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　　油基巖屑是油氣資源勘探開發(fā)鉆井過程中產(chǎn)生的典型危險廢物。 本文將現(xiàn)有的處置技術(shù)分為處置技術(shù)和處置技術(shù)，通過進一步分類，系統(tǒng)總結(jié)了各項技術(shù)的原理、優(yōu)缺點和應(yīng)用潛力，總結(jié)了“環(huán)保達標、經(jīng)濟可行”處置的基本原則，指出高價值資源利用是今后的研究方向之一。

　　油基鉆井碎屑是利用油基泥漿在鉆井作業(yè)中產(chǎn)生的含油污泥，已被列入2016年版《國家危險廢物名錄》(廢物類別：HW08)。海上鉆井平臺和內(nèi)陸油氣田都遠離人們居住的地方，石油基鉆石最初被直接丟棄，直到上世紀七八十年代，人們才逐漸意識到它對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的破壞。此后，各國和地區(qū)開始制定相應(yīng)的排放標準，并日益嚴格。2008年，中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》，規(guī)定渤海海域不得排放含油鉆井廢棄物，其他一級、二級、三級海域排放標準分別不得超過1%、3%、8%，含汞和鎘的含量分別不得超過1mg/kg和3mg/kg。2015年，我國正式實施新的環(huán)境保護法，對石油基鉆石等危險廢物的控制和安全處置提出了更高的要求。由于環(huán)境壓力，出現(xiàn)了各種新舊技術(shù)來研究油基鉆井碎片的處置。

　　在文獻中，一般處理和處置技術(shù)一起討論，但它們基本上是不同的：治療是指削弱或去除在油基鉆屑的污染物，和油基鉆屑的處理中搜索目的地。因此，本文詳細的分類，現(xiàn)有的各種處置技術(shù)和工藝技術(shù)，包括技術(shù)原理，優(yōu)缺點和發(fā)展前景的系統(tǒng)回顧，并展望了未來的發(fā)展方向。

　　1、 油基鉆屑處置技術(shù)

　　最初的油基巖屑被簡單地丟棄，這種原油方法也可以被認為是一種處理技術(shù)。 隨著人們認識的加深，處理技術(shù)逐漸出現(xiàn)，所以對于油基鉆井巖屑，是“先處理技術(shù)，再處理技術(shù)” . 隨著環(huán)境保護法律法規(guī)的逐步加強，大多數(shù)處理技術(shù)不推薦直接處理，而只能作為油基鉆屑預(yù)處理后殘留物的最終處理方法。 由于海上鉆井平臺和內(nèi)陸油田的地理環(huán)境差異很大，下面將討論這兩種情況。

　　1.1海洋鉆井平臺油基鉆屑處理技術(shù)

　　1.1.1 棄海

　　如果油基鉆井碎片未經(jīng)任何預(yù)處理直接丟棄到海洋中，將對海洋生態(tài)環(huán)境造成極其困難的破壞，這種處置方法現(xiàn)在被禁止。然而，如果經(jīng)過預(yù)處理后達到排放標準，殘留的殘渣可以被遺棄在海里。這是最簡單、成本最低的海上處置技術(shù)。本文從環(huán)境、經(jīng)濟、安全和技術(shù)四個方面對ALMEIDA的四種處置技術(shù)進行了綜合分析：棄海、返海、返回內(nèi)陸微波熱解和返回內(nèi)陸集中處置。該技術(shù)雖然會造成一定的環(huán)境污染，但在海域經(jīng)過預(yù)處理后，仍然是海上平臺油基鉆井碎屑處置技術(shù)的首選。

　　1.1.2 回注

　　回灌注入油基鉆屑或形成已經(jīng)完成安全海底井工礦廢棄地。這種技術(shù)可以實現(xiàn)油基鉆屑的大批量處理，關(guān)鍵是要選擇回注工藝和安全性的形成，既不需要確保泄漏不影響繼續(xù)生產(chǎn)平臺。在2001年與中海油康菲合作，在渤海蓬萊19-3油田實現(xiàn)了國內(nèi)首創(chuàng)的油基鉆屑回注，有效處置的油基鉆屑4800立方米，720立方米污泥的。相比棄海，無需預(yù)處理回灌脫脂，拋光和調(diào)制，但增加了工序，需要高壓回注設(shè)備和泄漏的存儲層的風(fēng)險，四種技術(shù)分析阿爾梅達像背后只有最后一個的適用性。

　　1.1.3 運回內(nèi)陸

　　對于不具備棄海、返海條件的海上平臺，唯一的選擇就是將油基鉆井碎片運回內(nèi)陸，這種處理方式最終與內(nèi)陸油基鉆井碎片的處置方式相同，但從海上運回內(nèi)陸的工藝更多，比采用同樣處置技術(shù)的內(nèi)陸油基鉆井碎片成本更高。在Almeida分析的四種技術(shù)中，內(nèi)陸運輸后微波熱解吸的適用性和內(nèi)陸運輸后集中處置的適用性分別位于廢棄海和再注入之間的危險廢物廠第二和第三位。

　　內(nèi)陸油田油基鉆井巖屑1.2處理技術(shù)

　　1.2.1 土地耕種

　　該方法對應(yīng)的是海上鉆井平臺的海上傾倒法，即直接或調(diào)制后在荒地和耕地上劃分油基鉆井碎屑，利用土壤中原有的微生物菌群自然分解其中的有機質(zhì)..一種類似的方法是利用濕地微生物降解油基鉆井碎屑..該方法的環(huán)境風(fēng)險較大，油基鉆井碎屑中的有機質(zhì)、重金屬和堿性鹽會分散到土壤中，進一步造成水體和空氣污染。有機物中的瀝青質(zhì)，蠟質(zhì)等大分子物質(zhì)長時間后不能完全降解，分解周期可達數(shù)年..即使如此，這種方法也不需要刻意培養(yǎng)微生物，操作簡單，成本低，在國內(nèi)一些地方仍然使用。然而，我國的土地資源稀缺，濕地珍貴。

　　1.2.2 填埋

　　填埋與海上鉆井平臺的回注法對應(yīng)，是將油基鉆屑掩埋到地下的一種處置方法。最初的內(nèi)陸油田油基鉆屑不經(jīng)處理直接填埋，發(fā)展到后來經(jīng)固化后填埋，近年來則一般作為油基鉆屑預(yù)處理除油后殘渣的最 終處置。油基鉆屑的填埋要求殘渣含油率不超過 3%，填埋深度應(yīng)介于地表 1.5 m 以下和地下水水平面 1.5 m以上。該方法操作簡單、成本低廉，處理量大，是目前內(nèi)陸油田應(yīng)用最廣的處置技術(shù)。

　　1.2.3 資源化利用

　　油基鉆屑是一種固體廢棄物，無論是技術(shù)就業(yè)過程中的固體顆粒不會消失，需要找他們的最終目的地。一個是回歸自然，如前文所述被遺棄的海，回注，農(nóng)用地和垃圾填埋場;和其他不當行為的資源利用率，這是最尊重和處置技術(shù)，也是近年來研究的熱點。利用技術(shù)主要是在二氧化硅，硫酸鋇等無機成分的油基鉆屑作為建筑材料，包括攤鋪基板，水泥熟料，未燃燒的陶瓷，免燒磚，輕骨料和燒結(jié)陶瓷。他們又將增加資源的成本，而產(chǎn)品的價值增加。關(guān)鍵是使用的建筑材料，以因地制宜，根據(jù)地理環(huán)境和當?shù)氐膶嶋H需要選擇使用，既保證了材料的性能，同時也滿足環(huán)保要求。近日，波蘭HEJNA等等將被制作成油基鉆屑生物復(fù)合材料ε-己內(nèi)酯富含硅的改進，它提供了有效的利用了新的思路。

　　2 油基鉆屑處理技術(shù)

　　根據(jù)油基鉆屑處理后污染物(主要是有機污染物)的變化趨勢，將油基鉆屑處理技術(shù)分為限制技術(shù)(只控制污染物擴散)、分離技術(shù)(只控制污染物擴散)和降解技術(shù)(分解污染物)。

　　2.1 限制技術(shù)

　　上述注入和填埋可分配給這類技術(shù)，但注入和填埋是油基鉆井碎片的直接處置，而不僅僅是處理技術(shù)。此外，穩(wěn)定/固化方法也是一種有限的技術(shù)，只有在處理技術(shù)方面，固化產(chǎn)品需要通過填埋或資源利用來最終處理。穩(wěn)定化是有毒有害物質(zhì)在化學(xué)和物理上轉(zhuǎn)化為低溶解度，低遷移率和低毒性的物質(zhì)，而固化是在廢物中加入固化劑，使其變成不可流動的固體或緊密固體的過程..使用的固化劑主要有水泥，粉煤灰，高碳灰，生石灰等自制固化劑..穩(wěn)定/固化方法對于抑制有機物、重金屬和氯離子等污染物的遷移至關(guān)重要。如果油基芯片被直接固化，由于其高含油量，固化體中的水合晶體將被中斷，隨著時間的推移，二次污染的風(fēng)險將增加。KOGBARA等人提出將生物強化技術(shù)與穩(wěn)定固化法相結(jié)合，可以降解有機物和固定重金屬，實現(xiàn)同步處理。穩(wěn)定/固化法雖然存在污染物泄漏的二次污染風(fēng)險，但由于其成本低，操作簡單，仍然是內(nèi)陸油田常用的處理技術(shù)..

　　2.2 分離技術(shù)

　　2.2.1 化學(xué)清洗

　　化學(xué)清洗是使用破乳劑，表面活性劑降低界面張力，潤濕性變化，水的損害并提高乳液的界面膜的剛性，并然后合并離心分離，壓濾機和振動篩分機械分離技術(shù)，以實現(xiàn)油的溶出基于鉆屑的有機物的方法。清潔劑可以是單一試劑，也可以是更復(fù)雜的。水的界面張力隨著溫度的升高而減小，所以溫水的效果洗干凈更好。利用超聲空化和隨之而來的效果可以增強傳質(zhì)過程，用化學(xué)清洗相結(jié)合，促進脫落地溝油的清潔效果。近年來開關(guān)CO2溶劑清洗開發(fā)出一種新技術(shù)，通過使CO 2以改變?nèi)軇?，親水性和離子強度，提取和分離步驟，以實現(xiàn)基于油的鉆屑和有機油回收的極性，溶劑排出被回收?；瘜W(xué)清洗條件溫和，成本低，但清洗會產(chǎn)生大量的廢水，增加后續(xù)處理的難度。

　　2.2.2 萃取法

　　提取是基于“相似相溶”的原則，分離和提取有機油基鉆屑的方法。如使用的單海霞咪唑鎓離子液體，在1：1，pH值>優(yōu)選的液固比7,20分鐘的條件下，油基鉆屑大于85%，小于的離子液體損失率大于除油的1%，可被重復(fù)六次。此外，超臨界CO 2萃取是CO2(PC> 7.38兆帕，TC> 31.06℃)使用超臨界狀態(tài)，在基于油的鉆屑的獨特的物理和化學(xué)特性，以實現(xiàn)有機物有效和快速抽取。過程顯著優(yōu)于化學(xué)清洗的提取效率，但是它的缺點是在18?25兆帕高壓，這限制了在大型工程中的應(yīng)用在一定程度上需要。

　　2.2.3 熱處理法

　　熱處理是通過加熱從油基鉆井碎屑中分離揮發(fā)性物質(zhì)(水和輕油)和半揮發(fā)性物質(zhì)(重油)的技術(shù)。研究表明，在350°C以下熱解后，油基鉆井碎屑的含油量可降低到1%以下，但進一步提高溫度，處理效率難以明顯提高，但能耗顯著增加。真空萃取可以降低揮發(fā)性物質(zhì)的飽和蒸氣壓，從而進一步降低加熱溫度。加熱方法也是熱處理的關(guān)鍵因素，因此必須保證加熱的均勻性，避免在死區(qū)和加熱表面結(jié)焦和結(jié)垢。自21世紀初以來，諾丁漢大學(xué)的尚一直在研究微波熱處理的油基鉆井碎片。

　　2.2.4亞臨界熱液萃取

　　此方法是利用亞臨界水(100?374℃，0.1?22.1兆帕)，其為溶劑萃取技術(shù)已在天然產(chǎn)品，分析樣品的方面治療和有機污染的土壤等的提取被廣泛使用。治療方法通常更好的化學(xué)清潔方法，熱和亞臨界水萃取技術(shù)的提取和處理效果是既這兩類的優(yōu)點。首先，亞臨界水和具有介電常數(shù)接近，它可以被用來作為一種綠色油基鉆屑常見的有機溶劑為溶劑的有機物質(zhì)，所述提取功能，如“溶解”的效果溶解;其次，亞臨界水熱提取的工作溫度通常在150?350的范圍內(nèi)℃，只是用之前的溫度范圍內(nèi)的低溫?zé)峤獾囊恢聲r，可以作為類似熱處理方法“熱解吸”效應(yīng)起作用。在此基礎(chǔ)上，提出了設(shè)計獨立于任何兩種類型的頁巖油基鉆屑的被進行渝亞臨界水萃取和動態(tài)靜態(tài)萃取研究熱亞臨界水提取處理的油基鉆屑，水熱提取裝置的方法，發(fā)現(xiàn)，提取溫度是最關(guān)鍵的參數(shù)是比治療單獨的二氯甲烷提取或低溫?zé)崦摳礁?，?.5兆帕，和動態(tài)條件到200℃的油含量可以降低到下面的1%下萃取。

　　2.3 降解技術(shù)

　　限制技術(shù)僅控制污染物的擴散，分離技術(shù)僅降低含油率，而降解技術(shù)則是唯一以分解有機污染物為目的處理技術(shù)，其產(chǎn)物為對環(huán)境無害的小分子物質(zhì)，剩余殘渣可填埋、資源化利用或直接排放到環(huán)境中。

　　2.3.1 生物法

　　生物法是利用微生物的代謝活性，以油基鉆屑中的有機物為碳源，將其分解為水和二氧化碳等小分子物質(zhì)。 堆肥技術(shù)是一種油基鉆屑生物處理技術(shù)，通過添加稻草、鋸末和氮磷等無機營養(yǎng)元素來提高處理效果。 以烷烴和礦物油為原料，采用蚯蚓堆肥法對鉆屑進行處理，處理效果明顯優(yōu)于常規(guī)堆肥法。 接種劑還可以提高處理效率，接種劑可以馴化菌種，也可以是特殊菌種。 然而，該方法存在著處理周期長、分解瀝青、膠質(zhì)等高分子物質(zhì)難度大等缺點，目前對重金屬和鹽類在處理過程中的遷移轉(zhuǎn)化研究較少。 盡管如此，該技術(shù)具有容量大、成本低、能有效降解石油鉆井巖屑中的烷烴和多環(huán)芳香烴的優(yōu)點。 經(jīng)降解處理后，該技術(shù)基本能滿足目前1% 含油量的排放要求，目前已得到廣泛的研究和應(yīng)用。

　　2.3.2 焚燒法

　　焚燒法是利用專業(yè)設(shè)備，在1200～1500°C的高溫下，將油基鉆井碎屑中的有機物完全氧化，實現(xiàn)還原無害化技術(shù)。與生物法相比，焚燒法高效徹底，但成本較高..王立芳研究了1000°C范圍內(nèi)某含油19.41%油基鉆井碎屑的燃燒特性，發(fā)現(xiàn)在100~300°C和500~750°C~800~1000°C條件下，有機物分解為小分子烴的階段是小分子烴的完全降解，無機CaCO3和CaSO4的分解階段。陳忠等在四川大安寨使用油基鉆井碎屑和廢水基泥漿作為添加劑，并與宜賓貧煤混合作為改性型煤。在它們之間的最佳質(zhì)量比為35：9：35的條件下，型煤的熱值和固硫率符合清潔型煤的標準，優(yōu)于普通商品型煤。王梅對含油量在15%左右的兩種油基鉆井碎屑進行改性，通過添加改性劑，制成含75%(w)油基鉆井碎屑的流體燃料，其熱值超過一級水煤漿標準，替代煤實現(xiàn)了化工廠燃煤鍋爐的現(xiàn)場示范，成本僅為800-1000元/噸，明顯低于傳統(tǒng)的直接焚燒處理。

　　2.3.3超臨界水氧化

　　超臨界水氧化法是以超臨界水(t>374 °C，p>22.1 MPa)為反應(yīng)介質(zhì)，在空氣、氧氣等氧化劑的參與下，將各類有機物氧化降解為 H2O 和 CO2 等無機小分子物質(zhì)的高級氧化技術(shù)，處理過程不會如焚燒那樣產(chǎn) 生二噁英等有害氣體。該技術(shù)特別適用于油基鉆屑這類高濃度難降解有機危險廢棄物的末端處理。張欽明等采用連續(xù)式反應(yīng)器研究了陜西長慶油田鉆井廢液的超臨界水氧化降解，在 23~30 MPa、500~600°C、30~600 s 的條件下，COD 去除率普遍超過 90%，反應(yīng)過程符合一級動力學(xué)。本文作者采用間歇釜式反應(yīng)器， 系統(tǒng)研究了重慶某頁巖氣柴油基鉆屑的超臨界水氧化降解過程，發(fā)現(xiàn)溫度、過氧量和反應(yīng)時間均顯著影響 有機物的分解，其降解過程為均相和非均相反應(yīng)的耦合過程;在 500°C、10 min 和 2.5 倍過氧量的條件下， 總有機碳去除率可達到 89.2%，重金屬幾乎全部被穩(wěn)定在固體殘渣中。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)油基鉆屑的 理化特性和超臨界水氧化降解過程，設(shè)計開發(fā)了一套 2 L/h 的連續(xù)式超臨界水氧化裝置，分別對柴油基 鉆屑和白油基鉆屑開展了連續(xù)式超臨界水氧化處理，總有機碳去除率分別超過了 98%和 95%，殘渣為磚紅色無機固體顆粒，可直接排放到環(huán)境中。該技術(shù)的處理效果為三類降解技術(shù)之首，且其設(shè)備緊湊，可開發(fā) 出撬裝式裝置，運輸至所需井場，實現(xiàn)就地處理，而就地?zé)o害化是目前最推崇的處理方式。但該技術(shù)的 運行條件較為苛刻，成本偏高，且因高灰分、大比重的原因，給連續(xù)處理的進、卸料帶來了困難。

　　3 、結(jié)語與展望

　　由于目前還沒有可以替代油基鉆井液的環(huán)保型鉆井液，油基鉆井巖屑已成為我國油氣生產(chǎn)過程中不可避免的產(chǎn)品，其安全處理已成為環(huán)境保護的難題。 在廢棄物處理技術(shù)方面，雖然建筑材料可以作為一種資源加以利用，但廢棄海洋和垃圾填埋場仍然是海上平臺和內(nèi)陸油田的首選。 在處理技術(shù)方面，出現(xiàn)了 co2轉(zhuǎn)換溶劑提取、超臨界 co2萃取、水熱萃取、微波熱解吸和超臨界水氧化萃取等新技術(shù)，但在實際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的熱解、化學(xué)清洗和生物降解仍然是主要的方法。 因此，為了克服傳統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)有缺點和促進新技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)考慮以下兩個因素:

　　(一)環(huán)境標準。這是油基鉆井碎屑處理和處置的基本要求..目前海上鉆井平臺有<海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值>，但內(nèi)陸油田無相應(yīng)標準，僅參考其他相關(guān)標準..含油量是最重要的處理指標，根據(jù)后續(xù)殘渣處置方式，其限值在0.3%-8.0%之間，一般采用1.0%..但僅考察含油量是不夠的，處理過程中的重金屬含量，含鹽量，氯離子含量等輔助指標，二次污染也應(yīng)引起重視，但現(xiàn)有研究中很少提及..因此，一方面，應(yīng)盡早出臺內(nèi)陸油田油基鉆井碎屑排放標準，規(guī)范現(xiàn)有的處理處置市場;另一方面，除了含油量外，還應(yīng)注意其他污染物的遷移轉(zhuǎn)化，避免二次污染。

　　(二)經(jīng)濟上可行的。 為了安全、徹底、環(huán)保地處理油基鉆屑，已經(jīng)開發(fā)出了一些技術(shù)，但由于成本高，目前難以應(yīng)用。 因此，為了取代傳統(tǒng)工藝，新工藝不僅要有更好的加工效果，還要降低成本，使其與傳統(tǒng)工藝接近甚至更低。 控制成本有三種途徑: 一是優(yōu)化和簡化新工藝，二是回收鉆井泥漿和基礎(chǔ)油，三是回收和處理殘渣。 目前，建筑材料的利用是資源利用的主要方式，但其投入產(chǎn)出比低，市場接受程度有限。 因此，挖掘油基鉆屑中的有效成分并將其加工成高附加值產(chǎn)品是今后的研究方向之一。