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摘 要：本文简述钻井废水处理技术的发展现状，综述了常用处理方法的技术特点，并对钻井废水的处理提出一些意见和建议。
关键词：钻井；废水；污染物；处理
中图分类号：[TE992.2]
前 言
在石油勘探开发后期，井场废水池内会储存大量的钻井废水和废弃泥浆。由于坑池的渗漏、溢出、淹没等都可能引起地下水和地表水的污染，因此这种可能成为长期污染源的钻井废水处理倍受人们关注，迫使工业上必须寻找较好的处理钻井废水方法。
1 钻井废水的组成及特征
1.1 钻井废水的组成
在钻井作业过程中，钻井液是保证钻井正常运行不可缺少的物质。在钻井作业完成后，作业现场会残留大量废弃的钻井液。由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部积存于废泥浆储存坑内，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由粘土、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆[1]。
主要产生渠道有以下几种[2]：
（1） 废弃泥浆。钻井过程中，有些泥浆被污染而变质、或由于稀释造成泥浆过多及泥浆老化等原因，使人们不得不弃掉这部分泥浆。这部分泥浆往往进入废水池。
（2） 散落泥浆。地面循环系统如泥浆槽、泥浆净化设备等散落泥浆。
（3） 岩屑冲洗。对岩屑的冲洗及雨水的冲刷，使泥浆变为废水。
（4） 钻井设备的冲洗。对钻具及震动筛的冲洗及泥浆罐的定期淘洗都将使泥浆及油料变为废水。
1.2钻井废水的污染特点
（1） 色度大，呈黑褐色；
（2） pH值在6—9之间；
（3） 悬浮物浓度高，其原因是钻井液体系中所用处理剂较多，使膨润土颗粒稳定，不易聚沉，从而使得钻井废水在循环使用中，颗粒浓度增加；
（4） 有机质添加剂种类多，成分复杂。在钻井液循环作用过程中，可溶性有机化合物在废水中逐渐富集[3]。
2 钻井废水治理中存在的问题及其原因
2.1 废水的组成复杂、浓度高
由于钻井深度的增加，地层条件越来越复杂，常常需要调整和更换泥浆体系，使得处理剂的数量和种类不断增加；同时由于环保法规的日益严格，为了尽可能地减少废水的产生，钻井废水常常实行多次循环，用于调配泥浆、冲洗震动筛等。这样，必将导致钻井废水组成越来越复杂，污染物富集导致浓度越来越高。
2.2处理后的污泥池存在一定的安全环保隐患
钻井井场的污泥池在钻完井后，废水自行风干或渗入土壤，再进行加药固化，最后填埋处理。但是这种处理方法不能有效的处理钻井泥浆，存在固化时间长、固化程度不够，只固化了泥浆表面，而泥浆池深处仍处于固液混合状态，有一定的安全环保隐患。
2.3单一处理方法处理后的钻井废水不能达到污水综合排放指标
目前国内外钻井废水处理技术，都以较单一的方法处理。但是单一的方法很难保证处理的效果，处理后的钻井废水不能达到污水中和排放指标，对环境造成严重污染。
3 现有钻井废水处理方法分析
3.1 物理法
过滤法是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。过滤时，含悬浮物的水流通过具有一定空隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而去除。膜分离法也是一种物理处理法，是用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使溶液中某种溶质（水）渗透出来，达到分离溶质的目的。
物理法是最简单的废水处理方法，对于大颗粒的悬浮物处理效果明显，但对于小颗粒物质、化学添加剂等物质无法处理。
3.2 化学法
化学处理法主要为化学氧化法，该法是去除废水中污染物质的有效方法之一。其目的是将污染物氧化为无害的终端产物或易降解的中间产物。通过化学氧化，可使废水中的有机物和无机物氧化分解，从而降低废水的BOD和CODcr值，使废水中的有害物质无害化。其常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠、漂白粉和双氧水等。其中臭氧是一种极强的氧化剂和消毒剂，其氧化反应快、在低浓度下也可进行，在水中不产生持久性残余，无二次污染问题，适用于深度处理。
由于化学处理剂来源广泛，处理费用较低，处理工艺过程也很简单，所以化学法是目前最普遍的废水处理方法。
3.3 物理化学法
电解凝聚浮选法、气浮选法等。主要使用于钻井初期的钻井废水，其废水中主要含有油类物质、机械杂质和少量有机质。该方法主要是将出现的气体微泡混入含有油及机械杂质的废水中，气泡上浮与水中的微小颗粒及微粒油粘附在一起，使油和固体颗粒上浮至水面，被撇油器从水面撇除。
这种方法的明显不足是费用较高，但效果较好，除油率可达90%以上，机械杂质、悬浮物的去除率达95%以上[6]。
3.4 生物法
废水生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两大类。
好氧生物处理是在游离氧存在的条件下，以好氧微生物为主使废水中有机物降解、稳定的无害化处理方法；由于生物膜的吸附作用，当废水在填料表面流动时，有机物被生物膜所吸附。同时，空气中的氧也经过废水表面进入生物膜，膜上的微生物在氧的参与下对有机物进行分解，使废水得到净化。
厌氧生物处理是在无游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的处理方法。通常是在无氧条件下，利用微生物将有机物转化为甲烷及其他无机物（CO2、NH3）的过程，即通过此方法，可将复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化后无毒物质，使废水得到净化，具有有机物去除率高、工艺操作简单、可靠和维护费用低等优点。
但因为钻井废水中往往含有可溶性有机物，不利于微生物生存，所以该法对钻井废水处理的适用性较低。
4 建议
由于废水的成分太复杂、浓度太高；混凝剂的质量和效能不高；处理工艺不完善；化学混凝法去除污染物的能力有限等原因，造成钻井废水处理效果不够理想，COD、色度达标率偏低的现象。展望钻井废水处理的发展趋势，还应加强以下几个方面的工作：
（1） 加强钻井废水处理剂的不断改进和完善
在现行的钻井废水处理工作中，单一类型的处理剂不能满足钻井废水的处理需要。因此，研制一类能广泛适用于各种钻井废水的处理剂是十分必要的。
（2） 加强钻井废水处理工艺的研究
钻井废水的处理工艺在不断发展之中，应逐步加强和完善钻井废水的全封闭循环处理工艺。因为它具有新鲜水用量少，处理水的重复利用效率高，外排废水量少的特点，是具备较佳的经济效益和环境效益的一种处理工艺。
（3） 加强现场管理和技术改造
对现场作业要加强管理，推广HES管理体系。减少钻井泥浆的废弃和外排以及研究使用优质低毒泥浆和易降解的有机添加剂，减少钻井废水对环境的污染。
参考文献：
[1] 周迅.钻井液的处理技术综述.田环境保护.2001 ，11 （2） .
[2] 金文彪，秀珍，宋莉晖. 生物技术在油气田环境污染治理中的应用. 油气田环境保护，1996 ，6 （3） .
[3] 胡超，李巨龙. 混凝剂处理钻井废钻井液的研究. 煤田地质与勘探， 2001 ，29 （4） ： 58260.
[4] 杨明杰，梁万林，金庆荣，等. 钻井废钻井液综合治理技术研究. 矿物石，2003 ，23 （1） ： 1092112.
[5] 刘勇建，沈军，张建龙. 废钻井液固液分离的试验研究. 广东工业大学学报， 2000 ，17 （2） ： 53257.
[6] 赵立志，曾志农.刘志德，等.三步法处理钻井废水的实验研究[J].西南石油学院学报，1999，21（2）：81一84.
作者简介：刘颜南（1984-），男， 工程师， 2007年毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，现从事油田安全环保技术研究工作。
关键词：钻井；废水；污染物；处理
中图分类号：[TE992.2]
前 言
在石油勘探开发后期，井场废水池内会储存大量的钻井废水和废弃泥浆。由于坑池的渗漏、溢出、淹没等都可能引起地下水和地表水的污染，因此这种可能成为长期污染源的钻井废水处理倍受人们关注，迫使工业上必须寻找较好的处理钻井废水方法。
1 钻井废水的组成及特征
1.1 钻井废水的组成
在钻井作业过程中，钻井液是保证钻井正常运行不可缺少的物质。在钻井作业完成后，作业现场会残留大量废弃的钻井液。由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部积存于废泥浆储存坑内，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由粘土、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆[1]。
主要产生渠道有以下几种[2]：
（1） 废弃泥浆。钻井过程中，有些泥浆被污染而变质、或由于稀释造成泥浆过多及泥浆老化等原因，使人们不得不弃掉这部分泥浆。这部分泥浆往往进入废水池。
（2） 散落泥浆。地面循环系统如泥浆槽、泥浆净化设备等散落泥浆。
（3） 岩屑冲洗。对岩屑的冲洗及雨水的冲刷，使泥浆变为废水。
（4） 钻井设备的冲洗。对钻具及震动筛的冲洗及泥浆罐的定期淘洗都将使泥浆及油料变为废水。
1.2钻井废水的污染特点
（1） 色度大，呈黑褐色；
（2） pH值在6—9之间；
（3） 悬浮物浓度高，其原因是钻井液体系中所用处理剂较多，使膨润土颗粒稳定，不易聚沉，从而使得钻井废水在循环使用中，颗粒浓度增加；
（4） 有机质添加剂种类多，成分复杂。在钻井液循环作用过程中，可溶性有机化合物在废水中逐渐富集[3]。
2 钻井废水治理中存在的问题及其原因
2.1 废水的组成复杂、浓度高
由于钻井深度的增加，地层条件越来越复杂，常常需要调整和更换泥浆体系，使得处理剂的数量和种类不断增加；同时由于环保法规的日益严格，为了尽可能地减少废水的产生，钻井废水常常实行多次循环，用于调配泥浆、冲洗震动筛等。这样，必将导致钻井废水组成越来越复杂，污染物富集导致浓度越来越高。
2.2处理后的污泥池存在一定的安全环保隐患
钻井井场的污泥池在钻完井后，废水自行风干或渗入土壤，再进行加药固化，最后填埋处理。但是这种处理方法不能有效的处理钻井泥浆，存在固化时间长、固化程度不够，只固化了泥浆表面，而泥浆池深处仍处于固液混合状态，有一定的安全环保隐患。
2.3单一处理方法处理后的钻井废水不能达到污水综合排放指标
目前国内外钻井废水处理技术，都以较单一的方法处理。但是单一的方法很难保证处理的效果，处理后的钻井废水不能达到污水中和排放指标，对环境造成严重污染。
3 现有钻井废水处理方法分析
3.1 物理法
过滤法是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。过滤时，含悬浮物的水流通过具有一定空隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而去除。膜分离法也是一种物理处理法，是用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使溶液中某种溶质（水）渗透出来，达到分离溶质的目的。
物理法是最简单的废水处理方法，对于大颗粒的悬浮物处理效果明显，但对于小颗粒物质、化学添加剂等物质无法处理。
3.2 化学法
化学处理法主要为化学氧化法，该法是去除废水中污染物质的有效方法之一。其目的是将污染物氧化为无害的终端产物或易降解的中间产物。通过化学氧化，可使废水中的有机物和无机物氧化分解，从而降低废水的BOD和CODcr值，使废水中的有害物质无害化。其常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠、漂白粉和双氧水等。其中臭氧是一种极强的氧化剂和消毒剂，其氧化反应快、在低浓度下也可进行，在水中不产生持久性残余，无二次污染问题，适用于深度处理。
由于化学处理剂来源广泛，处理费用较低，处理工艺过程也很简单，所以化学法是目前最普遍的废水处理方法。
3.3 物理化学法
电解凝聚浮选法、气浮选法等。主要使用于钻井初期的钻井废水，其废水中主要含有油类物质、机械杂质和少量有机质。该方法主要是将出现的气体微泡混入含有油及机械杂质的废水中，气泡上浮与水中的微小颗粒及微粒油粘附在一起，使油和固体颗粒上浮至水面，被撇油器从水面撇除。
这种方法的明显不足是费用较高，但效果较好，除油率可达90%以上，机械杂质、悬浮物的去除率达95%以上[6]。
3.4 生物法
废水生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两大类。
好氧生物处理是在游离氧存在的条件下，以好氧微生物为主使废水中有机物降解、稳定的无害化处理方法；由于生物膜的吸附作用，当废水在填料表面流动时，有机物被生物膜所吸附。同时，空气中的氧也经过废水表面进入生物膜，膜上的微生物在氧的参与下对有机物进行分解，使废水得到净化。
厌氧生物处理是在无游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的处理方法。通常是在无氧条件下，利用微生物将有机物转化为甲烷及其他无机物（CO2、NH3）的过程，即通过此方法，可将复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化后无毒物质，使废水得到净化，具有有机物去除率高、工艺操作简单、可靠和维护费用低等优点。
但因为钻井废水中往往含有可溶性有机物，不利于微生物生存，所以该法对钻井废水处理的适用性较低。
4 建议
由于废水的成分太复杂、浓度太高；混凝剂的质量和效能不高；处理工艺不完善；化学混凝法去除污染物的能力有限等原因，造成钻井废水处理效果不够理想，COD、色度达标率偏低的现象。展望钻井废水处理的发展趋势，还应加强以下几个方面的工作：
（1） 加强钻井废水处理剂的不断改进和完善
在现行的钻井废水处理工作中，单一类型的处理剂不能满足钻井废水的处理需要。因此，研制一类能广泛适用于各种钻井废水的处理剂是十分必要的。
（2） 加强钻井废水处理工艺的研究
钻井废水的处理工艺在不断发展之中，应逐步加强和完善钻井废水的全封闭循环处理工艺。因为它具有新鲜水用量少，处理水的重复利用效率高，外排废水量少的特点，是具备较佳的经济效益和环境效益的一种处理工艺。
（3） 加强现场管理和技术改造
对现场作业要加强管理，推广HES管理体系。减少钻井泥浆的废弃和外排以及研究使用优质低毒泥浆和易降解的有机添加剂，减少钻井废水对环境的污染。
参考文献：
[1] 周迅.钻井液的处理技术综述.田环境保护.2001 ，11 （2） .
[2] 金文彪，秀珍，宋莉晖. 生物技术在油气田环境污染治理中的应用. 油气田环境保护，1996 ，6 （3） .
[3] 胡超，李巨龙. 混凝剂处理钻井废钻井液的研究. 煤田地质与勘探， 2001 ，29 （4） ： 58260.
[4] 杨明杰，梁万林，金庆荣，等. 钻井废钻井液综合治理技术研究. 矿物石，2003 ，23 （1） ： 1092112.
[5] 刘勇建，沈军，张建龙. 废钻井液固液分离的试验研究. 广东工业大学学报， 2000 ，17 （2） ： 53257.
[6] 赵立志，曾志农.刘志德，等.三步法处理钻井废水的实验研究[J].西南石油学院学报，1999，21（2）：81一84.
作者简介：刘颜南（1984-），男， 工程师， 2007年毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，现从事油田安全环保技术研究工作。