CN101798162A - 一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，涉及石油天然气勘探钻井污染治理技术领域，步骤包括：a、微生物处理；b、土壤处理；c、植物处理。本方法采用生物、土壤和植物联合修复处理废弃渣泥，利用微生物菌种的作用将钻井作业废弃物中COD指标、Oil指标等有效降低，将大多数有机物降解成简单的无机物，从而使渣泥中的污染物得到去除，使其达到无害化目的。

Description

一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探钻井污染治理技术领域，确切地说涉及一种应用于石油天然气钻井作业中对废弃渣泥的处理方法。
背景技术
石油天然气钻井过程中将产生大量的废弃渣泥，一般一口井因所钻井深度(1000-7000米井深不等)的不同，将产生300-3000立方米的废弃渣泥。废弃渣泥中含有大量高浓度钻井作业废水(其产生量一般一口井因所钻井井深1000-7000米不等将产生500-4000立方米的废水)处理后形成产生的残余渣泥，残余渣泥浓缩富集了废水中的所有污染物质成份，同时其也含有所有钻井作业过程中所用的各种钻井液处理剂，一般达40-50种无机和有机化学处理添加剂。
目前国内在处置石油天然气钻井废弃渣泥时，主要采用直接填埋或固化处理的方式。
例如公开号为CN101538096，公开日为2009年9月23日的中国专利文献公开了一种废弃泥浆处理方法，首先利用砂石分离装置将泥浆中的钻屑砂石分离并洗涤后排出，对剩下的泥浆调节pH值并降低其COD值，然后进行复合絮凝使固、液分离，再采用机械脱干方法把水溶液从固体物中析出，脱干后的固体分离物已达标，可以堆放或填埋处理，最后对分离出来的水溶液进行过滤和反渗透处理，得到的淡水回收利用或现场排放。该方法通过可采用单元装置配套运行，对钻井废弃泥浆随钻连续处理，与正常的钻井生产同步进行，从而实现油气田钻井外排危废物不落地连续达标处理，改变目前传统整体外排固化处理模式，填补国内石油钻井环保治理领域的空白。
但由于废弃渣泥含有大量的有机和无机污染物，直接填埋会对地表水、地下水和土壤产生严重的污染和危害；固化处理方法短时间内基本可解决废弃泥浆的污染危害，但是从长远来看，固化块长期埋在地底下，其内部的钻井废弃渣泥必将发生一系列变化，从而造成土壤环境的污染；且固化后的土地也失去了耕种价值，同时此处理方法将消耗大量的以水泥为主体的固化材料，越来越不适应国家节能政策的发展。因此，为了实现对油气田钻井作业废弃渣泥真正意义上的循环利用，保护生态环境，确保石油天然气钻探开采的可持续发展，探索实施石油天然气钻井废弃渣泥无害化处置新技术迫在眉睫。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于石油天然气勘探钻井作业中对废弃渣泥的处理方法，本方法采用生物、土壤和植物联合修复处理废弃渣泥，利用微生物菌种的作用将钻井作业废弃物中COD指标、Oil指标等有效降低，将大多数有机物降解成简单的无机物，从而使渣泥中的污染物得到去除，使其达到无害化目的。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于步骤包括：
a、微生物处理：将专用微生物菌种按5∶100的重量比加入至废弃渣泥中，混合均匀；并将自然土壤按2∶1的重量比加入至混入了专用微生物菌种的废弃渣泥中，混合均匀，从而形成微生物处理层；所述专用微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae细菌、Halomonas campisalis细菌，和芽孢杆菌属中的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)；
b、土壤处理：在a步骤形成的微生物处理层表面，覆盖10-15cm的自然土壤，形成土壤处理层；
c、植物处理：在土壤处理层的表面，栽种豆科类和非豆科类共生固氮树种，或者栽种草本植物，形成植物处理层。
所述c步骤中，所述的豆科类和非豆科类共生固氮树种为银合欢或桤木。
所述c步骤中，所述的草本植物为芒草或三叶草。
所述a步骤中，Halomonas ventosae细菌为4株，Halomonas campisalis细菌为1株，巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)也为1株。
所述a步骤中，加入的自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。
所述a步骤中，微生物处理层的含水量为20-30％。
所述b步骤中，自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。
本发明的有益效果表现在：
1、由于本发明采用微生物处理、土壤处理和植物处理三重联合修复处理的方法，与公开号为CN101538096为代表的现有技术相比，一方面，本方法采用在废弃渣泥中添加专用微生物菌种、在土壤上栽种植物的方式，更加适用于钻井作业现场中对废弃渣泥的直接处理；另一方面，本方法利用微生物菌种的作用将钻井作业废弃物中COD指标、Oil指标等有效降低，将大多数有机物降解成简单的无机物，从而使渣泥中的污染物得到去除，最终实现了钻井作业废弃渣泥中污染物无害化生物处理的目的，即使直接填埋也不会对地表水、地下水和土壤产生污染和危害；另一方面，采用本方法不需要采用水泥等为主体的固化材料形成的固化块，来保护废弃渣泥，保留了土地的耕种价值，完全适应国家节能政策的需要，也确保了石油天然气钻探开采的可持续发展。
2、本方法中种植的银合欢、桤木为豆科和非豆科类共生固氮树种，转化大气中的氮(N2)为氨(NH3)提供植物生长所需氮源，同时也为渣泥降解微生物提供氮素营养。种植的草本植物中，芒草具有耐瘠薄、干旱的特点，三叶草可以共生固氮。草本类植物的作用在于较好地覆盖土壤表层，有效地防治夏季暴雨对薄层土壤的冲刷，也可避免大量雨水进入地下，确保了本处理方法形成的处理体系不会产生渗漏液进入地下水而造成水源污染。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本处理方法所构成的处理体系的结构示意图
图中标记：
1、微生物处理层，2、土壤处理层，3、植物处理层。
具体实施方式
实施例1
本方法公开了一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，步骤包括：
a、微生物处理：将专用微生物菌种按5∶100的重量比加入至废弃渣泥中，混合均匀；并将自然土壤按2∶1的重量比加入至混入了专用微生物菌种的废弃渣泥中，混合均匀，从而形成微生物处理层1；所述专用微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae细菌、Halomonas campisalis细菌，和芽孢杆菌属中的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)；
b、土壤处理：在a步骤形成的微生物处理层1表面，覆盖10-15cm的自然土壤，形成土壤处理层2；
c、植物处理：在土壤处理层2的表面，栽种豆科类和非豆科类共生固氮树种，或者栽种草本植物，形成植物处理层3。
实施例2
作为本发明的一较佳实施方式，在实施例1的基础上，所述c步骤中，所述的豆科类和非豆科类共生固氮树种为银合欢或桤木。所述c步骤中，所述的草本植物为芒草或三叶草。所述a步骤中，Halomonas ventosae细菌为4株，Halomonas campisalis细菌为1株，巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)也为1株。所述a步骤中，加入的自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。所述a步骤中，微生物处理层1的含水量为20-30％。所述b步骤中，自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。所述的含水量的百分比为重量比。本发明中所说的COD是指钻井领域内，废弃渣泥处理中的COD指标，即化学需氧量、Oil即油指标。
实施例3
本发明采用的特殊微生物在分类上属于盐单胞菌属和芽孢杆菌属，其中的4个菌株(C3-1，C7-2，C7-4和C8-2)属于Halomonas ventosae；C5-2属于Halomonas campisalis；C2-3则属于肥大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)。这些菌株的抗逆性强(耐盐5％，耐pH 11.0)，生长温度范围较广(15-37℃)，对钻井废弃渣泥组分具有良好的降解作用。利用这些特殊的细菌将油气勘探钻井废弃渣泥中的复杂物质一部分转化为土壤腐殖质组分，一部分降解为简单的有机无机化合物，供土壤中的其它微生物以及地上部分植物利用。种植的银合欢、桤木为豆科和非豆科类共生固氮树种，转化大气中的氮(N2)为氨(NH3)提供植物生长所需氮源，同时也为渣泥降解微生物提供氮素营养。种植的草本植物中，芒草具有耐瘠薄、干旱的特点，三叶草可以共生固氮。草本类植物的作用在于较好地覆盖土壤表层，有效地防治夏季暴雨对薄层土壤的冲刷，也可避免大量雨水进入地下，确保了该处理体系不会产生渗漏液进入地下水而造成水源污染。
按5％(重量比)的比例接种专用微生物固体菌剂于油气田钻井废弃渣泥中，利用混合搅拌器混合均匀后，加入2倍(重量比)晾晒好的土壤充分混合，并调节此混合体系含水量为25％左右，混合均匀后将此混合体放置于在地面上，在上面覆盖10～15cm晾晒好(含水量15-20％)、粒径为0.5-1cm左右的土壤，并栽种银合欢、桤木、芒草、三叶草等植物。
实施例4
参照说明书附图，本发明包括微生物处理层1、土壤处理层2和植物处理层3。
首先是将处理用的自然土壤先经过晾晒，调节好其含水量与颗粒径。然后按5％(重量比)的比例将专用微生物菌种加于油气田钻井渣泥中，利用混合搅拌器混合均匀后，加入2倍(重量比)晾晒好的自然土壤并充分混合，调节此混合体系含水量为25％左右，混合均匀后将此混合体放置于在地面上，作为微生物处理层1，在微生物处理层1上覆盖10～15cm晾晒好的自然土壤，形成土壤处理层2，并在土壤处理层2上栽种一些当地常见观赏或薪柴植物作为植物处理层3，以防止雨水对微生物处理层1的直接冲刷。

Claims (6)

1.一种石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于步骤包括：
a、微生物处理：将专用微生物菌种按5∶100的重量比加入至废弃渣泥中，混合均匀；并将自然土壤按2∶1的重量比加入至混入了专用微生物菌种的废弃渣泥中，混合均匀，从而形成微生物处理层(1)；所述专用微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae细菌、Halomonascampisalis细菌，和芽孢杆菌属中的巨大芽孢杆菌-Bacillus megaterium；
b、土壤处理：在a步骤形成的微生物处理层1表面，覆盖10-15cm的自然土壤，形成土壤处理层(2)；
c、植物处理：在土壤处理层2的表面，栽种豆科类和非豆科类共生固氮树种，或者栽种草本植物，形成植物处理层(3)。
2.根据权利要求1所述的石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于：所述c步骤中，所述的豆科类和非豆科类共生固氮树种为银合欢或桤木。
3.根据权利要求1或2所述的石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于：所述c步骤中，所述的草本植物为芒草或三叶草。
4.根据权利要求3所述的石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于：所述a步骤中，加入的自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。
5.根据权利要求3所述的石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于：所述a步骤中，微生物处理层1的含水量为20-30％。
6.根据权利要求3所述的石油天然气勘探钻井作业废弃渣泥处理方法，其特征在于：所述b步骤中，自然土壤是经过晾晒后，并调节至含水量为15-20％、粒径为0.5-1cm的土壤。
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