海洋石油钻井废弃物及其处理措施

2012-04-01宋梓语高健祎高加印中国石油大学北京石油工程学院北京102200

长江大学学报(自科版) 2012年10期

关键词：岩屑钻井液废弃物

宋梓语，高健祎，李枞，刘欢，高加印 (中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102200)

海洋石油钻井废弃物及其处理措施

宋梓语，高健祎，李枞，刘欢，高加印 (中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102200)

随着海洋油气田开采的进一步展开，如何对海洋石油钻井废弃物进行防治，是一个十分重要的问题。对钻井废弃物(废弃钻井液、钻井岩屑)等环境污染问题进行了分析，并提出了针对性措施，以期为减轻海洋石油污染提供参考。

海洋石油；钻井废弃物；防治措施

在海洋石油钻井过程中产生的废弃物排放到后，会在海洋表面形成油污，其中一部分吸附在粘质土、砂体等颗粒中并下沉至海底，而大部分会漂浮在海面上并随着海流扩散，从而污染海洋环境[1]。因此，如何有效地防治钻井废弃物成为一个十分重要的问题。下面，笔者对海洋石油钻井废弃物及其防治进行探讨。

1 钻井废弃物的类型

1.1废弃钻井液

废弃钻井液主要包括不能使用或者钻井完工后弃用的钻井液以及钻井过程中溅落在井场的钻井液。废弃钻井液的成分复杂，含有钻井液中的各种组分，如粘土、有机聚合物、钻井液添加剂等，上述成分具有相当的稳定性，因而对海洋环境造成很大污染[2]。此外，废弃钻井液中还含有多种有害性物质，如盐和重金属元素，上述污染物会影响海水的pH值，其中含有的Cr6+具有很大毒性，对海洋生物和人体的影响十分严重。

1.2钻井岩屑

钻井岩屑主要是钻井过程中被钻头破坏而又通过钻井液循环带回地面的底层岩屑。钻井岩屑中所含有的主要污染物有石油类、可溶性金属元素、有机磷化物、有机硫化物等，其中的重金属离子、聚合物中的丙烯酸和丙烯酰胺均具有毒性[3]。钻井岩屑中的含油物质的沉降性能极差，导致大量悬浮物和原油进入污水处理系统，并在系统内形成恶性循环，使水处理系统情况恶化。钻井岩屑中的石油类物质中的芳香烃具有毒性，可使海洋生物大量死亡，其中浮游植物死亡后会导致海洋对二氧化碳吸收能力减低，从而加速温室效应，从而改变整个海洋的生态平衡，对自然环境造成极大影响[4]。此外，钻井岩屑中的石油类物质中的芳香烃对所在海域的水产资源造成破坏，对当地居民的生产和生活造成严重影响。

2 处理措施

2.1海洋石油钻井开钻前的措施

在海洋石油钻井开钻前，可采取如下措施：①用相关仪器监测海上风浪及环境状况，了解海洋钻井平台周围的海洋水生动植物情况。②由于海洋钻井平台的面积有限，在钻探前应该实行封闭式的井场管理。③在钻井平台上构建合理的污水处理系统，从而将落在井场的雨水及时排入该系统中。④钻井材料应放置在钻井平台的中部进行集中管理，从而减少钻井液处理剂、水泥和粘土等的散失，特别是对有毒性的化学处理剂应贴有醒目标记。⑤提前做好钻探过程中发生海洋石油和化学制剂泄漏等污染事件的应急预案。

2.2钻井过程中的措施

1)建立围油栏在钻井平台周围提前建立大型围油栏，将可能会掉入钻井岩屑的海面封闭起来。围油栏应具有便于使用、易于维修的特点，同时应具有很强的滞油能力和抗风浪能力。同时采用遥感技术对围油栏附近的海面进行监测，若有含油物质泄漏，可用置于稻草或者椰子壳中的大量石油降解菌进行降解[5]。

2)搭建防护栏在海洋钻井平台上建立大型弧形防护栏，将整个钻井平台有效地围护起来，防止海洋石油钻井过程中钻井岩屑和废弃钻井液排入海洋环境。

3)投放无毒亲油性化学制剂考虑到海洋钻井与陆地钻井在机械设备上的不同，在钻探过程中应该在井口、套管、防喷器组、钻井隔水管、钻头和钻铤等钻井设备周围投放一定量的无毒亲油性化学制剂，以便吸收这些设备上的石油，尽可能减少其进入海洋的数量。

4)套管外加固一层圆柱形防水材料在钻进的过程中会出现石油跑、冒、漏的现象，应在套管外侧重新加固一层圆柱形防水材料，使之随着钻进过程一起下落，这样可用防止含油物质的泄漏。

5)综合处理采出钻井岩屑将大量的钻井岩屑置于多孔隙性过滤介质上，在介质的另一侧造成真空，将钻井岩屑中的水分强行吸入，使之与钻井岩屑分离，从而实现脱水，然后利用离心等机械方法将钻井岩屑的碎屑小颗粒与石油分离开来，再用相应化学制剂将石油吸附出来。同时可通过传统的钻井岩屑回注设备和热解吸装置等对钻井岩屑进行处理以实现达标排放。此外，将钻井过程中分离出来的钻井岩屑置入延伸到海水中的隔水管50～80m中，利用海水进行多次高压冲洗，然后将钻井岩屑沿着隔水管压至海底。

6)综合处理废弃钻井液可采取生化处理法、化学强化固液分离工艺的物理化学方法[6]处理废弃钻井液，也可通过自动化废水处理装置处理废弃钻井液。