污 染指标是高色度、高矿化度和高COD、 BOD等等，同时还有重金属污染和生物 毒性以及有机物的残留等问题。
• 对钻井液添加剂和体系的环境评价需要 从重金属含量、烃类含量以及生物毒性 和生物降解性等几个方面进行。