CN110340116A - 水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺 - Google Patents

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李盛林
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Abstract

本发明公开了一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,包括:将聚合物钻井液体系钻井固废混合均匀,按重量比0.1%‑0.3%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀,再与含水量15%‑20%的土壤混合均匀,钻井固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.2~0.5,将处理混合物堆放好,利用微生物—土壤联合体系进行降解处理钻井固废中的有机聚合物。本发明实现了钻井固废的生物修复处理,处理物可作为完井井场复耕用土,实现资源化处置利用,进而实现钻井不同类别水基固废的处置资源化利用。

Description

水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺
技术领域
本发明公开了一种石油天然气不同水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,属于石油天然气勘探钻井污染治理技术领域。
背景技术
钻井固废是油气勘探钻井作业的必然产物,具一定的环境危害性。川渝地区产生量一般在0.35~0.4m3/米进尺。现川渝地区常规各种水基钻井固废均一并混合送当地砖厂进行制砖处置利用或固化填埋,未对不同钻井液固废采用不同方式收集分类处置利用。如全部进行制砖处置,外送转运量大,处置费用高,运输中的安全环保风险较高,同时,由于周边砖厂对固废接收容量有限影响到固废的转运处置,并且今后还易受制于地方企业控制并抬高处置价格;如固化填埋,填埋量大,需以水泥为主的固化剂多,不利于节约资源,并且填埋占用地多,占用地不利于生态恢复,不符合国家环保政策。
由于常规钻井作业中在不同井深需采用不同水基钻井液体系钻井,以实现安全钻井和经济开采目的,如在川渝地区的西南油气田常规钻井中主要顺列采用聚合物无固相、聚合物低固相、钾聚合物等聚合物钻井液体系及钾聚磺和聚磺等磺化钻井液体系钻完全井,而钻井固废中的污染物,除钻井井眼带出的地下岩屑外,主要来源于钻井液,因此,不同水基钻井液体系钻井中对应产生的固废污染物组份及含量有很大差异,为固废分类处置利用奠定了基础。在西南油气田,一般钻井前期2000 m井深左右及以浅井深时大多数均采用聚合物钻井液体系钻井,对应产生的固废污染物组分为较单一的有机聚合物,利于生物降解资源化土壤利用,由于前期所用钻头尺寸大,其产生量大,占全井固废总量的1/3至2/3,因此,针对不同水基钻井液体系对应产生的固废采取不同的收集资源化处置利用方式,可大大减少目前固废转运处置量,具经济和环保性,并符合国家节能减排政策。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺。本发明实现了聚合物钻井固废的生物修复处理,处理物可作为完井井场复耕用土,实现资源化处置利用,进而实现钻井不同类别钻井液体系水基固废的处置资源化利用。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:将聚合物钻井液体系钻井固废混合均匀,按重量比0.1%-0.3%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀,再与含水量15%-20%的土壤混合均匀,钻井固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.2~0.5,将处理混合物堆放好,利用微生物—土壤联合体系进行降解处理钻井固废中的有机聚合物。
所述方法中,将处理用的土壤经过晾晒,调节好其含水量和颗粒粒径。
所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosaeHalomonas campisalis中的一种或两种按任意比例的混合。
所述土壤的粒径<1.0cm。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地,在四周修建导水渠,将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道,长宽根据地势确定,将处理混合物堆放于堆放场地内,形成自然降解体系。
采用本发明的优点在于:
1、对钻井前期采用各种水基聚合物钻井液钻井产生的固废,利用微生物菌种的作用将钻井作业固废中COD、Oil等有效降解去除,将有机物降解成简单的无机物,甚至CO2和H2O,从而使固废中的污染物得到去除,使其达到无害化及资源化利用和最终处置减量化的目的。
2、针对不同水基钻井液体系固废采取不同的资源化处置利用,与现行钻井所有水基固废一并混合统一送当地制砖厂制砖处置相比,本方法减少了固废最终转移处置量,更加符合国家节能和可持续发展政策,可节约大量固废转运处置成本,减少转运中的安全环保风险;与现行的固化填埋相比,可减少固化填埋处置量,节约以水泥为主的固化剂,利于节约资源,并可减少固化填埋占用地,降低对土地资源的占用,更符合国家环保节能政策。
3、钻井固废和土壤按1:0.2-0.5(m:m)混合,可调节处理混合物的含水量在30%-35%之间,并提供良好的生存环境,利用微生物生长繁殖;同时可提供大量的土著微生物,与接种的降解微生物通过协同作用,加速固废中污染物的降解。
4、此工艺也适用于其它行业有害重金属含量较低及有机污染物含量不是很高的固废的资源化处置及土壤利用。
具体实施方式
实施例1
本发明对钻井前期采用水基聚合物无固相、聚合物低固相、钾聚合物等聚合物钻井液体系钻井产生的固废,由于其含污染物种类为较为单一的有机聚合物,利于生物降解资源化土壤利用,采用土壤—微生物联合处置技术,利用具有降解作用的微生物分解固废中的有机聚合物,将其转化为土壤腐殖质组分和简单的化合物,实现钻井固废的生物修复处理,处理物可作为完井井场复耕用土,实现资源化处置利用,进而实现钻井不同类别水基固废的分类处置资源化利用。具体描述如下:
一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,包括:将聚合物钻井液体系钻井固废混合均匀,按重量比0.1%-0.3%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀,再与含水量15%-20%的土壤混合均匀,钻井固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.2~0.5,将处理混合物堆放好,利用微生物—土壤联合体系进行降解处理钻井固废中的有机聚合物,降解处理时间为3-4个月。
所述固废包括聚合物无固相、聚合物低固相、钾聚合物等聚合物钻井液体系钻井固废。
所述方法中,将处理用的土壤经过晾晒,调节好其含水量和颗粒径。
所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae、 Halomonas campisalis中的一种或两种,两种同时用时按1:1比例(v:v)混合制备菌剂。微生物菌种购买自四川农业大学,经过现场应用实践,得知,其降解废弃钻井固废中有机物的能力强。
所述土壤的粒径<1.0cm。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地,在四周修建导水渠,将生物处理堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道,长宽根据地势确定,将处理混合物堆放于堆放场地内,形成处理混合物的自然降解处理体系。
实施例2
一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,包括: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,充分混均固废,然后按0.1%-0.3%(重量比)的比例将微生物菌种加于固废中,充分混均后再与固废量0.2~0.5倍的土壤充分混匀,将处理混合物堆放好,形成自然降解处理体系。
以下对本发明做进一步详细说明:
钻井前期采用水基聚合物无固相、聚合物低固相、钾聚合物等聚合物钻井液体系钻井产生的固废资源化处理工艺方法。接种具有降解作用的微生物菌种,充分混均后再与含水量15%-20%的土壤(固废:土壤=1:0.2~0.5比例)混匀,将处理混合物堆放好,利用微生物—土壤联合体系进行降解处理钻井固废中的有机聚合物,最终实现钻井固废中的有机聚合物无害化处理的目的,降解一定时期达到国家GB15618-2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》后,用作完井井场复耕用土,实现资源化处置利用,减少钻井固废最终转移处置量和相安全环保风险,同时可减少完井复耕对新鲜土的使用,并可节约复耕费用。
本发明采用的微生物为盐单胞菌属中的Halomonas ventosaeHalomonas campisalis,这些菌株可将钻井固废中的部分有机污染物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所栽种的植物所利用;同时还可将部分结构复杂的有机聚合物或其它有机污染物质转化为腐殖质组分,增加土壤肥力,促进其它微生物繁殖以及栽种植物生长。
根据各类水基聚合物体系钻井对应产生的固废污染物含量情况,加入不同量粒径<1.0cm的土壤,目的一是调节处理混合物的含水量,使处理物含水量保持在30%-35%之间;二是调节接种微生物生存环境,利用其生存;三是土壤中具有一些微生物,利于接种微生物的协同降解。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地,在四周修建导水渠,以防止地表径流进入处理场。将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道,长宽根据地势确定,将处理混合物堆放于堆放场地内,形成自然降解处理体系。

Claims (5)

1.一种水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:将聚合物钻井液体系钻井固废混合均匀,按重量比0.1%-0.3%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀,再与含水量15%-20%的土壤混合均匀,钻井固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.2~0.5,将处理混合物堆放好,利用微生物—土壤联合体系进行降解处理钻井固废中的有机聚合物。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:所述方法中,将处理用的土壤经过晾晒,调节好其含水量和颗粒粒径。
3.根据权利要求2所述的水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosaeHalomonas campisalis中的一种或两种按任意比例的混合。
4.根据权利要求3所述的水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:所述土壤的粒径<1.0cm。
5.根据权利要求4所述的水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺,其特征在于:在钻井井场附近选择不易形成径流的场地,在四周修建导水渠,将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道,长宽根据地势确定,将处理混合物堆放于堆放场地内,形成自然降解体系。
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