钻井岩屑无害化处理技术是石油勘探与开发过程中不可或缺的一环，它旨在将钻井作业中产生的废弃物转化为对环境无害的物质，从而保障石油工业的可持续发展。本文将深入探讨钻井岩屑无害化处理技术的现状、工作原理、设备种类、应用实例以及未来的发展的新趋势与挑战。
钻井岩屑是石油钻井过程中产生的固体废弃物，主要由钻屑、废弃钻井液和地层水等组成。这些废弃物含有大量有害于人体健康的物质，如重金属、油类、化学处理剂等，若未经妥善处理直接排放，将对环境能够造成严重污染。因此，钻井岩屑无害化处理技术显得很重要。
目前，钻井岩屑无害化处理技术最重要的包含物理处理、化学处理和生物处理三个阶段。物理处理阶段主要是通过离心分离、过滤和压榨等方法，将钻井岩屑中的固液进行分离。离心分离是利用离心机的转鼓产生强大的离心力，使物料中的固相在离心力的作用下被甩到转鼓壁内表面的过滤介质上，被截留并堆积形成环状固体，液相则穿过滤饼和过滤介质流出，实现固液分离。过滤和压榨则是利用过滤介质和压榨机械对物料做挤压，使液相流出，固相被截留。
化学处理阶段主要是通过添加化学药剂，对钻井岩屑中的有害于人体健康的物质进行分离和降解。常用的化学药剂包括絮凝剂、破乳剂、氧化剂等。絮凝剂可以将钻井岩屑中的悬浮物凝聚成较大的颗粒，便于后续的分离和去除。破乳剂则可以破坏油基泥浆中的乳化结构，使油水分离。氧化剂则可以氧化降解钻井岩屑中的有机污染物，减少其对环境的危害。此外，还有采用强氧化剂氧化分解废弃泥浆中的有机物，以及在负压状态下采用陶瓷微孔进行过滤脱水的方法。
生物处理阶段则利用微生物的代谢作用将钻井岩屑中的有机污染物降解为无害物质。常见的生物处理设备有生物反应器、生物通风装置等。生物反应器是将钻井岩屑与微生物和营养液混合，在反应器中进行降解处理。生物通风装置则是在待治理的钻井岩屑中打井，安装鼓风机和抽真空机，将空气中加入生物降解菌等强行压入处理物中，使微生物在有氧条件下降解有机物。生物处理具有环境副作用小、不破坏土壤结构等优点，且最终产物是二氧化碳、水和脂肪酸等无害物质。
在钻井岩屑无害化处理技术的实际应用中，有多种设备可供选择。离心分离设备是钻井岩屑无害化处理中常用的物理处理设备，如立式钻屑甩干机、螺旋输送式离心机等。立式钻屑甩干机具有处理量大、固液分离效果好、占地面积小等优点，大范围的应用于陆地和海洋钻井中的钻屑处理。过滤压榨设备则通过过滤介质和压榨机械对钻井岩屑进行过滤和压榨，实现固液分离，如板框压滤机、带式压滤机等。化学处理设备则通过添加化学药剂对钻井岩屑中的有害于人体健康的物质进行分离和降解，如化学沉淀池、混凝沉淀池等。
在实际应用中，钻井废弃物无害化处理系统一般会用物理和化学相结合的办法来进行综合处理。例如，钻井废弃泥浆经过钻井液振动筛、立式钻屑甩干机、钻井液离心机等固控设备，通过螺旋输送器将废弃物输送到集浆罐中。在集浆罐中，采用有机和无机复合高效絮凝剂对钻井废弃物进行絮凝，破坏其胶体状态。然后，根据自身的需求采用强氧化剂氧化分解废弃泥浆中的有机物。接下来，在负压状态下采用陶瓷微孔进行过滤脱水。最后，通过超滤、纳滤、反渗透处理，除去水中其它有机物和有害于人体健康的物质，使水的排放达到国家污水综合排放标准。
此外，油基钻屑处理系统也是钻井岩屑无害化处理技术的重要组成部分。该系统主要由甩干机、除油高效表面活性剂和石油微生物处理三部分所组成。利用甩干机强大的离心力将油基泥浆钻屑含油率减少到5%以下，配合除油高效表面活性剂使用后，可以将钻屑含油率减少为2%以下。再经过石油微生物处理，使油基岩屑的含油量达到钻井生产所在国的允许排放标准。经过除油高效表面活性剂处理后，废弃含油钻屑自然分为油层、水层和岩屑三层。油层能回收利用，水层里的药剂绿色环保无污染且能够继续循环使用，岩屑含油率可降低为1%以下，达到排放标准可以直接排放。
在国内，钻井废弃物无害化处理技术已进行了几十年的摸索和实践。从研究无害化泥浆药剂，到大量使用低毒、无毒环保钻井液，再到对钻井废弃物进一步进行无害化处理，这一过程也称泥浆不落地系统。泥浆不落地处理工艺在国内外都有最好的废弃物处理效果，应用前景广阔。例如，在江苏东台草舍用于草南2井的施工中，采用了环保型成膜水基钻井液，通过泥浆不落地系统对钻井废弃物做处理，使水达到国家《污水综合排放标准》一级标准达标排放，固体废弃物的浸出液也符合国家《浸出毒性鉴定判别标准》。
然而，钻井岩屑无害化处理技术的发展也面临着诸多挑战。首先，钻井岩屑的成分复杂多变，不一样的地区的钻井岩屑具有不一样的性质和特点，需要开发适应能力强、灵活性高的处理设备和工艺。其次，无害化处理过程中产生的废弃物和副产品需要妥善处理，避免造成二次污染。此外，无害化处理设备的投资和经营成本较高，需要政府、企业和科研机构一起努力，推动技术创新和产业升级。
未来，钻井岩屑无害化处理技术的发展的新趋势将朝着高效、节能、环保、智能化的方向发展。一方面，环保法规的严格要求推动了无害化处理技术的发展和创新，促进了设备的升级和改造。另一方面，随着科学技术的慢慢的提升和人们对环境保护意识的增强，新的处理方法和设备将不断涌现，为钻井岩屑无害化处理技术的发展提供新的动力。
总之，钻井岩屑无害化处理技术在石油勘探与开发中扮演着至关重要的角色。通过物理处理、化学处理和生物处理等阶段的综合处理，可以轻松又有效地将钻井岩屑中的有害于人体健康的物质去除或降解为无害物质，减少其对环境的污染。未来，随着环保意识的增强和环保法规的日益严格，钻井岩屑无害化处理技术将朝着更高效、节能、环保、智能化的方向发展，为石油工业的可持续发展提供有力保障。同时，政府、企业和科研机构需要一起努力，推动技术创新和产业升级，应对钻井岩屑无害化处理过程中面临的挑战和问题。返回搜狐，查看更加多
