| 标题 | 新形势下页岩气开发建设中存在的环保问题及处理技术 |
| 范文 | 胡佑立 【摘 要】新《环保法》实施以来，在国家环保监管力度加强、相关法律法规深入实施的背景下，我国开发建设规模越来越大的油气田企业所面临的环境问题越来越严重。页岩气开发过程中产生的主要污染物有油基钻井液废弃物、水基钻井液废弃物、压裂返排液等，这些物质会对环境造成严重污染，基于此，形成了处理各类污染物的配套工艺和技术，而解决这些工艺与技术存在的不足将成为我们今后努力的方向。 【Abstract】Since the implementation of the new " Environmental Protection Law" and relevant laws and regulations， under the background of strengthening supervision and deeply inplemetation of related laws， the environmental problems in oil and gas field development and construction enterprises in our country increasingly large scale facing more and more serious. The main pollutants produced in the process of shale gas development are the oil base drilling fluid， waste drilling fluid wastes， fracturing fluid， these substances cause serious pollution to the environment， therefore， supporting the formation process and processing technology of all kinds of pollutants， solving the disadvantages of technology will become the direction of our efforts in the future. 【关键词】新形势；各类钻采废弃物；废弃物处理工艺技术 【Keywords】new situation； various drilling waste； waste treatment technology 【中图分类号】R139+.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0059-02 1 引言 随着我国油气田开发建设范围的不断扩大，它所带来的环境问题也越来越明显。2014年4月24日，《环保法》完成第一次修订，并定于2015年1月1日起正式实施。新《环保法》在环境保护领域内的重大制度建设，给油气田开发建设工作提出了严峻挑战，在这种新形势下，迫切需要我们突破油气田环保问题瓶颈，为油气田开发工作提供可持续发展道路。 2 页岩气开采过程中存在的环保问题及处理难度 新《环保法》对油气田开发过程中所产生的各类物质进行了标准化的界定，页岩气开采过程中产生的各类污染物，基本分为3类：油基钻井液废弃物、水基钻井液废弃物、压裂返排液，根据相关技术标准分析，该类污染物存在腐蚀性污染、石油开采业特征污染、重金属污染、有机类污染和生态污染等。油基钻井液废弃物是一类含油率很高的固体废弃物，对环境产生的危害非常严重，目前对处理油基钻井液废弃物提出的要求很高，《废矿物油回收利用污染物控制技术规范》（HJ607-2011）规定含油率大于5%的含油废弃物，必须进行油品回收利用，同时《农用污泥中污染物控制标准》（GB4282-1984）规定了含油率低于0.3%，这两项标准给油基钻井液废弃物处理提出了严格要求。随着逐步加深的钻井深度，以及逐步复杂的钻井液体系，水基钻井液废弃物处理应在破胶脱水技术上持续攻关，进一步深化固液分离及固体废物处理技术。目前使用的压裂液都是一次性压裂返排，主要是以高聚物稠化剂为主的水基体系，其中含有的大量化学药剂是不容忽视的污染物，而这些大量的化学药剂保证了压裂液的使用性能。针对压裂返排液的处理起步较晚，目前基本集中在处理工艺的研究中，这些处理工藝运用在实际操作中比较困难，以前各大油田都在边远地区进行集中掩埋，随着环保执法力度的加大，应大力加强对返排液的处理来减弱返排液对环境带来的影响。 3 页岩气开采过程中各类废弃物的处理技术 页岩气是新兴的清洁能源，在我国的勘探开发还处于初期阶段，钻井过程中使用到的各类钻井液均与以往常规油气井有所区别，由此产生的各类废弃物也有所不同，针对页岩气开采过程中产生的油基钻井液废弃物、水基钻井液废弃物、压裂液废弃物等均需根据其特点，形成适用于处理各类废弃物的技术及处理装备，且各项技术处于迅速发展中。 3.1 油基钻井液废弃物的处理技术 油基钻井液废弃物主要由废弃油基泥浆、钻屑组成，产生于页岩气钻采过程中的水平段，在钻井过程顺利的情况下，每口井产量约为250～350方，其量远远小于水基泥浆废弃物，但其处理难度远远高于水基泥浆废弃物。这种含油类固体废弃物是页岩气开采过程中对环境危害最大的一种，要求按照国家危险固体废弃物的标准进行处理，国内处理指标要求其处理后的残渣含油率≤0.3%。处理理念主要为减量化、无害化、资源化，为了响应新形势下的环保要求，大量研究工作者先后提出焚烧法、固化法、溶剂萃取法、热处理法、离心分离法、生物反应器等众多方法[1]。根据国内外长久以来的探索和实际应用情况，油基钻井液废弃物处理采用高速离心+热解析技术为最佳工艺，完全响应了废弃油基钻井液的处理理念。第一步高速离心达到减量化，回收的油基泥浆通过性能调整，可重复利用。热解析技术是含油类固体废弃物无害化处理水平最高的一种，可实现自动化全过程控制，优化处理工艺，处理后的基础油、少量水、不凝气体、清洁无害的渣均可实现资源化利用。 3.2 水基钻井液废弃物的处理技术 水基钻井液废弃物由废弃水基泥浆、钻屑和设备清洗废水组成，主要产生于页岩气钻采过程中的垂直段，是主要的钻井废弃物之一。其处理理念主要为源头减量化、处理后再利用、处理后再循环、回收再生处理等。为了响应新形势下的环保要求，水基钻井废弃物的处理技术先后出现了水基钻井液回收再利用技术、高效固液分离技术、废水无害化处理再利用技术、微生物处理等终端处置技术、水基钻井废弃物“不落地”无害化处理技术等[2]，每一种方法都有其独特的优势，经综合评价，目前国内各地区页岩气钻井平台均要求水基钻井液废弃物达到“不落地”随钻处理。处理后的岩屑、废渣等固相用于垫井场、填埋等，处理后的达标废水的最佳去处是钻井循环利用。 3.3 压裂返排液处理技术 压裂反排液主要由黏土颗粒、岩石钻屑、各种添加剂等组成，呈现高酸度、高黏度、高稳定性、高COD和高矿化度等特点，目前的处理方法包括复合催化氧化技术、纳米光催化氧化、高铁酸盐氧化絮凝、生化法、微电解法等[3]，每种方法对废水的处理都不彻底。随着越来越成熟的压裂技术，压裂液体系为满足不同复杂井况，也形成了胍胶压裂液体系、改性胍胶压裂液体系、高分子聚合物滑溜水胶液体系等。每一种体系，有其不同的处理难点和不同的工艺技术。江汉环保采用电絮凝—气浮沉淀—氧化—多级过滤的处理工艺，实现了压裂返排液的回用。江苏油田采用的絮凝—隔油—沉淀—双级氧化的处理方法，处理后的污水达标。这说明，将有效的方法联合使用，可增强处理效果。还有一些致力于研究压裂返排液的重复利用，这种方法需经过长时间、高频率的试验，在大量的试验后总结共性，寻找合适的化学处理剂，但这种试验得到的处理手段一般不具有普用性。 4 措施与建议 ①新形势下，国家和集团公司对环保问题的重视和对钻井废弃物的管理日益严格，一线操作者应转换环境保护理念，确立环境优先原则，不越生态红线，为油气田的勘探开发建设提供绿色道路。②油基钻井液废弃物的处理工艺已有了一定性的突破，但在实际现场运用中，与工艺配套的设备处理效率不高、能耗高、故障率高等一系列本质性问题急需解决。处理设备类型很多，但无法实现经济、高效并存。针对这一问题，可结合目前国内外成熟处理设备，分析同一处理工艺，不同设计构造的设备类型，将问题集中分析，全面优化，达到更经济、更高效、更环保。基础油、不凝气体的回收利用，经济效益和环境效益明显，但无害化和最终环境处置必须取得排放许可，因此，仍需对具体问题找出可持续发展的途径。③水基钻井废弃物“不落地”无害化处理技术也存在上述问题，且更突出，应结合钻井液体系和地方环境保护要求，加强配套处理设备的研发力度，形成技术装置模块化、标准化、撬装化。水基钻屑的毒性、污染性较小，应保证清洁生产，加强对无害化钻屑的资源化探索，发展循环经济。④在压裂返排液的处理技术上，根据压裂液体系特点，建议加强功能性模块的组合技术来提高压裂返排液的处理效果。其次，适当提升处理效果的同时，务必考虑压裂返排液的回用技术，原因在于压裂液返排量特别大，彻底净化将很大程度的增加处理成本，因此应采用经济合理的有效手段。最后，清洁压裂液的小范围成功使用，为压裂返排液的处理提出了正确的方向，应加大研发力度，扩大这种环境友好型的处理方法。 【参考文献】 【1】单海霞，何煥杰，袁华玉，等.油基钻屑处理技术研究进展[J].河南化工，2012（15）：26-29. 【2】刘光全，陈海滨，胡彬，等.水基钻井废弃物“不落地”处理技术发展的分析[J].长江大学学报（自然版），2015，12（35）：49-54. 【3】严志虎，戴彩丽，赵明伟，等.压裂返排液处理技术研究与应用进[J].2015，32（3）：444-447. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。