如何去除油气田钻井废水中的表面活性剂
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发布时间：2022-04-30 17:45
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时间：2022-06-28 15:30
1. 钻井的泥浆体系
要了解钻井废水的水质组成，必须清楚钻井过程中使用的泥浆体系。钻井的泥浆体系是为了适应各种情况下钻井工艺的要求，向泥浆中加入不同的泥浆处理添加剂形成的。泥浆处理剂有无机泥浆处理剂、有机泥浆处理剂和表面活性剂。整个泥浆体系主要分两大类：即水基泥浆和油基泥浆。
泥浆中对环境造成污染的主要污染物有重金属、各种有机泥浆处理剂和表面活性剂。
2. 钻井废水的水质组成
钻井废水是在钻井过程中，由于起、下钻作业时泥浆的返排流失泥浆循环系统的渗漏冲洗设备油污和清洗平台等环节产生的污水。它由固体、液体和胶体悬浮物组成，属多级分散体系。污染物主要有：
（1）CODcr，来自各种有机泥浆处理剂和表面活性剂如丹宁、起泡剂和消泡剂等。
（2）油，来自油基泥浆、柴油机冷却水、钻井平台冲洗水等。
（3）重金属，主要是由加入无机处理添加剂铬酸盐引入的Cr6+，另外铁铬盐木质素磺酸盐也引入铬离子。其它的重金属污染物还有物还有P子+、Cd2+等离。
钻井废水的处理现状
1. 处理方法
国内各大油田对钻井废水的处理大多采用化学混凝处理后排放。由于混凝法仅能去除水中胶体状或悬浮状的颗粒污染物，而对已形成溶液的一些泥浆处理剂如铁铬盐、磺酸盐类的效果不大。这也是采用化学混凝法处理钻井废水存在的主要问题。
2.处理药剂
钻井废水的处理药剂主要有无机盐类混凝剂、有机高分子絮凝剂，无机与有机复配混凝剂等。
（1）无机盐类混凝剂
Al2(SO4)3、PAC、PFS是目前各油田普遍用来处理钻井废水的无机絮凝剂，无机絮凝剂以污水经其处理后矾花沉降性能好、含水低、效果好、药剂价格便宜，处理成本低而深受井队欢迎。但Al2(SO4)3、PAC等铝盐类混凝剂易受Cl-等的干扰而使处理效果降低等铁盐类絮凝剂引起的腐蚀现象是目前用无机絮凝剂存在的主要问题。
（2） 有机高分子絮凝剂
有机高分子絮凝剂以其独有的伸展结构和无规则线团结构等官能团性质和带电性而决定其用量少、絮凝能力高、效果好、絮凝体粗大、沉降速度快、处理时间短、污泥脱水性好较易处理、成本低等特点，在钻井废水处理中起吸附架桥和电荷中和作用，主要用来作助凝剂。常用的助凝剂有PAM。但有机高分子絮凝剂的用量应严格控制，否则会因用量过大而使矾花的沉降效果差，甚至不起作用，反而使废水的CODcr升高，成为新的污染物。
（3）复配药剂
为充分发挥无机和有机絮凝剂各自在水处理中的优点、克服它们在水处理中的缺点，目前较通行的水处理剂是将无机和有机絮凝剂复配使用，以期得到更好的处理效果。复配药剂对钻井废水处理效果取决于对有机与无机絮凝剂的选择、复配比、加工絮瞬剂的工艺过程等。经复配药剂处理后钻井废水的、石油类等各项污染物指标均明显优于单独使用无机或有机絮凝剂的处理效果。
3、处理装置
目前钻井废水处理装置主要采用化学混凝工艺，向撬装方向发展。
国内各大油田相继作了一些探索工作，据资料介绍四川局的DZW系列钻井废水处理装置对钻井废水处理效果较好，但没有解决污泥脱水的问题。江汉、大港、玉门等油田在这方面也作了不少工作，且取得一定的效果。
在国外，撬装式钻井废水处理装置有美国的ROMEC环境研究和发展公司研制的撬装式钻井废水和废弃泥浆处理装置；Newpark废物处理公司的油田废物净化装置；前苏联研制的YOB钻井废水和YOBC-1M型钻井废水净化装置法国国际石油公司最近推出的闭路式污水装置等。
几点意见
1.开发新的泥浆体系
从控制污染源着手，开拓油田化学添加剂的新思路，以符合钻井工艺的需要，又要以防止环境污染为原则，开发新的油田化学试剂取代现有污染治理工作中难降解的泥浆处理添加剂如现用的稀释剂磺酸盐类、消泡剂等，使油田化学添加剂的研制与环境污染的治理为一体。
2.增大井场废水的回用率
尽量减少各井场的废水排放量，清污分流，增大井场对钻井废水的回用率。对钻井废水回用应采用分段控制，随着井深的增加,废水回用率由高至低适时合理调整。
3.开发钻井废水的处理药剂
钻井废水的处理，当前离不开化学混凝这个环节，成功地开发钻井废水的处理药剂，是解决治理钻井废水的关键。目前，主要的研究方向是研制高聚合度的无机处理剂和多功能的复配药剂，以期能尽量针对钻井废水的特点，达到最佳的处理效果。四川局的各大矿区在这方面做了一些有益的尝试工作,如川南矿区的Co-H钻井废水处理剂等。
4.探索可行的处理工艺
化学混凝法是钻井废水处理的“传统”工艺。钻井废水在处理工艺上一直没有新的突破。探索可行的处理工艺流程是钻井废水处理的又一研究方向。生物净化钻井废水以其成本低，易管理等优点成为一种有前途的处理方法。四川局川东钻探公司在钻井废水中养殖水生植物凤眼莲来净化钻井废水，对废水中、油类、酚等污染物有良好的降解作用。
建议
按一污水综合排放标准，钻井废水中主要污染物的排放指标为CODcr<200 mg/L。在实际污染治理工作中，随着钻井进尺的增加，使用的泥浆体系相应地就越趋复杂，这是因为在钻进过程中，由于井底的高温高压，工艺上要求泥浆体系很稳定，进而要求泥浆处理添加剂有很好的稳定性如磺酸盐类，这些返排出来的泥浆处理剂进入钻井废水后，不易降解，增加了钻井废水的处理难度，所以外排入接纳水体中泥浆处理剂的自净周期很长，不会对整个接纳水体带来大的冲击负荷即造成污染事故。因此，建议在国标修改时提出合适的钻井废水CODcr排放指标。
结束语
钻井废水作为石油勘探企业的主要污染源，其治理工作和治理技术的开发对保护生态环境，保证石油勘探工作的顺利进行和改善与地方的睦邻关系都有很重要的意义。
