鉆井廢棄物處理ppt課件

1、鉆井廢棄物處理 Drilling Waste Management,苗會鋒,2021/2/16,1,2,2021/2/16,目錄,一、鉆井液的概念,四、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,二、鉆井廢棄物,鉆井液循環(huán)流程 鉆井液的概念、作用 鉆井液的分類,鉆井廢棄物的概念 鉆井廢棄物的類型 鉆井廢棄物的危害 鉆井廢棄物的特點(diǎn),三、鉆井廢棄物處理,鉆井廢棄物的概念 鉆井廢棄物的技術(shù)介紹 處理效果對比 鉆井廢棄物處理的意義,3,2021/2/16,一、鉆井液的概念 The concept of drilling fluids,4,2021/2/16,1.1 鉆井液循環(huán)流程,鉆井液（俗稱泥漿，是鉆井的“血液”）是鉆井過程

2、中必不可少的流體。 許多鉆井廢棄物是和鉆井液息息相關(guān)的,5,2021/2/16,1.2 鉆井液的概念&作用,鉆井液材料：造漿材料、加重材料、降濾失劑、增粘劑、乳化劑、頁巖抑制劑、降粘劑、絮凝劑、潤滑劑、殺菌劑、消泡劑、解卡劑、緩蝕劑、抗溫劑、堵漏劑等。 鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。 鉆井液的主要功能包括： （1）清潔井底，攜帶巖屑,鉆屑,6,2021/2/16,1.2 鉆井液的作用,2）平衡（控制）地層壓力 （3）潤滑和冷卻鉆頭,7,2021/2/16,1.2 鉆井液的作用,4）傳遞井下動力鉆具所需動力和鉆頭水力功率 （5）在井壁形成濾餅，封閉和穩(wěn)

3、定井壁,8,2021/2/16,1.3 鉆井液的類型,按介質(zhì)可分為： 水基鉆井液（Water-base mud）WBM 油基鉆井液（Oil-base mud） OBM 氣體鉆井液 （Gas-base mud） GBM 在中國， 陸地：主要以水基泥漿為主，在部分地區(qū)復(fù)雜的深井 區(qū)塊有油基泥漿的使用。 海洋：以水基泥漿和油基泥漿為主。 氣體鉆井液（空氣、氮?dú)猓┳鳛殂@井液，應(yīng)用并不廣泛,9,2021/2/16,二、鉆井廢棄物的概念 The concept of drilling waste,10,2021/2/16,2.1 鉆井廢棄物的定義,鉆井廢棄物是石油勘探開發(fā)鉆井過程中遺留下來的最大量的廢棄物

4、污染物，主要為由加重材料、粘土、各種化學(xué)處理劑、污油、污水及鉆屑等組成的多項(xiàng)穩(wěn)態(tài)膠體懸浮體系，危害環(huán)境的主要成分是鹽類、烴類、磺酸鹽、各種聚合物，這些因素使得鉆井廢棄物的成分極為復(fù)雜，各項(xiàng)污染指標(biāo)均嚴(yán)重超標(biāo),11,2021/2/16,2.2 鉆井廢棄物的類型,鉆井廢棄物是指在鉆井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 （1）過剩的(或廢棄的)鉆井泥漿 （2）鉆井廢液 （3）鉆屑,12,2021/2/16,2.2 鉆井廢棄物的類型,a. 廢棄的鉆井泥漿 廢棄鉆井泥漿主要是由粘土、鉆屑、有機(jī)物、化學(xué)添加劑、無機(jī)鹽、油組成的多相穩(wěn)定懸浮液，pH值較高，大部分都要大于9。其中構(gòu)成廢棄物污染源的主要物質(zhì)是各種類型的化學(xué)添加劑

5、,13,2021/2/16,b. 廢液 在油田的勘探和開發(fā)過程中產(chǎn)生，產(chǎn)生廢液的來源很多： （1）清洗液（由各作業(yè)設(shè)備的） （2）井液（完井液、洗井液、固井液） （3）污水(雨水沖洗井場攜帶部分泥漿及油類物質(zhì)而形成 的)等組成的廢液,2.2 鉆井廢棄物的類型,14,2021/2/16,b. 廢液 其有害物質(zhì)主要是油類物質(zhì)，也有少量的有機(jī)處理劑、重金屬及堿類物質(zhì)等，其COD值也較高會危及農(nóng)作物的生長，不能直接排放。 COD(mg/L)值越大，則水體污染越嚴(yán)重（值越高,2.2 鉆井廢棄物的類型,15,2021/2/16,c. 鉆屑 在鉆井過程中，泥漿循環(huán)于鉆頭中潤滑鉆頭的同時(shí)也把鉆屑攜帶到地 面。

6、鉆屑多為固體顆粒狀，鉆屑都被泥漿所包裹，即鉆屑會攜帶大量的泥漿，所含污染物存在環(huán)境污染隱患，不能直接排放和任意堆放,2.2 鉆井廢棄物的類型,16,2021/2/16,隨著我國石油勘探開發(fā)的飛速發(fā)展，技術(shù)不斷進(jìn)步所帶來的產(chǎn)量的增長，以及在鉆井過程中添加的化學(xué)物質(zhì)不斷增加，石油生產(chǎn)平臺中鉆井作業(yè)所產(chǎn)生的有害廢棄物和數(shù)量不斷增加,2.3 鉆井廢棄物的危害,這些廢棄物大多直接排放至海洋中或者運(yùn)回陸地進(jìn)行直接深埋，成為海洋和土地污染的重要污染源，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響,17,2021/2/16,在石油勘探和生產(chǎn)過程中，井場上會留下大量的廢棄鉆井液和鉆屑。這些廢棄物存留于井場儲存池，隨著儲存池的滲漏、

7、溢出、淹沒等，可能會對地下水和地表水產(chǎn)生不良影響，并危及周圍的生態(tài)環(huán)境，甚至可能造成污染事故。特別在環(huán)境敏感地區(qū)，會危及人們的健康和生命，因此，對鉆井完井廢棄物的處理是非常必要的。 鉆井廢棄物處理時(shí)長期困擾油田的環(huán)保難題,2.3 鉆井廢棄物的危害,18,2021/2/16,2011年，渤?？捣剖蚉L19-3油田發(fā)生溢油事故，此次事故時(shí)海底地層裂縫溢油。此次溢油事故是我國最嚴(yán)重的海洋環(huán)境生態(tài)事故，溢油事故導(dǎo)致5500平方公里海面收到嚴(yán)重污染，直接危及到生物群種，并通過食物鏈影響到近海動植物及人類的安全,2.3 鉆井廢棄物的危害,19,2021/2/16,例如： 含油鉆屑排放入海，會對海洋環(huán)境會

8、造成嚴(yán)重危害，也會對海洋生物構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。 如果排放在陸地，對土壤、植物生長會產(chǎn)生很大的影響,2.3 鉆井廢棄物的危害,20,2021/2/16,a. 數(shù)量多，增長快 石油勘探行業(yè)的高速發(fā)展是鉆井廢棄物高速增長的主要原因。同時(shí)鉆井廢棄物的數(shù)量也在隨著石油產(chǎn)量的增加而迅速增多。 以中海油管轄的鉆井平臺為例，鉆一口井深3000米的井，需要使用上千方 的鉆井液，產(chǎn)生的鉆屑達(dá)200-300m3，而中海油目前擁有的鉆井平臺數(shù)百座，加上中國陸地就有1000多部鉆機(jī)在作業(yè)，可 見產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量巨大,2.4 鉆井廢棄物的特點(diǎn),21,2021/2/16,b.鉆井廢棄物嚴(yán)重污染環(huán)境,2.4 鉆井廢棄物的特點(diǎn),

9、c.資源可利用性 鉆井廢棄物中有一部分固態(tài)廢棄物可再生利用，稱為再生資源。這些固態(tài)鉆 井廢棄物在經(jīng)過以下處理后可以作為建筑材料的原料。例如巖屑在固化處理后，可鋪路,22,2021/2/16,三、鉆井廢棄物處理的概念 The concept of DWM,23,2021/2/16,3.1 鉆井廢棄物處理的概念,鉆井廢棄物處理：就是將鉆井工程產(chǎn)生的廢棄泥漿、巖屑及廢液經(jīng)過一定工藝的處理，回收有用的部分，使其余達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn),鉆井廢棄物處理技術(shù)描述 鉆井廢棄物處理 step1是從鉆井泥漿中分離固相、巖屑，一旦鉆井廢棄物中的固相和液相被分離，作業(yè)公司可以采用一些列的技術(shù)來處理這些廢棄物。對于某些情況，

10、鉆井廢棄物在最終的處理之前，可以先進(jìn)行固化。 這些處理技術(shù)可以分為三個(gè)主要階段： 1. 廢棄物最小化 2. 循環(huán)利用 3.處理,24,2021/2/16,3.2 Introduction (DWM Technology,Step 1 Waste Minimization Practices that can reduce volumes or impacts of wastes Drilling practices that minimize generation of drilling fluid. Directional drilling Drilling smaller diameter

11、 holes Drilling techniques that use less drilling fluid Using muds and additives with lower environmental impacts Synthetic-based muds New drilling fluid systems Alternate weighting agents,25,2021/2/16,Step 2 Recycle/Reuse Practices that find another use for drilling wastes Beneficial reuse of drill

12、ing wastes Recycling muds Road spreading Reuse of cuttings for construction purposes Restoration of wetlands using cuttings Use of oily cuttings as fuel,3.2 Introduction (DWM Technology,26,2021/2/16,Step 3 Disposal Practices to get rid of drilling wastes Onsite burial ( pits, landfills ) Land applic

13、ation landfarming landspreading Bioremediation composting bioreactors vermiculture,3.2 Introduction (DWM Technology,27,2021/2/16,Discharge to ocean Offsite disposal to commercial facilities Slurry injection Salt caverns Thermal treatment Tncineration Thermal desorption,3.2 Introduction (DWM Technolo

14、gy,28,2021/2/16,3.3 處理效果對比,上圖為廢液處理效果對比,NTU=500,NTU=2,29,2021/2/16,3.3 處理效果對比,下圖為熱處理前后的巖屑,Before treatment After treatment,30,2021/2/16,3.4 鉆井廢棄物處理的意義,節(jié)約鉆井成本 回收的油、水可以重復(fù)利用。 保護(hù)生態(tài)環(huán)境 3. 資源得到合理的利用,31,2021/2/16,四、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 The development of DWM overseas and domestic,32,2021/2/16,在歐美發(fā)達(dá)國家，有健全的法律法規(guī)來保護(hù)環(huán)境，對油田鉆井產(chǎn)

15、生的廢棄物有相應(yīng)健全的治理措施。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國鉆井廢棄物中的38%回注處理，19%回收再利用，15%集中處理，11%自然蒸發(fā)，5%土壤分散處理，2.5%道路分散處理，0.4%熱處理，0.4%的隨市政或工業(yè)垃圾填埋，9%采用其他方式處理，如現(xiàn)場回填。選用任何處理方式處理廢棄物，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的環(huán)境敏感性級別及鉆井廢棄物類型來選擇,4.1 國外管理現(xiàn)狀,33,2021/2/16,4.2 國外管理原則,國外鉆井廢棄物管理原則 發(fā)達(dá)國家要求對鉆井廢棄物實(shí)現(xiàn)“零排放”（zero-discharge）, 從源頭上減少到最終處理進(jìn)行嚴(yán)格處理。 國外對于鉆井廢棄物的管理始終堅(jiān)持廢棄物處理數(shù)量最少化、毒性最小化的管

16、理原則，稱為“4R”原則，即 源頭減少（Reduce） 再利用（Reuse) 再循環(huán)（Recycle） 再回收（Recovery,34,2021/2/16,4.3一體化廢棄物處理體系(Integrated waste management system,為了獲得最佳的處理效果，“IWMS”是最好的技術(shù)處理方案,35,2021/2/16,在中國，前些年由于體制和相關(guān)的法律法規(guī)滯后的原因，對油田環(huán)境保護(hù)意識淡薄，對油田環(huán)境的保護(hù)沒有受到重視。導(dǎo)致油田對產(chǎn)生的鉆井廢棄物任意排放或掩埋。 隨著能源行業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問題的日益突出，對國內(nèi)出現(xiàn)的一些列環(huán)境問題開始受到重視，并逐步出臺了相應(yīng)的法律法規(guī)，包括對油田環(huán)境保護(hù)，像海洋、綠洲、沙漠等區(qū)域。 例如，在中國渤海，鉆井產(chǎn)生的油基巖屑必須經(jīng)過處理運(yùn)回陸地或直接運(yùn)回陸地處理，不能排海。 在四川殼牌的氣井鉆探中，使用的是油基泥漿，產(chǎn)生的巖屑、廢水等都要集中處理，禁止任意排放,4.4 國內(nèi)現(xiàn)狀,36,2021/2/16,隨著相應(yīng)的政策要求，目前，各大油田對出現(xiàn)的鉆井廢棄物 需要處理（ CIPPE2013北京）。但是國內(nèi)做廢棄物服務(wù)工程幾乎是一片空白，只有個(gè)別的外資企業(yè)，在外資海洋鉆井中會使用到，而在陸地的本土石油企業(yè)，由于外企費(fèi)用高的原因（M-I SWACO在內(nèi)蒙CN