CN103435241A - 油气田钻井废弃泥浆处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田钻井废弃泥浆处理工艺，涉及石油天然气勘探钻井污染治理技术领域，其步骤为：a、微生物降解菌培养驯化，获得降解菌种；b、将钻井废弃泥浆与a步骤获得的降解菌种按比例重量份计100：0.3～0.5的混合；c、将b步骤所得的混合物与土壤按重量份计1：1.5～3的比例混合；d、在c步骤形成的混合体的表层覆土；e、在d步骤的土壤上栽种植物。采用本方法，其有效地解决了常规处理技术存在的二次污染、成本高、操作复杂的难题，实现了钻井废弃泥浆植物—土壤—微生物联合无害化处理后，处置混合物符合国家的土壤质量三级标准。
Description
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油气田钻井作业中对废弃泥浆的处理工艺。
背景技术
钻井废弃泥浆是一种含粘土、加重材料、各种化学泥浆处理剂和一定污油及钻屑的多项稳态胶体悬浮体系。其含有的烃类、盐类、各种聚合物、磺酸盐、某些金属离子等对环境危害极大，若不进行处理，必将对油气田周围环境和地下水造成严重的污染。随着人们环保意识的加强，钻井废泥浆对环境的危害和影响备受关注，许多国家都已将其列为环保的一个重要项目来研究。钻井废泥浆治理的目的：一是消除污染，保护环境；二是回收利用，化害为利。近年来，国内外已开展了不少的工作，并取得了一定的成效。钻井废泥浆主要的治理方法有化学絮凝、固化、填埋和干燥焚烧和生物降解等。
钻井废泥浆经化学絮凝处理后达到环保要求可直接排放，或循环应用于配置泥浆，但一直以来缺少高效经济的絮凝剂，既使要处理达标，成本也高，处理难度也大。
现有的对钻井废弃泥浆主要采用以下几种方式：
固化处理是现今油气田生产企业广泛使用的一种方法，它是向废弃泥浆中加入以水泥为主体材料的固化剂，使其转化成类似土壤或胶结强度很大的固体，就地填埋或用作建筑材料等。从技术上来看，通过固化，泥浆中的污染物绝大部分被固定在处理团中，经由固化处理后的废弃泥浆，基本能达到无害化的要求。但是从长远来看固化块对环境具有一定的安全隐患，固化处理也存在二次环境污染的风险。而且从对资源利用和可持续发展的角度来说，此处置方式不是环境最友好方式，其将消耗大量的固化剂，并且固化体难以与接受体——土壤发生作用，形成当地性质相当的土壤。
填埋法则会对地表水、地下水和受其辐射的土壤有很大的影响。
干燥焚烧法由于燃烧控制条件要求高、处理成本高，而且会对空气造成二次污染也难以得到推广运用。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其有效地解决了常规处理技术存在的二次污染、成本高、操作复杂的难题，实现了钻井废弃泥浆植物—土壤—微生物联合无害化处理后，处置混合物符合国家的土壤质量三级标准。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于步骤为：
a、微生物降解菌培养驯化，获得降解菌种；
b、将钻井废弃泥浆与a步骤获得的降解菌种按重量份计100：0.3～0.5的比例混合；
c、将b步骤所得的混合物与土壤按比例重量份计1：1.5～3的比例混合；
d、在c步骤形成的混合体的表层覆土；
e、在d步骤的土壤上栽种植物。
所述a步骤中，微生物降解菌培养驯化是利用钻井作业中产生的固体废弃物进行菌种驯养培植，分离驯化出降解性及适用性好的革兰氏阳性球菌。
进一步的，将所分离驯化后的革兰氏阳性球菌，制作成固体微生物菌种。
所述b步骤中，混合的地点选择在原钻井作业的渣泥池混合或就近挖掘填埋处置池进行混合。
所述b和c步骤中，混合方式采用挖掘机或砂浆搅拌器。
所述d步骤中，覆土的厚度为10—20cm。
所述渣泥池或填埋处置池的容积是需处理钻井废弃泥浆量的3～3.5倍，然后对渣泥池或填埋处置池作防渗处理。
b步骤中覆土的含水率低于25%。
所述土壤为就近取土或转运土，其作用是增加混合物中的孔隙率，提高处置效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1、采用本步骤形成的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，与现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井废弃泥浆工艺相比，其工艺步骤更加简单，可常温下实现处理，除油效率高，无二次污染。
2、处理的废弃泥浆渣泥与土壤混合物可栽培植物，利于还耕，恢复原地貌。
3、与现行固化处置技术相比，具有较好的经济效益和社会效益，可实现环境友好及可持续发展。
4、该工艺不仅可适用于废弃水基泥浆及渣泥和水基钻屑的处理。同时，由于此生物处理方法对油具有快速有效的降解效果，也适合对废弃油基泥浆及渣泥和油基钻屑的处理。
5、本发明中，特定的选用革兰氏阳性球菌来与钻井废弃泥浆按重量份计100：0.3～0.5的比例直接混合，经过实际使用验证，勿需对钻井废弃泥浆进行化学混凝、曝气充氧、pH调节和调温等预处理，便于现场操作管理。
6、本发明中，将所分离驯化后的革兰氏阳性球菌制作成固体微生物菌种，这样就便于将微生物菌种运输到需要应用的地方。
7、本发明中，覆土的厚度选择在10—20cm，能有效防止降雨对处理层直接冲刷，同时便于栽种植物根系较快扎入处理层。
8、本发明中，土壤的含水率低于25%，便于创造处理层中好氧环境，使降解菌株更好生长。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其工艺步骤为：
a、微生物降解菌培养驯化，获得降解菌种；
b、将钻井废弃泥浆与a步骤获得的降解菌种按重量份计100：0.3的比例混合；
c、将b步骤所得的混合物与土壤按比例重量份计1：1.5的比例混合；
d、在c步骤形成的混合体的表层覆土；
e、在d步骤的土壤上栽种植物。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其步骤为：
a、微生物降解菌培养驯化是利用钻井作业中产生的固体废弃物进行菌种分离驯养培植，分离驯化出降解性及适用性好的革兰氏阳性球菌，然后制作成固体微生物菌种（以便运输）；
b、菌种与钻井废弃泥浆的混合：将a步骤得到的菌种与钻井废弃泥按重量份计0.4：100的混合均匀。可在原钻井作业的渣泥池混合或就近挖掘填埋处置池进行均匀混合，如渣泥池很深（四川油气田所构建的钻井作业渣泥池池深均在3.5—4米,可先固化2.0—2.5米池底部份,渣泥池上部的1.0—1.5米深再采取生物处理方式，因可耕地有1.0—1.5米厚的土地已足够了）。混合方式可采用挖掘机和砂浆搅拌器。（如当地雨水多，则需生物处理后的半个月内在填埋池上搭建遮雨棚，以防雨水进入池中，影响到生物菌种发挥作用）；
c、菌种与钻井废弃泥浆的混合物与土壤的混合：将b 步骤得到的一定量的菌种和钻井废弃泥浆的混合物与土壤按重量份计1：2的比例混合均匀，混合方式可采用挖掘机和砂浆搅拌器。
d、表层覆土：在c步骤中形成的混合体上部进行覆土10—20cm；
e、植物栽种：将d 步骤中的土进行平整后，在其上部栽种当地常见植物。
经a、b、c、d、 e步骤的处置混合物中的污染物三个月后就会得到90%以上的降解，1—2年后，经处置的混合物中的各污染物指标就基本与当地土壤背景值相当，同时，由于钻井废弃泥浆中往往含有一定的腐质物质，经此处理后的混合物土质肥质还更高。
所述填埋处置池为容积应是需处理钻井废弃泥浆量的3—3.5倍，然后对池作防渗处理（如另构建填埋池，挖好的池底夯实后平整后用水泥砂浆摸底，然后铺长丝无纺土工布和HDPE土工膜（1.5mm）的池子，使微生物菌种在其中完成处置过程。
所述土壤为就近取土或转运土，其作用是增加混合物中的孔隙率，提高处置效率，同时，所使用土最好含水率低于是25%。
所述植物为当地常见植物，多为易成活的灌木类植物，如青苜树、淫合欢等，其目的是固定表层土壤，在处理初期防止雨水进入处理池中，提高微生物的处置效果。
本发明的现场操作过程为：用挖机将钻井废弃泥浆在渣泥池或填埋处置池中与微生物菌种均匀混合后（或在池外用搅拌机混合搅拌均匀后再放入池中），再与重量份计1：1.5～3的比例的土壤混合均匀，上部覆上10—20cm的土壤，平整后栽种植物，经微生物菌种处理后的废弃泥浆固形物三个月后其中有机物和油类彻底降解完，一到两年后达到中华人民共和国《土壤环境质量标准》GB15618-1995（旱土）三级标准。
在本发明中，采用革兰氏阳性球菌，利用其代谢多样性与生长快速的特点，接种于钻井废弃泥浆渣泥中，将有机物降解成简单的无机物甚至CO2和H2O，从而使泥浆渣泥中的污染物得到去除，实现了对废弃泥浆渣泥中污染物质的降解，使其达到无害化目的。
Claims (8)
1.一种油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于步骤为：
a、微生物降解菌培养驯化，获得降解菌种；
b、将钻井废弃泥浆与a步骤获得的降解菌种按重量份计100：0.3～0.5的比例混合；
c、将b步骤所得的混合物与土壤按重量份计1：1.5～3的比例混合；
d、在c步骤形成的混合体的表层覆土；
e、在d步骤的土壤上栽种植物。
2.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：所述a步骤中，微生物降解菌培养驯化是利用钻井作业中产生的固体废弃物进行菌种驯养培植，分离驯化出降解性及适用性好的革兰氏阳性球菌。
3.根据权利要求2所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：将所分离驯化后的革兰氏阳性球菌制作成固体微生物菌种。
4.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：所述b步骤中，混合的地点选择在原钻井作业的渣泥池混合或就近挖掘填埋处置池进行混合。
5.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：所述b和c步骤中，混合方式采用挖掘机或砂浆搅拌器。
6.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：所述d步骤中，覆土的厚度为10—20cm。
7.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：所述渣泥池或填埋处置池的容积是需处理钻井废弃泥浆量的3—3.5倍，然后对渣泥池或填埋处置池作防渗处理。
8.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃泥浆处理工艺，其特征在于：b步骤中覆土的含水率低于25%。
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